3D打印,将创意照进现实
如果你家中重要家电的某个部件出了故障,一个常规的选择是买新件换上,如果恰巧赶上这个部件非常关键,还可能会花费不菲的价钱。但在不久的将来,你或许有第二种选择——打印一个新的,并且可以根据你个人的喜好,设计出不同的样式,不仅方便,而且划算。3D打印,这个堪称2012年最热门的科技名词,到底隐藏着怎样的玄机?未来,它又能给我们的生活带来什么样的变化?
缺什么,不妨先打印一个
“一些很奇特的东西都能通过这台机器打印出来,孩子的很多玩具都是‘打印’出来的。”在济南亚盈信息科技有限公司总工程师冯旭明的工作室中,随处可见被“打印”出来的物品,比如笔筒、哨子等,甚至还有微缩版的个人立体形象,“现在家里缺少什么,不妨先打印一个。”
冯旭明原本从事机器人的研制工作,然而机器人的一些部件形状极其特殊,制作零件的成本和周期都让他有些吃不消,而3D打印机的优势让他看到了转机。他告诉记者,自己去年花费6万多元做了一个模具,但由于设计错误,不得不舍弃掉,一切都要重来。而3D打印技术的一个优点则是无需模具就能够成型,也无需机械加工,这与传统的造模有着巨大的区别。同时也促使冯旭明将注意力转移到3D打印上来。
“现在,在造模环节,通过3D打印技术来设计验证,不仅大大缩短了周期,同时也降低了风险。花费时间也从两个月缩短至数个小时。”冯旭明表示,在现实中,3D打印技术所能够带来的便利显然不仅这一个方面。
记者了解到,从去年6月份至今,冯旭明制作的3D打印机已经销售了40多台,而价格也是从3000元到5000元不等。在他看来,在现阶段,购买3D打印机的客户主要是一些技术相对比较专业的用户,此项应用离大众化还有一段距离。
3D打印就是在做加法
近日,全国首家3D打印体验馆正式落户北京工业设计创意产业基地。而在此之前,诸如自行车、模型飞机等在国外已经被“打印”出来。在未来,似乎一切可以被设计出的东西,都能被“打印”出来。
“在将三维模型的信息输入程序以后,机器先是画线条,一条条的逐渐铺成一个平面,然后再上升进行下一层。软件可以设置的每一层的厚度在0.1—0.4毫米之间。”冯旭明告诉记者,如果说之前的制造方法是在用减法,既不环保,且浪费材料,那么3D打印就是在做加法。
“3D打印技术在学术上叫做增量制造,一般的制造方法就是用去除加工法,比如木工用刨子加工木头；而这种方式首先要将物体的三维模型在计算机上再现出来,通过相关的技术一层层的分解,然后以逐层增加的方式将物体‘堆积’出来,3D打印是一种更为通俗的叫法。”山东山大华天软件有限公司总经理杨超英这样诠释3D打印。
记者了解到,3D打印技术的应用现在有两个方向,一是个人桌面级3D打印机,主要满足用户个性化的需求,价格也相对便宜,而冯旭明制作的3D打印机正属于这种类型；另外一种则是针对工业上的应用。在2011年,华中科技大学史玉升科研团队成功开发出成形空间为1.2米×1.2米、基于粉末床的激光烧结快速制造装备,使我国在这一领域达到世界领先水平。
寻找3D打印的产业机遇
近日,济南市有关部门也已经进行了关于3D打印技术的相关调研报告,抢抓产业机遇的势头已现端倪。与此同时,业界关于对3D打印技术的前景也普遍看好。
“在制造业领域,3D打印在新产品开发和样件制作方面,具有显著的经济效益。在某种程度上,3D打印技术将引领一个新的技术浪潮。”山东大学材料科学与工程学院王广春教授表示。
杨超英告诉记者,3D打印适合的产品个性化很强、甚至是针对个体量身定做的产品；此外,针对一些特别复杂的结构,通过一般的工艺方法没办法做到的,比如说蜂巢结构,3D打印就可以实现。“我们公司‘打印牙齿’的规划已经在实施中,这是一个完全个性化的制造,同时可以实现远程、批量化的制造。”
据了解,3D打印技术是一个多学科交叉的技术领域,是一项综合技术,它包含了电子、机械、材料、软件等多领域的学科知识。在医疗、科研、文物保护、建筑设计以及制造业等诸多领域,3D打印都将有所作为。而对于未来3D打印产业的发展,冯旭明更看重了产业链的形成对于整个行业的影响,而杨超英则更关注了材料和工艺对于3D打印技术的意义。
“近年来,伴随着技术的逐渐成熟,3D打印的设备成本大幅降低。3D打印技术的发展,可以带动很多相关产业的发展,比如创意产业等。”杨超英表示,“未来,无论是工业上的应用还是个性化的应用,市场都会很大,而材料和工艺依然是最关键的问题。如果能在材料上实现突破,将会带来革命性的变化。”
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