神奇的3D打印機究竟要革誰(shuí)的命？
2012-08-23 09:20 來(lái)源：太平洋電腦網(wǎng) 責編：王岑
- 摘要：
- 最近一段時(shí)間，“3D打印”這個(gè)詞在媒體上出現的頻率極高，一會(huì )能打印房子，一會(huì )能打印自行車(chē)，甚至還可以打印出一把可以射出真子彈的步槍……聽(tīng)到這里，你可能以為筆者在說(shuō)故事，描述科幻電影中的場(chǎng)景，但事實(shí)的確如此，不管你信不信。
【CPP114】訊：最近一段時(shí)間，“3D打印”這個(gè)詞在媒體上出現的頻率極高，一會(huì )能打印房子，一會(huì )能打印自行車(chē)，甚至還可以打印出一把可以射出真子彈的步槍……聽(tīng)到這里，你可能以為筆者在說(shuō)故事，描述科幻電影中的場(chǎng)景，但事實(shí)的確如此，不管你信不信。
3D打印的概念早在幾十年前就已提出。上世紀70年代，隨著(zhù)3D輔助設計的興起，設計師能在電腦軟件中看到虛擬的三維物體，但要將這些物體用粘土、木頭或是金屬做成模型卻非常不易，可以用費時(shí)費力費錢(qián)來(lái)形容。3D打印的出現，使平面變成立體的過(guò)程一下簡(jiǎn)單了很多，設計師的任何改動(dòng)都可在幾個(gè)小時(shí)后或一夜之間重新打印出來(lái)，而不用花上幾周時(shí)間等著(zhù)工廠(chǎng)把新模型制造出來(lái)，這樣一來(lái)可以大大降低制作成本。而隨著(zhù)科技的不斷進(jìn)步，更多的東西以成品的形式被打印出來(lái)，人們才發(fā)現原來(lái)還可以這么玩。
《經(jīng)濟學(xué)人》雜志就曾經(jīng)評價(jià)：“偉大發(fā)明所能帶來(lái)的影響，在當時(shí)那個(gè)年代都是難以預測的，1750年的蒸汽機如此，1450年的印刷術(shù)如此，1950年的晶體管也是如此。而今，我們仍然無(wú)法預測，3D打印將在漫長(cháng)的時(shí)光里如何改變這個(gè)世界。”
3D打印機究竟為何物
記者在杭州一家專(zhuān)業(yè)從事3D打印的公司第一次見(jiàn)到3D打印機的真面目。機器的上半部分是個(gè)半透明的罩子，有一排控制按鈕，旁邊是一臺電腦。掀起罩子，左邊立著(zhù)四盒不同顏色的墨水，右邊的工作區擺放研磨得很細的石膏粉末。工作時(shí)，這些粉末會(huì )一層層地被液態(tài)連接體也就是特殊膠水粘合，按照不同的橫截面圖案固化，一層層疊加，感覺(jué)像是在做蛋糕那樣創(chuàng )建三維實(shí)體。
工作人員介紹，這只是一臺小型的3D打印機，打印一個(gè)10厘米高的物體，大約需要5小時(shí)�，F有的3D打印技術(shù)能夠實(shí)現600dpi分辨率，每層厚度只有0.01毫米，想完美地展現頭發(fā)絲還是很困難的，但是做小零件、模型綽綽有余。技術(shù)的發(fā)展和粉末很有關(guān)系，材料越細，每一層就更薄，做出來(lái)的東西精度就越高。
其實(shí)3D打印機原理很簡(jiǎn)單，每一層的打印過(guò)程分為兩步，首先在需要成型的區域噴灑一層特殊膠水，膠水液滴本身很小，且不易擴散。然后是噴灑一層均勻的粉末，粉末遇到膠水會(huì )迅速固化黏結，而沒(méi)有膠水的區域仍保持松散狀態(tài)。這樣在一層膠水一層粉末的交替下，實(shí)體模型將會(huì )被打印成型。完成后，要處理掉物品周?chē)礉M(mǎn)的粉末，這是可以循環(huán)利用的，再涂上增強硬度的膠水。
眼下3D打印機有兩種類(lèi)型，一種是堆疊法，一種是燒結。原理基本都是多層分片打印，而堆疊和燒結只是成型技術(shù)的區別。堆疊只能成型塑料、硅之類(lèi)的材質(zhì)，對固化反應速度有要求，而燒結可以利用激光的高溫對金屬粉末進(jìn)行處理加工出金屬材質(zhì)的東西出來(lái)，實(shí)體可通過(guò)打磨、鉆孔、電鍍等方式進(jìn)一步加工。所以3D打印機和普通打印機，最大的區別是“墨水”。
