狂欢与冷静:3D打印产业是一个泡沫吗-_0

时间:2019-06-04 11:29       来源: 腾达油漆有限公司

  3D打印进入工业视野

  2012年,英国《经济学人》杂志刊登文章,将3D打印技术视为第三次工业革命的重大标志之一,3D打印引起了全球的广泛关注。

  3D打印,是一种以三维模型为基础,以粉末为原料,通过逐层堆积来构造物体的技术。与传统制造相比,它不需要冗长的模具开发过程,也省去了繁琐的切削加工,亦不占用大面积的场地,在家里就能够轻松完成。

  目前,国内3D打印主要有清华大学、华中科技大学、西安交通大学、华南理工大学、北京航空航天大学等高校教授带领的科研团队。在他们的引领下,中国3D打印取得了一定的成效,不少3D打印联盟相继成立,3D打印企业也层出不穷,3D打印也能打印出无人驾驶小型飞机、文物、小零件、食物、自行车、小建筑等,令人耳目一新。

  专家表示,只要能在电脑里设计出三维模型,3D打印机就能帮你实现产品制造。这大大缩短新产品的开发周期,帮助中国企业从制造走向创造。目前,3D打印已应用到消费品、航空航天和医学等领域。

  3D打印将带来制造业,尤其是装备制造业革命性的变化已经得到了业内人士的广泛认同。但是作为一项尚不成熟的技术,在其向制造业渗透的过程中还有诸多难题需要解决。

  全球3D打印行业从产值从0到10亿花了20年的时间,从10亿到20亿花了5年时间。其中,工业级3D打印机从1993年到2011年总共只卖出了4.9万台,桌面级3D打印机在2011年一年就卖了2.3万台,在全球的桌面3D打印市场中,美国市场份额占了81.46%,中国现在占到22%。正是对产业市场前景普遍看好,不少企业蜂拥进入3D打印产业。

  3D打印机的惊奇应用

  技术的改变让3D打印成为了目前世界上令人关注的技术之一并不为过。今年6月份开始,国内市场中家用消费级3D打印机开始销售,万元的价格门槛并不算廉价,和其并不算复杂的操作难度相比,市场的舆论声中更期望3D打印机能够继续降低成本,从家用级用户的角度考虑,未来DIY娱乐性和相对可以接受的价格才是市场的突破口。

  我们先来看看国内外是怎样应用3D打印机的。

  1.3D打印枪

  3D打印枪像是一个更致命的武器玩具,一个玩具一旦超出了它本身的娱乐特性,涉及到安全问题后,本身的立场也就改变了。去年,美国的科迪威尔逊,他在大学的时候就计划研究3D打印枪,在几个月后,威尔逊和他的该团队实现了这一计划,成功的研制出了取名为解放者的3D打印枪,并且在随后拍摄的视频来演示射击金属钉的实验。这把枪的制造成本是由一台价值8000美元的3D打印机完成的,在之后,设计者试图制作更大口径的子弹来体现这帮枪的威慑力。

  2.半加工品的3D打印小提琴

  日前在国外,世界上第一台3D打印小提琴诞生,但它事实上是一个半成品,这把小提琴的制作者亚历克斯戴维斯用3D打印制作出主要的提琴身体部分后,他和他的团队再铺上报纸和胶水塑料来完成后半程的制作。琴颈部用一块硬纸板以及一些简单的装饰,不久的几日后,在YouTube上大家就听到了一段并不算的悦耳的演示视频,而他的制作者说:这不算什么,只不过花费了一个周末和12美金。

  3.打印一个僵尸的脸

  不久前,在英国莱斯特的一个停车场下发现了曾经理查三世国王的头颅,考古学家确认后,打开颅骨测量,专家卡洛琳威尔金森进行了面部重建工作,威尔金森在之后用电脑填充了颅骨内部以及参考其他相关资料进行了胸围图纸的设计,不久后,一个栩栩如生的王国在500年后又复活了。

  4.打印干细胞

  干细胞又叫起源细胞,是一类具有自我复制能力的多潜能细胞,在一定条件下,它可以分化成多种功能细胞。它是一种未充分分化,尚不成熟的细胞,具有再生各种组织器官和人体的潜在功能。虽然现在3D打印技术还不能将其完美的应用到医疗技术上,但科学家们已经对这种设想进行了深度的尝试。

