【編者按】3D打印禀晓，即快速成型技術(shù)的一種原环，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)贞间，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料贿条，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。

從風(fēng)投公司在工業(yè)3D打印領(lǐng)域投資三千萬美元到有消息稱史泰博公司將會(huì)成為全美首家消費(fèi)型3D打印機(jī)零售商之后增热，毫無疑問整以，3D打印技術(shù)有了峰回路轉(zhuǎn)的改變。

但也許這只是炒作嗤矾。這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)有幾十年的歷史了勒蜘，但是現(xiàn)在包括我的公司在內(nèi)都在努力把它從行業(yè)邊緣拉回主流市場。所以肪尾，我找到了一個(gè)內(nèi)行來談?wù)剬?duì)3D打印技術(shù)的看法鹅甚，看它到底是炒作呢還是真有發(fā)展空間，以及到底該如何發(fā)展催蓄。

3D打印不會(huì)取代別的制造技術(shù)

3D打印的特點(diǎn)是即使是很復(fù)雜的東西都可以神奇般的制造出來夸截，所以它是一種實(shí)實(shí)在在重要的制造技術(shù)。而其他的制造技術(shù)即使經(jīng)過了數(shù)十年的努力也不過還是在集合復(fù)雜度上略有進(jìn)展——而3D打印技術(shù)卻可以輕而易舉的解決這個(gè)問題乱来。

以前沒有一項(xiàng)技術(shù)能輕而易舉的讓我們將自己的想法做成實(shí)物而又不需要很高的技術(shù)含量儒淌。正如當(dāng)時(shí)預(yù)測(cè)的一樣，微波并沒有取代傳統(tǒng)的烹飪方式荡担，而3D打印也不會(huì)取代其他的制造技術(shù)品客，更不用說其他各種各樣有關(guān)于工業(yè)規(guī)模的原因了。它只不過會(huì)不斷完善制造技術(shù)。

其原因就在于3D打印技術(shù)現(xiàn)在還不完善粟翔。我們給它制造了一種神秘的氣息—可換風(fēng)格的復(fù)制因子——但是人們?cè)谟昧艘欢螘r(shí)間的3D打印之后就會(huì)立即希望它有更強(qiáng)大的功能桅狠，比如說打印時(shí)間縮短，打印質(zhì)量提高轿秧，打印材料更好更便宜等等中跌。

摩爾定律不適用于3D打印

盡管有無限復(fù)制的炒作愿景——缺失成分，鞋子菇篡，身體部位漩符，甚至是槍——主要的情況是這樣的，然而3D打印并不受復(fù)雜性的影響驱还，而是受體積的影響嗜暴。

每樣?xùn)|西從花費(fèi)和時(shí)間到材料的需求數(shù)量都是呈指數(shù)增長的:甚至有些能達(dá)到三次方增長。

所以說如果我們需要兩倍大的東西议蟆，那么就得花8倍的錢闷沥，花8倍的時(shí)間來打印。如果我們需要三倍大的東西咪鲜，那么就得花27倍的錢狐赡，花27倍的時(shí)間來打印。以此類推疟丙。

3D打印系統(tǒng)正在改變

上面介紹的“3D打印的三次增長規(guī)律”的限制以及無拘束的復(fù)雜性所介紹的規(guī)模自由度討論了與3D打印有關(guān)的問題颖侄。

然而打印速度和成本這兩個(gè)看似不能改變的事實(shí)卻正在發(fā)生變化。由于越來越多的個(gè)人和公司都在努力解決技術(shù)的局限性和擴(kuò)大使用問題聋遮，所以3D打印的打印速度和質(zhì)量都有所提高重柄。