3D打印為何能火
最新的三個(gè)有關(guān)3D打印的報道很?chē)樔�，一個(gè)是打印房子，另一個(gè)打印飛機，三是打印手槍。其實(shí)在歐美，注重創(chuàng )造力的發(fā)達國家，3D打印技術(shù)已經(jīng)成功商用，尤其是消費電子業(yè)、航空業(yè)和汽車(chē)制造業(yè)。它們不光可以離開(kāi)傳統的大規模機床來(lái)制造小數量的部件，而且可以用不同方法來(lái)制造，比如單個(gè)制作噴氣式飛機上的空氣動(dòng)力導管，而不再需要很多不同的元件來(lái)組裝它。
用發(fā)展的眼光來(lái)看，3D打印首先會(huì )影響的是模具行業(yè)。即便在國內制造行業(yè)不景氣的今天，模具行業(yè)仍然風(fēng)景獨好，一方面是對技術(shù)要求高，另一方面是市場(chǎng)有需求，在產(chǎn)品大規模生產(chǎn)之前，必須要進(jìn)行多次打樣和修改。3D打印機的出現，其實(shí)是消滅了模具反復打造的流程，能直接從計算機圖形數據中生成任何形狀的零件，極大地縮短產(chǎn)品的研制周期，大幅減少成本投入，對于一些復雜而精細的造型，3D打印機表示毫無(wú)壓力。
其次是會(huì )引發(fā)個(gè)性風(fēng)潮。對一些小廠(chǎng)家來(lái)說(shuō)，迫于模具制造的高成本，往往會(huì )采用公模來(lái)生產(chǎn)，雖然在功能上能滿(mǎn)足用戶(hù)的需求，但千篇一律的造型，很難迎合時(shí)下個(gè)性化的發(fā)展趨勢，所以賣(mài)不出高價(jià)，只能靠低價(jià)來(lái)吸引消費者。在機械化和流水線(xiàn)盛行的年代，人們對于手工的東西有特別的親切感，即便價(jià)格昂貴數倍，也不愁找不到買(mǎi)家，原因是手工制作不可能有相同的，而且品質(zhì)有保證。3D打印機的出現，一方面滿(mǎn)足人們對個(gè)性化產(chǎn)品的追求欲，完全可以量身定制，另一方面在大大提高生產(chǎn)效率的同時(shí)，還能降低成本。
3D打印的概念早在幾十年前就已提出。上世紀70年代，隨著(zhù)3D輔助設計的興起，設計師能在電腦軟件中看到虛擬的三維物體，但要將這些物體用粘土、木頭或是金屬做成模型卻非常不易，可以用費時(shí)費力費錢(qián)來(lái)形容。3D打印的出現，使平面變成立體的過(guò)程一下簡(jiǎn)單了很多，設計師的任何改動(dòng)都可在幾個(gè)小時(shí)后或一夜之間重新打印出來(lái)，而不用花上幾周時(shí)間等著(zhù)工廠(chǎng)把新模型制造出來(lái)，這樣一來(lái)可以大大降低制作成本。而隨著(zhù)科技的不斷進(jìn)步，更多的東西以成品的形式被打印出來(lái)，人們才發(fā)現原來(lái)還可以這么玩。
《經(jīng)濟學(xué)人》雜志就曾經(jīng)評價(jià)：“偉大發(fā)明所能帶來(lái)的影響，在當時(shí)那個(gè)年代都是難以預測的，1750年的蒸汽機如此，1450年的印刷術(shù)如此，1950年的晶體管也是如此。而今，我們仍然無(wú)法預測，3D打印將在漫長(cháng)的時(shí)光里如何改變這個(gè)世界。”
3D打印機究竟為何物
記者在杭州一家專(zhuān)業(yè)從事3D打印的公司第一次見(jiàn)到3D打印機的真面目。機器的上半部分是個(gè)半透明的罩子，有一排控制按鈕，旁邊是一臺電腦。掀起罩子，左邊立著(zhù)四盒不同顏色的墨水，右邊的工作區擺放研磨得很細的石膏粉末。工作時(shí)，這些粉末會(huì )一層層地被液態(tài)連接體也就是特殊膠水粘合，按照不同的橫截面圖案固化，一層層疊加，感覺(jué)像是在做蛋糕那樣創(chuàng )建三維實(shí)體。
