三維打印引領(lǐng)第三次工業(yè)革命
2012-06-30 11:37 來(lái)源： 新華網(wǎng) 責編：陳培
- 摘要：
- 近二十年來(lái)，三維打印技術(shù)在一些發(fā)達國家興起。專(zhuān)家認為，這種技術(shù)代表制造業(yè)發(fā)展新趨勢，它和其他一些數字化生產(chǎn)模式的涌現，將推動(dòng)實(shí)現第三次工業(yè)革命。
【CPP114】訊：用打印機“打印”水杯、小提琴、首飾甚至汽車(chē)和飛機，這不是異想天開(kāi)，而是已經(jīng)可以輕松實(shí)現的技術(shù)。
近二十年來(lái)，三維打印技術(shù)在一些發(fā)達國家興起。專(zhuān)家認為，這種技術(shù)代表制造業(yè)發(fā)展新趨勢，它和其他一些數字化生產(chǎn)模式的涌現，將推動(dòng)實(shí)現第三次工業(yè)革命。
隨心打印
每到周末，14歲的賴(lài)利·劉易斯都會(huì )和好友一起迫不及待地鉆進(jìn)自家車(chē)庫，找他們最喜歡的伙伴“饒舌男”一臺初級的組裝版三維打印機。
孩子們先在電腦操作界面上完成設計，傳輸到打印機上，然后摁下打印鍵，等待“饒舌男”把他們的設計變?yōu)閷?shí)物。
“饒舌男”開(kāi)始工作。熔化的塑料是“墨”，從一個(gè)可靈活移動(dòng)的噴嘴里均勻噴出。伴隨著(zhù)嗡嗡的電流聲，噴嘴來(lái)回移動(dòng)，一層超薄的塑料圓環(huán)在工作臺上出現并定型。然后，噴嘴降低零點(diǎn)幾毫米，噴出一層略小的塑料圓環(huán)。如此由上至下，層層圓環(huán)疊加起來(lái)，一個(gè)塑料杯制作完畢。
如果對這個(gè)杯子的簡(jiǎn)單造型不滿(mǎn)意，想給它加個(gè)手柄或在杯身上刻上名字，只需提前在電腦程序里加以修改，“饒舌男”就能?chē)栏癜凑粘绦蛟O計，制作出符合要求的成品。
劉易斯設計打印出一個(gè)“完美的”齒輪，得到伙伴們夸贊。一個(gè)名叫弗農的男孩想把論文打印在塑料上而不是紙上，因為這“肯定能把老師震住”。
劉易斯的爸爸戴維當初花1500美元買(mǎi)來(lái)全套元件，父子倆一起用了32小時(shí)組裝。這款神奇機器迅速獲得孩子們青睞，成了他們的大玩具。他們享受自己動(dòng)手設計、想要什么就打印什么的樂(lè )趣。劉易斯家車(chē)庫里已經(jīng)擺滿(mǎn)他們的作品：火箭模型、吉他、餐具。
相比微波爐大小的“饒舌男”，工業(yè)用的三維打印機個(gè)頭更大，功能更強，售價(jià)也更高，從五千美元到一百萬(wàn)美元不等�？捎糜谌S打印的“墨水”材質(zhì)也更加豐富，包括各種顏色的塑料、金屬、玻璃和陶瓷。
過(guò)去25年間，三維打印技術(shù)已廣泛應用于多個(gè)領(lǐng)域。奔馳、本田用它制造汽車(chē)模具和配件；波音、洛克希德－馬丁公司用它打造航模和零件；微軟公司用它設計電腦鼠標和鍵盤(pán)；醫療設備機構用它為用戶(hù)定制助聽(tīng)器和牙套；建筑師用它復制建筑模型。美國研究人員甚至已研制出三維食物打印機，能用食材打印餅干、蘋(píng)果派等。
美國“三維系統”公司首席執行官阿貝·雷琴塔爾說(shuō)，利用三維打印技術(shù)，顧客可以買(mǎi)到絕對個(gè)性化的產(chǎn)品，“寶馬公司能為你量身定制新車(chē)，車(chē)身自帶你的姓名，坐椅貼合你的體型。（比利時(shí)知名巧克力）戈黛娃的巧克力糖造型將和你的容貌一模一樣。”
“只有你想不到，沒(méi)有它打印不了的，”他說(shuō)。
市場(chǎng)潛力
行業(yè)咨詢(xún)公司“沃勒斯協(xié)會(huì )”提供的數據顯示，三維打印技術(shù)的市場(chǎng)銷(xiāo)售額已達17億美元，且有望在2015年前升至37億美元。