從像RepRap一樣的開源打印機(jī)到現(xiàn)在的3D系統(tǒng)多維數(shù)據(jù)集打印機(jī)（該款由史泰博公司推出），現(xiàn)在最常見的3D打印是在機(jī)器上使用的比面包箱還要小的部件仪丛。后來又有了MakerBot類的低成本打印機(jī)和斯特塔西有限公司生產(chǎn)的更昂貴的工業(yè)版本汤史。【對(duì)有關(guān)市場大小卒粮、份額巴锄、增長的更具體的數(shù)據(jù)，請(qǐng)見沃勒斯協(xié)會(huì)最近發(fā)表的公告钱挺，該協(xié)會(huì)已經(jīng)連續(xù)發(fā)表了18年惕拍。】

然而辣沧，該系統(tǒng)不只是有關(guān)打印機(jī)的狼棠。3D打印是加速軟件控制制造業(yè)的趨勢(shì)之一，而這不只是3D打印哀铡，還有包括激光切割機(jī)杯聚，車床臼婆，路由器和工業(yè)機(jī)器人在內(nèi)的一系列產(chǎn)業(yè)，它們的特點(diǎn)都是逐漸強(qiáng)大……用戶可輕易獲得幌绍。軟件正在使這一領(lǐng)域變得大眾化就像個(gè)人電腦使PC變得大眾化一樣颁褂。

3D打印需要有更好的商業(yè)模式

正巧現(xiàn)今材料的塑料配方持續(xù)發(fā)展，所以3D打印材料和輸出規(guī)模的范圍大大提升傀广。大型的工業(yè)打印機(jī)構(gòu)除了打印塑料產(chǎn)品之外還可以打印金屬痢虹，橡膠和陶瓷。

然而主儡，許多評(píng)論家都將目光放到了打印材料的局限性上而忽視了更重要的東西：造價(jià)。

3D打印機(jī)的壽命通常是由它的打印材料的長度決定的惨缆，超過一定長度就會(huì)報(bào)廢糜值，這類似于噴墨打印機(jī)的墨盒。3D打印機(jī)所用的材料和普通的產(chǎn)品沒有什么不同坯墨，但造價(jià)卻可能相差100倍寂汇。所以我認(rèn)為對(duì)新的商業(yè)模式來說這方面已經(jīng)成熟了，最好將市場中3D打印的技術(shù)和可行性都進(jìn)行擴(kuò)展捣染。

以下是重要的研究方向

在3D印刷領(lǐng)域周圍充斥著各種最新的消息免姻，很難說哪些是老生常談，哪些是真正有趣值得關(guān)注的豌泊。因?yàn)樵谟∷㈩I(lǐng)域隨時(shí)都會(huì)發(fā)展们灵，有可能是更換的零件或者設(shè)計(jì)新穎的產(chǎn)品，有可能是身體器官怔于，有可能是一棟房子禀蜒，還有可能打印場所要從地球上搬到太空中去呢。

我認(rèn)為有以下兩個(gè)領(lǐng)域值得關(guān)注——電子打印以及生物打印姚详。前者使物體具有邏輯性和功能性槐猪，而后者有可能是3D打印界最振奮人性的領(lǐng)域。例如腮稚，維克森林大學(xué)的艾塔拉博士作為先驅(qū)已經(jīng)成功打印出了植入人體尿道的印刷品许食。圣地亞哥的Organovo公司打印出了用于醫(yī)學(xué)研究和治療用途的功能性人體組織。CraigVenter和CambrianGenomics公司甚至打印出了DNA——你絕對(duì)沒聽錯(cuò)挽饺，就是DNA够菊！一次能打印一個(gè)堿基對(duì)。

3D打印里另一個(gè)重要的發(fā)展領(lǐng)域就是建筑規(guī)模方面的打印卖氨。包括來自加州大學(xué)伯克利分校的RonRael研究出的新型低成本有機(jī)材料以及南加利福尼亞大學(xué)的BorisBehrokhKhoshnevis實(shí)驗(yàn)的3D打印全尺寸建筑会烙。

