不久前,歐洲模具展上展出一組機器:3D打印機。它通過層層疊加材料來制造產品,無需那些敲擊、彎折與切削等工序。這一過程看起來更適合被稱為“添加生產”。
美國“3D系統(tǒng)”公司用打印機為《經濟學家》記者打印一把錘子,做工精細的錘柄上有木紋效果,錘頭為金屬質地——這便是未來制造業(yè)的縮影。
今天讓一家工廠根據(jù)你的設計制造一把錘子,你得花上數(shù)千美元。因為廠家要先制造一個模具,澆鑄好錘頭,用機器拋光,再削一根木柄,最后將各部分組裝起來。用這個法子定制一把錘子確實貴得離譜,但只要生產數(shù)千把,單個錘子的成本就會大大減少,這就是規(guī)模經濟效應。
而對3D打印機來說,這個效應就沒那么重要了。它的軟件能變來變去,制造出任何你想要的東西。不管是單件產品的生產,還是批量化生產,機器的設置成本不變。就像辦公室里的二維打印機,打印一個字母和一堆不同字母的成本是一樣的。
未來,工廠將由更靈巧的軟件主宰。數(shù)字化給制造業(yè)帶來的顛覆性影響,與它在辦公設備、電信、攝影、音樂、出版等行業(yè)造成的沖擊同樣大。這種影響并不僅限于大廠商,中小企業(yè)和個體業(yè)主也將在這種即將到來的變革中受益,推出新產品會更容易、成本更低。那些提供3D打印與類似技術的群體,有點像網絡世界的臉譜網——這種新現(xiàn)象或許可以稱為社交制造業(yè)。
隨著生產的數(shù)字化,第三次工業(yè)革命現(xiàn)正如火如荼地進行著。新材料、包括3D打印技術在內的全新工藝、易于使用的機器人與新式協(xié)同生產服務的涌現(xiàn),使得人們能以更低的勞動力成本靈活地生產少量產品。
目前,雖說“添加生產”還沒達到制造汽車或iPhone的發(fā)展程度,但已用于制造某些汽車配件以及特別定制的手機套。許多人或許已擁有一些在3D打印機協(xié)助下制造出來的東西,它可能是一雙鞋子,在批量生產前打印出固定形狀作為設計原型;也可能是根據(jù)用戶耳朵形狀定制的助聽器;還可能是一件珠寶,由3D打印機制造的模具澆鑄而成。以下是3D打印業(yè)正在融入社會的幾種方式。
限量成品
目前大部分的3D打印作品都用于項目的工程階段,但其實也有成品,尤其是限量版產品。
美國芝加哥的藝術家喬舒亞·哈克爾是運用3D打印技術十分成功的一位,他的《Crania Anatomica Filigre》在創(chuàng)意網站Kickstarter的歷史上,是出資排名第三的藝術項目(這家網站通過網絡對公眾集資,讓有創(chuàng)造力的人能獲得他們實現(xiàn)夢想所需的資金)。
哈克爾用3D打印機做出的894顆塑料頭骨挺賣座。
打印珠寶
我們佩戴的珠寶通常是這么做出來的:工匠用蠟來手工雕刻出珠寶原型,再以貴金屬澆鑄進去。這一過程中容易發(fā)生小事故。不過,今天的工匠已經能用電腦軟件來輔助設計、制造珠寶。先用Jewel Studio這樣的軟件設計出模型,然后3D打印機或者數(shù)控銑床將接手余下的工作。
啟發(fā)下一代設計師
3D打印機并不十分昂貴,一家效益不錯的面包房就能資助學校買一臺。123D是一款適合初學者上手的免費設計軟件,再加上來自家長的一點關于機械工程的基礎知識,今天的孩子就可能成長為明天的設計師。
美國國防部國防先進研究計劃署(DARPA)最近批準奧萊理傳媒公司,在美國學校建起1000個“黑客空間”。這一項目將是3D打印技術進入基礎教育的第一步。
電子戰(zhàn)績和3D獎杯
史上最偉大的游戲之一——1978年的《太空入侵者》流行那會,只要你打出高分,名字的縮寫就會被加入排行榜。而現(xiàn)在,你可以把在電子游戲中獲得的戰(zhàn)利品帶回現(xiàn)實了。
Figure Prints公司擁有被稱為ZCorp的三維物體成型技術,能讓《魔獸世界》和《我的世界》中的各種角色現(xiàn)身于真實世界。
3D打印機速成模型
Zcorp是目前唯一的3D全彩打印技術。
穿的像個搖滾明星
時尚界總是喜歡嘗鮮,它也是最早涉足3D打印的行業(yè)之一。荷蘭設計師伊里斯·凡·赫本就曾用3D打印機來為比約克和Lady GaGa設計時裝。
Freedom Of Creation公司和設計師Naim Josefi用3D打印機做的高跟鞋,華麗得能讓《欲望都市》里的凱莉·布拉德肖喘不上氣。Continuum Fashion展示的第一套3D打印比基尼泳裝和眼鏡,也成今年時裝周上的熱點。
3D打印出的鞋子
建造自己的夢想家園
我們的后人可能會忍不住笑出來,當他們得知我們曾經要靠藍圖來使新建筑項目可視化。未來的房主在付首款前,就會先用3D打印機打出新家的迷你版,檢查那個全彩色的小房子是否符合新家標準。
像iMaterialise這樣的公司就提供這種服務。根據(jù)迷你房屋的大小,價格在400美元到700美元間浮動。
請給我打印一份藥
3D打印出來的骨頭,現(xiàn)在正在世界各個角落里幫助3萬名病人行走,此外還有一千萬人正使用3D打印的定制助聽器。再過不久,處方簽上羅列的各種藥物就會通過3D打印機做出來。
美國歷史悠久的綜合醫(yī)學中心梅奧診所,在為連體嬰兒做分離手術前委托他人制作了3D打印版的人體器官。這些器官是基于核磁共振成像的結果制作的,能讓醫(yī)護人員在實際開刀前“預習”這場復雜的手術。
雖然跟人們期待的“3D打印器官”不同,這些內臟沒有真正用在人體內,但3D打印技術確實以多種方法影響醫(yī)療保健。
把牙齒排列整齊之后,還要長期忍受戴牙箍(矯治器)的麻煩,否則之前的拔牙等折磨都白受了。但是在這段矯正期內,一張嘴就會看到滿口金燦燦,實在不雅觀。好在一些具有前瞻性的公司想出了新辦法,終于讓牙科走出“石器時代”。
在中國被稱為“隱適美”的隱形矯齒牙箍制造商Align Technology公司,在他們的牙箍中使用了3D打印技術。根據(jù)牙齒的掃描數(shù)據(jù),打印出透明牙箍——微笑時不再有尷尬的金屬物出現(xiàn)了。
重塑科學模型
科學史上最具傳奇性的章節(jié)之一,是DNA結構的發(fā)現(xiàn)。發(fā)現(xiàn)者沃森和克里克因此舉世聞名,不過鮮為人知的是,他們的大部分時間不是花在做實驗上,而是用棍子和小球來搭建模型。
3D打印機重塑科學模型
相比之下,現(xiàn)在的諾貝爾獎獲得者就幸福多了,他們有更強大的工具可用。像美國貝克曼研究所和伊利諾伊大學的科學家,就能用3D打印機來幫助理解生物結構,更好地向同行和投資方講解自己那晦澀的研究。
科學家們以3D打印來建造結構復雜的模型,由此產生的最重要的副產品或許不是一塊塑料部件或替換用的骨頭,而是從根本上對科學信仰進行一次重新思考。
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本文標題:桌面工廠:3D打印機