作為三維打印技術(shù)的發(fā)明者和領(lǐng)頭羊，“三維系統”公司去年收益2.3億美元，比前年增長(cháng)四成多。
公司設計的一款新型打印機“立方體”（Cube）定于今年五月上市，其工作原理和“饒舌男”類(lèi)似，應用程序則借鑒蘋(píng)果公司產(chǎn)品，更方便顧客操作。
它的自帶程序里已預先裝載大量物品設計圖，比如棋子、首飾、廚具等，顧客無(wú)須學(xué)習復雜的三維設計軟件，便可直接打印所需物品。
此外，“立方體”還支持無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )鏈接，顧客能從網(wǎng)站付費下載更多物品設計圖：一只玩具大象收費4.99美元，一枚戒指10美元，一把剃須刀15美元。
總部設在紐約的Shapeways公司是“三維系統”的有力競爭對手。這家公司走的市場(chǎng)路線(xiàn)與購物網(wǎng)站“亞馬遜”類(lèi)似：顧客通過(guò)網(wǎng)站上傳自己設計的產(chǎn)品圖，或訂購現有的設計圖，公司則按圖打印產(chǎn)品，送貨上門(mén)。
在Shapeways的網(wǎng)站上，既有標價(jià)760美元的珊瑚造型臺燈，也有只賣(mài)幾美元的小飾品，還有一些僅三維打印技術(shù)才能制造出的稀奇玩意兒，例如類(lèi)似俄羅斯套娃但不能打開(kāi)的“套球”。
Shapeways公司首席執行官彼得·魏馬爾肖森說(shuō)，他們每個(gè)月售出大約10萬(wàn)件產(chǎn)品，其中最受歡迎的是珠寶首飾、蘋(píng)果手機套和玩具火車(chē)。
影響工業(yè)
三維打印技術(shù)如今的飛速發(fā)展和巨大市場(chǎng)潛力，或許是發(fā)明人查克·赫爾當初沒(méi)有預料到的。
30年前，赫爾在加利福尼亞州南部一家名為紫外產(chǎn)品公司的制造企業(yè)工作，開(kāi)發(fā)用于家具保護涂層的紫外線(xiàn)固化樹(shù)脂膠技術(shù)。身為工程師和物理學(xué)家，赫爾喜好動(dòng)手實(shí)驗，經(jīng)�；ê脦讉�(gè)小時(shí)把一層層樹(shù)脂堆積起來(lái)制作模型。
“那時(shí)，我已經(jīng)當了20年工程師，深知制造塑料模具有多麻煩。你得先繪出每個(gè)部件的設計圖，然后找精密工具制造者為你加工。一旦設計有問(wèn)題需要修改，一切都得重來(lái)。整個(gè)過(guò)程需要至少6個(gè)星期。因此，我很想能擁有一臺機器自己制造模具，”現年73歲的赫爾回憶說(shuō)。
幾經(jīng)努力，在紫外產(chǎn)品公司辦公樓的一間密室里，赫爾研制出第一臺三維打印機。它使用樹(shù)脂當墨，用一盞可移動(dòng)的紫外線(xiàn)燈使樹(shù)脂固化定型。赫爾滿(mǎn)心歡喜向公司老板展示新發(fā)明，卻得知公司快要倒閉，自己面臨失業(yè)。
他于是向老板提議，自己提供新技術(shù)、公司提供資源，合作成立一家新公司，開(kāi)發(fā)推廣這種被他稱(chēng)為“立體印刷術(shù)”的新技術(shù)。
新公司被命名為“三維系統”。如今，赫爾依然供職于這家公司，身份是“首席技術(shù)官”，他的研究室里堆滿(mǎn)了實(shí)驗設備和樣機。
在同行布雷·佩蒂斯眼里，赫爾的發(fā)明被怎么夸耀都不為過(guò)，因為它意味著(zhù)單調大規模制造模式的終結。家具生產(chǎn)商將不再需要設計千篇一律、缺乏新意的產(chǎn)品，而是由顧客提供自行設計的產(chǎn)品圖；亞馬遜等購物網(wǎng)站則只需提供產(chǎn)品設計程序，由顧客在家自行打印成品，從而大幅減少運費。
英國《經(jīng)濟學(xué)家》周刊認為，盡管仍有待完善，但三維打印技術(shù)勢必成為引領(lǐng)未來(lái)制造業(yè)趨勢的眾多突破之一。這些突破將使工廠(chǎng)徹底告別車(chē)床、鉆頭、沖壓機、制模機等傳統工具，改由更加靈巧的電腦軟件主宰這便是第三次工業(yè)革命的標志。