歐洲航天局和福斯特事務(wù)所合作設(shè)計(jì)了月球3D打印機(jī)，他們的理念是利用月球上的材料來進(jìn)行打印筒捺。這一設(shè)計(jì)十分重要柏腻，因?yàn)樗兄诮鉀Q3D打印材料的缺陷纸厉。但是同時(shí)也有人使用廢舊材料——想象一下3D打印的應(yīng)用可以對(duì)材料實(shí)現(xiàn)再循環(huán)和重復(fù)利用吧。

下一步是做到從原型設(shè)計(jì)達(dá)到批量生產(chǎn)

3D打印和其他技術(shù)的出現(xiàn)改寫了傳統(tǒng)工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)的現(xiàn)狀五嫂。從此我們?cè)僖膊恍枰ㄟ^大批量的生產(chǎn)來降低成本提高質(zhì)量了颗品，我們可以通過少量的生產(chǎn)就能以低廉的價(jià)格獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品了。

3D打印即將帶來一種轉(zhuǎn)變沃缘，那就是其不僅用于制造原型設(shè)計(jì)躯枢，還可以用于小型的批量生產(chǎn)。然而槐臀，我并不希望3D打印能替代低廉的制作工藝锄蹂。

回想一下Kinko模式，它并沒有替代桌面打印機(jī)和大規(guī)模的印刷廠——但是仍占據(jù)一席之地水慨。在3D打印領(lǐng)域得糜，Shapeways等公司也提供諸如Kinko模式似的涉及打印服務(wù)。同時(shí)也有像Thingiverse现熔，Instructables一樣的設(shè)計(jì)庫服骚。

3D打印這種對(duì)成本非常敏感的商業(yè)模式極易受到破壞，這也是單一功能所帶來的弊端展霸。所以蝎蛤，對(duì)于這一領(lǐng)域來說，并非是先下手為強(qiáng)后下手遭殃的情況莺肌，而在于誰擁有的客戶最多挪吱，誰的社區(qū)最活躍——這是這一行業(yè)區(qū)別于其他行業(yè)的不同之處。

與其說生產(chǎn)大眾化辈喜，我倒是希望3D打印的生產(chǎn)軌跡能做出像義肢一樣的小批量谭迄，高質(zhì)量的產(chǎn)品或者像珠寶一樣的定制項(xiàng)目。大多數(shù)的3D打印都是個(gè)性化的赠戏，和現(xiàn)在的噴墨式打印機(jī)類似怔樊。正如當(dāng)初業(yè)余歌手們“自唱、自錄安粤、自調(diào)”稱為數(shù)字音樂的領(lǐng)軍力量一樣贫宫，3D打印也將領(lǐng)軍一場“拍照、修改枝誊、打印”的浪潮况芒。

3D打印對(duì)美國的制造業(yè)無能為力

那么3D打印能否讓美國以及其他的發(fā)達(dá)國家重獲新生呢？

也許能叶撒，也許不能绝骚。也許3D打印可以拯救國內(nèi)的制造業(yè)，但卻對(duì)失業(yè)無能為力祠够。未來的產(chǎn)品公司有可能集設(shè)計(jì)压汪、工程和制造于一體——高速仿形和制造精密產(chǎn)品是他們成功的關(guān)鍵所在粪牲。這意味著未來的工作需要的是高技術(shù)人才。

而計(jì)算機(jī)在3D打印領(lǐng)域的位置也顯得極其尷尬止剖。在Kickstarter上有一塊名叫3D打印筆的發(fā)明腺阳，他不需要計(jì)算機(jī)的支持就可以畫出東西來。你只需拿著它在天空飛舞就能畫出東西來穿香，而它的原理就是在筆尖注入融化的塑料亭引。但這就猶如用沙子在空中建造空中樓閣。所以皮获，盡管目前的發(fā)展只用到硬件焙蚓，但是說用不到用不到中央處理器和軟件也是不現(xiàn)實(shí)的。

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