工作人員介紹，這只是一臺小型的3D打印機，打印一個(gè)10厘米高的物體，大約需要5小時(shí)�，F有的3D打印技術(shù)能夠實(shí)現600dpi分辨率，每層厚度只有0.01毫米，想完美地展現頭發(fā)絲還是很困難的，但是做小零件、模型綽綽有余。技術(shù)的發(fā)展和粉末很有關(guān)系，材料越細，每一層就更薄，做出來(lái)的東西精度就越高。
其實(shí)3D打印機原理很簡(jiǎn)單，每一層的打印過(guò)程分為兩步，首先在需要成型的區域噴灑一層特殊膠水，膠水液滴本身很小，且不易擴散。然后是噴灑一層均勻的粉末，粉末遇到膠水會(huì )迅速固化黏結，而沒(méi)有膠水的區域仍保持松散狀態(tài)。這樣在一層膠水一層粉末的交替下，實(shí)體模型將會(huì )被打印成型。完成后，要處理掉物品周?chē)礉M(mǎn)的粉末，這是可以循環(huán)利用的，再涂上增強硬度的膠水。
眼下3D打印機有兩種類(lèi)型，一種是堆疊法，一種是燒結。原理基本都是多層分片打印，而堆疊和燒結只是成型技術(shù)的區別。堆疊只能成型塑料、硅之類(lèi)的材質(zhì)，對固化反應速度有要求，而燒結可以利用激光的高溫對金屬粉末進(jìn)行處理加工出金屬材質(zhì)的東西出來(lái)，實(shí)體可通過(guò)打磨、鉆孔、電鍍等方式進(jìn)一步加工。所以3D打印機和普通打印機，最大的區別是“墨水”。
3D打印為何能火
最新的三個(gè)有關(guān)3D打印的報道很?chē)樔�，一個(gè)是打印房子，另一個(gè)打印飛機，三是打印手槍。其實(shí)在歐美，注重創(chuàng )造力的發(fā)達國家，3D打印技術(shù)已經(jīng)成功商用，尤其是消費電子業(yè)、航空業(yè)和汽車(chē)制造業(yè)。它們不光可以離開(kāi)傳統的大規模機床來(lái)制造小數量的部件，而且可以用不同方法來(lái)制造，比如單個(gè)制作噴氣式飛機上的空氣動(dòng)力導管，而不再需要很多不同的元件來(lái)組裝它。
用發(fā)展的眼光來(lái)看，3D打印首先會(huì )影響的是模具行業(yè)。即便在國內制造行業(yè)不景氣的今天，模具行業(yè)仍然風(fēng)景獨好，一方面是對技術(shù)要求高，另一方面是市場(chǎng)有需求，在產(chǎn)品大規模生產(chǎn)之前，必須要進(jìn)行多次打樣和修改。3D打印機的出現，其實(shí)是消滅了模具反復打造的流程，能直接從計算機圖形數據中生成任何形狀的零件，極大地縮短產(chǎn)品的研制周期，大幅減少成本投入，對于一些復雜而精細的造型，3D打印機表示毫無(wú)壓力。
其次是會(huì )引發(fā)個(gè)性風(fēng)潮。對一些小廠(chǎng)家來(lái)說(shuō)，迫于模具制造的高成本，往往會(huì )采用公模來(lái)生產(chǎn)，雖然在功能上能滿(mǎn)足用戶(hù)的需求，但千篇一律的造型，很難迎合時(shí)下個(gè)性化的發(fā)展趨勢，所以賣(mài)不出高價(jià)，只能靠低價(jià)來(lái)吸引消費者。在機械化和流水線(xiàn)盛行的年代，人們對于手工的東西有特別的親切感，即便價(jià)格昂貴數倍，也不愁找不到買(mǎi)家，原因是手工制作不可能有相同的，而且品質(zhì)有保證。3D打印機的出現，一方面滿(mǎn)足人們對個(gè)性化產(chǎn)品的追求欲，完全可以量身定制，另一方面在大大提高生產(chǎn)效率的同時(shí)，還能降低成本。
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