航空發(fā)動(dòng)機巨頭羅爾斯·羅伊斯公司工程和技術(shù)總監科林·史密斯說(shuō)：“大工廠(chǎng)里人擠人的時(shí)代將一去不復返。”
近二十年來(lái)，三維打印技術(shù)在一些發(fā)達國家興起。專(zhuān)家認為，這種技術(shù)代表制造業(yè)發(fā)展新趨勢，它和其他一些數字化生產(chǎn)模式的涌現，將推動(dòng)實(shí)現第三次工業(yè)革命。
隨心打印
每到周末，14歲的賴(lài)利·劉易斯都會(huì )和好友一起迫不及待地鉆進(jìn)自家車(chē)庫，找他們最喜歡的伙伴“饒舌男”一臺初級的組裝版三維打印機。
孩子們先在電腦操作界面上完成設計，傳輸到打印機上，然后摁下打印鍵，等待“饒舌男”把他們的設計變?yōu)閷?shí)物。
“饒舌男”開(kāi)始工作。熔化的塑料是“墨”，從一個(gè)可靈活移動(dòng)的噴嘴里均勻噴出。伴隨著(zhù)嗡嗡的電流聲，噴嘴來(lái)回移動(dòng)，一層超薄的塑料圓環(huán)在工作臺上出現并定型。然后，噴嘴降低零點(diǎn)幾毫米，噴出一層略小的塑料圓環(huán)。如此由上至下，層層圓環(huán)疊加起來(lái)，一個(gè)塑料杯制作完畢。
如果對這個(gè)杯子的簡(jiǎn)單造型不滿(mǎn)意，想給它加個(gè)手柄或在杯身上刻上名字，只需提前在電腦程序里加以修改，“饒舌男”就能?chē)栏癜凑粘绦蛟O計，制作出符合要求的成品。
劉易斯設計打印出一個(gè)“完美的”齒輪，得到伙伴們夸贊。一個(gè)名叫弗農的男孩想把論文打印在塑料上而不是紙上，因為這“肯定能把老師震住”。
劉易斯的爸爸戴維當初花1500美元買(mǎi)來(lái)全套元件，父子倆一起用了32小時(shí)組裝。這款神奇機器迅速獲得孩子們青睞，成了他們的大玩具。他們享受自己動(dòng)手設計、想要什么就打印什么的樂(lè )趣。劉易斯家車(chē)庫里已經(jīng)擺滿(mǎn)他們的作品：火箭模型、吉他、餐具。
相比微波爐大小的“饒舌男”，工業(yè)用的三維打印機個(gè)頭更大，功能更強，售價(jià)也更高，從五千美元到一百萬(wàn)美元不等�？捎糜谌S打印的“墨水”材質(zhì)也更加豐富，包括各種顏色的塑料、金屬、玻璃和陶瓷。
過(guò)去25年間，三維打印技術(shù)已廣泛應用于多個(gè)領(lǐng)域。奔馳、本田用它制造汽車(chē)模具和配件；波音、洛克希德－馬丁公司用它打造航模和零件；微軟公司用它設計電腦鼠標和鍵盤(pán)；醫療設備機構用它為用戶(hù)定制助聽(tīng)器和牙套；建筑師用它復制建筑模型。美國研究人員甚至已研制出三維食物打印機，能用食材打印餅干、蘋(píng)果派等。
美國“三維系統”公司首席執行官阿貝·雷琴塔爾說(shuō)，利用三維打印技術(shù)，顧客可以買(mǎi)到絕對個(gè)性化的產(chǎn)品，“寶馬公司能為你量身定制新車(chē)，車(chē)身自帶你的姓名，坐椅貼合你的體型。（比利時(shí)知名巧克力）戈黛娃的巧克力糖造型將和你的容貌一模一樣。”
“只有你想不到，沒(méi)有它打印不了的，”他說(shuō)。
市場(chǎng)潛力
行業(yè)咨詢(xún)公司“沃勒斯協(xié)會(huì )”提供的數據顯示，三維打印技術(shù)的市場(chǎng)銷(xiāo)售額已達17億美元，且有望在2015年前升至37億美元。
作為三維打印技術(shù)的發(fā)明者和領(lǐng)頭羊，“三維系統”公司去年收益2.3億美元，比前年增長(cháng)四成多。
公司設計的一款新型打印機“立方體”（Cube）定于今年五月上市，其工作原理和“饒舌男”類(lèi)似，應用程序則借鑒蘋(píng)果公司產(chǎn)品，更方便顧客操作。
它的自帶程序里已預先裝載大量物品設計圖，比如棋子、首飾、廚具等，顧客無(wú)須學(xué)習復雜的三維設計軟件，便可直接打印所需物品。
