3D打印是传统制造业的补充而非颠覆
3D打印适用于新品研发，或是制造难加工的贵重材料，以及用传统制造方法浪费大、甚至根本做不出来的复杂形状。在大批量生产方面，则还须依靠传统制造。
本报记者 原诗萌 实习生 周瑶
欧洲航天局近日公布的月球基地计划颇为吸引人眼球——该计划不仅涉及月球的探测与开发，还与时下热门的3D打印技术相关。
根据计划，月球基地将由机器人建造，而机器人将就地取材，利用3D打印技术，将月球上的土壤制造成建筑材料。
除了这一计划，引人关注的3D打印技术的应用还包括打印骨骼、自行车，甚至是步枪。这一切似乎都在表明，3D打印改变传统制造业和我们的生活只是时间问题了。
然而，事实真的如此吗？
从原型制造到3D打印
被认为推动了第三次工业革命进程的3D打印技术，涉及信息技术、材料科学、精密机械等多个方面。该技术的主要特点是，可直接根据计算机图形数据，通过增材制造的方法生成各种形状的产品。与传统的减材制造相比，3D打印不仅可以提高材料利用率，还可以用更短的时间制造出更复杂的产品。
不过，虽然时下3D打印被人们炒得不亦乐乎，但却并非什么新概念。中国工程院院士、快速制造国家工程中心主任卢秉恒告诉《中国科学报》记者，3D打印诞生于上世纪80年代，迄今已有30年的历史。
据了解，3D打印最早的形式是原型制造，主要用途是工业新产品开发时模具的快速成型。从上世纪90年代开始，随着3D打印技术的发展和激光技术的进步，研究人员不满足于3D打印只用于原型制造，开始尝试用3D打印技术将金属材料直接制造成零件，即金属结构件直接制造。
目前，在金属结构件直接制造方面，已经有公司用3D打印技术制造飞机零件。而原型制造也不再局限于生产工业模具，而是向更广阔的领域拓展。比如，打印立体人像、教具，或是打印假牙和骨关节替代品。
而今天3D打印概念之所以引人瞩目，除了其技术不断成熟和应用范围不断扩大的原因之外，美国政府对3D打印高度重视所产生的示范效应也不可忽视。2012年3月，为重振美国经济和美国制造，奥巴马提出建设全美制造业创新网络，并将3D打印确定为方向之一，引发世界其他国家纷纷效仿。中国也成立了3D打印技术产业联盟，以促进相关技术和产业的发展。
能力有局限
从飞机零件到假牙，再到步枪和房子，3D打印的每项新应用均引起人们的惊叹，3D打印的概念也随之变得愈发热门。
不过，近日接受记者采访的多位业内专家却一致强调，3D打印并非无所不能的“神技”，所涉及的一些概念也需要进一步厘清。
中国社科院信息化研究中心秘书长姜奇平告诉《中国科学报》记者，3D打印更适合制造快速成型的产品，比如一些精巧的工艺品，如果是手工雕刻，往往要消耗大量时间，而用3D打印的话，几个小时就能搞定。
而涉及到人工处理，加入精密和不确定性等因素的时候，3D打印技术则很难胜任。
“比如打印瑞士手表这样的产品就比较难。这不仅涉及到仪器精密的问题，而且人的创造性在里面也要起作用。”姜奇平说。
亚洲制造业协会首席执行官、3D打印技术产业联盟副理事长罗军在接受《中国科学报》记者采访时也表示，3D打印出来的东西毋庸置疑是逼真的，但任何一个产品都应该具有功能性，而如今由于受材料等因素限制，通过3D打印制造出来的产品在实用性上要打一个问号。
一个典型的例子是，去年12月，美国一个名为“分布式防御”的组织在YouTube上发布了一段视频。视频中，该组织对一把由3D打印出的下机匣部件(下机匣用于连接枪管、枪柄、弹匣及其他部件，是受美国政府严格管制的枪支部件)组装而成的AR-15半自动步枪进行了实弹测试，但只发射了6颗子弹，步枪就发生了断裂。
而对于人们津津乐道的打印飞机和汽车，姜奇平告诉记者，其实严格来讲，3D打印制造的只是飞机和汽车的外壳及零部件，至于飞机和汽车中的精密仪器，如集成电路，显然是用目前的3D打印技术难以实现的。
罗军也表示，机械化的产品3D打印可以胜任，但涉及到芯片等智能化产品时，3D打印则爱莫能助。
颠覆制造业只是传说？
采访中记者还了解到，即使是用于生产机械化的产品，3D打印想要颠覆传统制造业也并非易事。
英国《经济学人》曾如此描述3D打印技术对传统生产方式的影响：未来的工厂，大多数的工作将不是在车间完成，而是在办公室展开，那里会坐满设计师、工程师、IT专家、物流专家、营销人员和其他专业人士。
然而卢秉恒认为，这些观点有些过分夸大了3D打印的影响。“3D打印技术不会对传统的车间、数字机床产生太大的冲击。3D打印技术在目前来看，最适合用于新产品的开发。而从制造角度来看，它并不是最合适的。现在大多数的3D打印技术精度还达不到传统制造的程度，也很难实现传统制造方式的大批量、低成本制造。”卢秉恒说。
北京隆源自动成型系统有限公司(以下简称北京隆源)总经理冯涛也在接受《中国科学报》记者采访时表达了类似的观点。他认为，3D打印在协同制造和实现创意方面较有优势，但无法替代传统的制造方式。
北京隆源是中国较早将3D打印技术产业化的企业。冯涛告诉记者，他们曾用3D打印技术为汽车公司制造自动变速箱的壳体。如果按照传统方式生产，仅开模具的花费就很大，并且周期长，而采用3D打印技术，很快就能拿到模具，价格相对低廉，性能也能达到设计预期要求。
不过冯涛向记者强调，真正在市场上销售的车，变速箱并不是用这个方法做的。“汽车公司会对变速箱进行各种极端状况下的测试，其中一些零件就是用3D打印方法做的。定型了以后，再开模具，然后按照传统制造方法批量生产，这样成本就会大大降低。”冯涛说。
卢秉恒也表示，3D打印适用于制造难加工的贵重材料，以及用传统制造方法浪费大、甚至根本做不出来的复杂形状。在大批量生产方面，则还须依靠传统制造。
(责任编辑：admin)
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