3D打印又稱為三維打印,是快速成形技術的一種。在工業市場,它早已成為一個熱門詞匯。其原理是運用粉末狀的金屬或者是塑料等可黏合的材料,通過一層又一層的多層打印方式構造零對象,通過模具的制造工業設計進行成型,形成直接數字化的制造。
理論上,只要電腦可以設計出的造型,3D打印機都可以打印出來。
“3D打印”可謂是時下最熱門的技術,很多人甚至還把它喻為“第三次技術革命的標志”。它之所以被追捧,其原因就是它可以讓小批量的生產更加容易和廉價。而且3D打印還能實現商品的無縫對接,這會讓商品更加堅固,并且實現傳統技術無法實現的特定的內部結構。
但這些來自國外的前沿技術思想,并沒有考慮到中國市場的實際情況。另一方面,雖然如中科院先進技術所等科研機構已經自主研發出了工業級3D打印機,但能夠量產應用在商業中的,還都是進口產品。連設備帶打印耗材都大多是進口的,使得國內的商用3D打印成本仍居高不下。
目前3D打印技術應用已經滲入到生物醫療、航空、汽車、工業設計等多個行業。
多年從事儀器研發工作的中科院大連化物所某課題組研究員介紹說,其課題組2011年就從美國購買了一臺3D打印機,主要用于零配件及儀器外殼的制作。
有了3D打印機,研究團隊可以很快地把想法變成現實,一個零配件模塊最多只需24小時就能夠完成制作,研發周期大大加快。另外,做儀器研發,有些零配件因為量小很難找到加工工廠,利用3D打印機就可以解決這方面的問題。 雖然3D打印技術在精度和速度上有著無可比擬的優勢,但大部分工業設計師和生產企業管理者都認為3D打印過于昂貴。
在我們的認知中,工業革命已發生過兩次。第一次工業革命以蒸汽機的發明為標志,認為新的技術革命產生了流水式作業的方式,單一大批量的生產某種產品,這催生了工廠與工人,也讓制造業從原始的手工制造轉為機械制造。第二次工業革命同樣也是一次技術革命,以電力、無線電、鋼鐵和化學等領域的巨大發展為標志,在各個不同領域進步的影響下,人們的生產方式也發生了變化,這一次工廠不再滿足于單一產品的生產,而是轉為大規模生產。
第三次工業革命與前兩次工業革命相比,有何不同之處呢?3D打印技術,這種新型的生產方式能否不負眾望,促成第三次工業革命呢?
大家都知道,自1986年之后,涌現了很多不同的3D打印技術:
1988年,Scott Crump發明了另外一種3D打印技術FusedDepositionModeling,并成立公司Stratasys。這個技術的特點是它能利用臘、ABS、PC、尼龍等熱塑性材料來制作物體,具備性能優良的特點;
1992年,Helisys發明LaminatedObjectManufacturing,利用薄片材料、激光、熱熔膠來制作物體。然而該3D打印技術的原材料一直僅限于紙,性能低下;
1995年,ZCorporation獲得麻省理工大學的許可,利用技術來生產3D打印機。
2005年,ZCroporation發布SpectrumZ510,這是世界上第一臺高精度彩色3D打印機;同一年,英國巴恩大學的AdrianBowyer發起開源3D打印機項目RepRap,它的目標是作出“自我復制機”,通過3D打印機本身,能夠制造出另一臺3D打印機。
2008年,第一版RepRap發布,代號“Darwin”,能夠打印自身50%的元件,它的體積僅一個箱子大小。
從這段發展史,我們不難看出,隨著3D打印技術的種類變多,3D打印機可選的原材料范圍的變廣,更結合現今網絡的發達,“社會化制造”將成為可能。