此外，“立方體”還支持無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )鏈接，顧客能從網(wǎng)站付費下載更多物品設計圖：一只玩具大象收費4.99美元，一枚戒指10美元，一把剃須刀15美元。
總部設在紐約的Shapeways公司是“三維系統”的有力競爭對手。這家公司走的市場(chǎng)路線(xiàn)與購物網(wǎng)站“亞馬遜”類(lèi)似：顧客通過(guò)網(wǎng)站上傳自己設計的產(chǎn)品圖，或訂購現有的設計圖，公司則按圖打印產(chǎn)品，送貨上門(mén)。
在Shapeways的網(wǎng)站上，既有標價(jià)760美元的珊瑚造型臺燈，也有只賣(mài)幾美元的小飾品，還有一些僅三維打印技術(shù)才能制造出的稀奇玩意兒，例如類(lèi)似俄羅斯套娃但不能打開(kāi)的“套球”。
Shapeways公司首席執行官彼得·魏馬爾肖森說(shuō)，他們每個(gè)月售出大約10萬(wàn)件產(chǎn)品，其中最受歡迎的是珠寶首飾、蘋(píng)果手機套和玩具火車(chē)。
影響工業(yè)
三維打印技術(shù)如今的飛速發(fā)展和巨大市場(chǎng)潛力，或許是發(fā)明人查克·赫爾當初沒(méi)有預料到的。
30年前，赫爾在加利福尼亞州南部一家名為紫外產(chǎn)品公司的制造企業(yè)工作，開(kāi)發(fā)用于家具保護涂層的紫外線(xiàn)固化樹(shù)脂膠技術(shù)。身為工程師和物理學(xué)家，赫爾喜好動(dòng)手實(shí)驗，經(jīng)�；ê脦讉�(gè)小時(shí)把一層層樹(shù)脂堆積起來(lái)制作模型。
“那時(shí)，我已經(jīng)當了20年工程師，深知制造塑料模具有多麻煩。你得先繪出每個(gè)部件的設計圖，然后找精密工具制造者為你加工。一旦設計有問(wèn)題需要修改，一切都得重來(lái)。整個(gè)過(guò)程需要至少6個(gè)星期。因此，我很想能擁有一臺機器自己制造模具，”現年73歲的赫爾回憶說(shuō)。
幾經(jīng)努力，在紫外產(chǎn)品公司辦公樓的一間密室里，赫爾研制出第一臺三維打印機。它使用樹(shù)脂當墨，用一盞可移動(dòng)的紫外線(xiàn)燈使樹(shù)脂固化定型。赫爾滿(mǎn)心歡喜向公司老板展示新發(fā)明，卻得知公司快要倒閉，自己面臨失業(yè)。
他于是向老板提議，自己提供新技術(shù)、公司提供資源，合作成立一家新公司，開(kāi)發(fā)推廣這種被他稱(chēng)為“立體印刷術(shù)”的新技術(shù)。
新公司被命名為“三維系統”。如今，赫爾依然供職于這家公司，身份是“首席技術(shù)官”，他的研究室里堆滿(mǎn)了實(shí)驗設備和樣機。
在同行布雷·佩蒂斯眼里，赫爾的發(fā)明被怎么夸耀都不為過(guò)，因為它意味著(zhù)單調大規模制造模式的終結。家具生產(chǎn)商將不再需要設計千篇一律、缺乏新意的產(chǎn)品，而是由顧客提供自行設計的產(chǎn)品圖；亞馬遜等購物網(wǎng)站則只需提供產(chǎn)品設計程序，由顧客在家自行打印成品，從而大幅減少運費。
英國《經(jīng)濟學(xué)家》周刊認為，盡管仍有待完善，但三維打印技術(shù)勢必成為引領(lǐng)未來(lái)制造業(yè)趨勢的眾多突破之一。這些突破將使工廠(chǎng)徹底告別車(chē)床、鉆頭、沖壓機、制模機等傳統工具，改由更加靈巧的電腦軟件主宰這便是第三次工業(yè)革命的標志。
航空發(fā)動(dòng)機巨頭羅爾斯·羅伊斯公司工程和技術(shù)總監科林·史密斯說(shuō)：“大工廠(chǎng)里人擠人的時(shí)代將一去不復返。”
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