前言
在过去的几年中,我们听到了很多有关“ 3D打印”以及这种新兴技术的许多用途的信息。但是3D打印如何工作?与其他制造工艺有何不同?这项技术还有什么用?
制作东西通常涉及减法过程:首先从一块材料(例如铝)开始,然后对其进行机械加工(即去除材料),直到获得所需的形状和尺寸。但是3D打印或增材制造却是相反的过程。而不是去除材料,“打印机”分配它。该技术通过受控的喷嘴逐层沉积材料,从而形成完整的产品。
不断扩大的市场
该技术由3D Systems的联合创始人Chuck Hull于1980年代中期开发,尽管“ 3D打印”一词在大约十年后首次使用。最初,该工艺用于小规模零件制造和原型生产,但此后工艺已扩展到更大的零件,并且该工艺正变得越来越主流。
如今,3D打印机市场价值约17亿美元,各个打印机的价格标签可能相差很大,具体取决于您要购买的尺寸和“打印”质量。例如,MakerBot Replicator 2(参见下面的视频)的零售价约为2200美元-对于大规模零售而言,这是一个不菲的价格。较便宜的系统,由3D Systems制造的The Cube,售价为1,299美元。许多行业,许多用途3D打印有许多用途,可以在许多行业中找到:
卫生与医药:3D打印具有真正改变医疗保健等领域的潜力。近年来,该技术已用于制造医疗部件,包括定制助听器和牙套。
该方法也已被用于以适合患者的精确比例来复制身体部位,包括耳朵,臀部甚至器官。这可能潜在地消除了对器官供体的需求,并为医生提供了按需的人体组织。
建筑:一家荷兰建筑公司设计了3D打印机“ KamerMaker”,该打印机能够打印足够大的物体来建造房间。 KamerMaker能够打印2m x 2m x 3.4m的物体,足够用于工业结构。
3D打印在建筑中的含义是无限的:建筑师可以根据需要使用该技术在现场设计和打印对象。该技术还可用于打印出可用于临时避难所的结构。在受灾地区,便携式3D打印机可以在现场进行设计和变更,因此可以加快设置速度并提供更合适的庇护所。
高端制造:几家航空航天公司对3D打印表现出了兴趣。2012年9月,空中客车公司宣布与南非公司Aerosud合作制造大型3D打印机,该打印机将使用粉末状钛合金制造飞机部件。最终,空中客车公司希望制造一种足够大的3D打印机,可以从头开始制作飞机-机库大小的打印机,最大尺寸为80m x 80m。
同样在9月,Ferra Engineering与洛克希德·马丁公司(Lockheed Martin)签订了2亿澳元的合同,使用3D打印技术为F-35联合打击战斗机生产钛零件。这是世界第一,对澳大利亚制造业来说是个好消息。Made In Space是一家美国公司,正在尝试零重力3D打印。该过程可能使宇航员能够根据空间要求打印物体,从而节省了发射时的宝贵重量。NASA一直在研究3D打印,并考虑将其用于长期任务,宇航员可以在旅途中自行制造设备。
零售:3D打印本身也可以是一种产品。 Shapeways网站允许客户订购由塑料,玻璃,金属和其他材料制成的物品,然后打印这些物品并将其邮寄出去。 Shapeways还计划在美国开设3D打印工厂,使人们可以看到这些物体是如何制成的。
3D打印行业的领导者MakerBot Industries最近在曼哈顿开设了一家商店,人们可以在这里购买各种3D打印对象以及小型3D打印机。假设您在家中拥有3D打印机,则3D打印也可能为3D设计的新市场打开大门。亚马逊首席执行官杰夫·贝佐斯(Jeff Bezos)表示,在线零售的未来将由3D打印塑造。
挑战依然存在
就像3D打印一样出色,这项技术及其使用引起了许多法律和道德问题。
专家指出,如果原始3D CAD模型基于扫描真实3D对象(可能是由其他人设计(并拥有版权)的真实对象),则可能会导致版权侵权。
正如《经济学人》 2012年9月的一篇文章所指出的那样,除非对象是公共领域的,否则版权法很可能适用。已经有许多使用3D打印机复制流行商品的用户。
打印vs法规
在美国,部分3D打印(和完全可操作)枪的生产引起了很大争议,并引起了对该技术潜在滥用的担忧。
《福布斯》最近还报道说,旨在创建第一支完全可打印的塑料枪的项目“维基武器”已经获得启动所需的资金。
该项目的目的是创建可用的开源蓝图,以便个人可以下载并打印自己的枪支。据《卫报》报道,3D打印技术太新了,枪支出版的合法性仍然有些模糊。
如所讨论的,3D打印已经在众多行业中用于多种不同用途。而且,在未来的几年中,我们可能会看到更多的应用程序出现。不久之后,我们就会开始看到3D打印机像墨水打印机一样成为家庭中的固定设备。