  3D打印机通过制作胚胎干细胞,让这种处于早期开发阶段的细胞能够分化成任何类型的组织结构,同时3D打印机能够很温柔的将五个细胞融合在一起而不造成任何的损伤,这对于打印机的精度要求十分的高。研究人员可以利用这种胚胎细胞进行一系列的药物测试,从而在未来发展整个器官的培养,这绝对是人类发展的绝对福利。

  5.制造微电池

  美国一项研究利用3D打印技术成功制成只有沙粒大小的3D微电池。由专用油墨打印的微型互锁梳齿状电池可为人体移植物、无人驾驶飞机和摄像机供电。每一个微电池都比人的头发丝细。

  大约10年前美国科学家提出3D微电池的概念,过去的制备方法都基于较为成熟的微电子技术以及新兴微加工技术,不仅成本较高,而且迄今没有获得理想的成果;科学家则转而采用方兴未艾的3D打印技术。这样的微型电池可以为机器人等领域带来变革,这些领域受限于当前材料所能制成的产品大小。将推动微型无人驾驶飞机飞行和潜水器发展,这类设备必须远距离自动操作,还将促进医疗植入物和可穿戴式电子设备的发展。

  3D微电池具有快速充放电能力,其面积能量密度和功率密度在目前3D微电池领域居于前列。

  6.3D打印食物

  美国宇航局NASA近日投资了12.5万美元,委托AnjanContractor和他的系统/材料研究公司研发3D食物打印机,而首种面世的3D食物将会是披萨。

  据了解,首款3D食物打印机由RepRap三维打印机原型改造而成,而3D披萨的原材料也不是面粉,而是营养粉、水和油制成。更令人食欲全无的是,这些营养粉的其实来自昆虫、草和水藻。

  之所以选择披萨,消息称,这是因为披萨是蛋白质类食物中形态相对较容易打印的一种。而且,作为原材料的营养粉保质期长达30年,非常适合长距离的空间旅行。

  7.3D打印汽车

  近日,世界上第一款3D打印汽车面世,这次不是玩具,而是真正能开上马路的汽车。

  Urbee2是一款三轮的混合动力汽车,它的所有零部件都是3D打印出来的。它拥有三个轮子、双座位,扁长圆的外形显得小巧可爱,很有未来感。作为世界上首部3D打印汽车,Urbee2的零部件只有50个左右,而一辆标准设计的汽车要由成百上千个零部件组装而成。Urbee2的车身是3D打印成一体式的,而其他大部分组件还是分别打印,再填充到车身里面,其中发动机和底盘仍是金属的,采用传统工艺制作而成。

  据了解,新款Urbee3D汽车的零部件是由KorEcoLogic与RedEyeOnDemand合作生产的,整个过程需要2500个小时。其项目发起人Jim宣称,如果资金到位,将用一年的时间使Urbee车身内外全使用三维CAD设计,一年的时间打印以及造车,2015年希望实现量产。另有消息称,其已经接到了十几个订单。

  3D打印概念从传播普及开始为当前人们的生活开拓出了更多的可能性,目前的家用3D打印机在国内已经开售,人们对于它更多的兴趣点还集中在好奇,3D打印的热度高并不等于传播度高,由此来看当前的国内环境,技术的推广和真正实现应用还需要很长的一段磨合时间。

  3D打印技术发展的5个滞碍

  3D打印也许真的可能给世界带来一些改变,但如果想成为市场的主流,就要克服种种担忧和可能产生的负面影响。

  据悉,第一台家用3D打印机已经在京东上架了,价格1万5,可打印长宽高140厘米以内的任意物件,耗材为ABS塑料和PLA塑料。但你们也许没有想到,和所有新技术一样,3D打印技术也有着自己的缺点,它们会成为3D打印技术发展路上的绊脚石,从而影响它成长的速度。

  1.材料的限制

  3D打印的第一个绊脚石,那就是所需材料的限制。虽然高端工业印刷可以实现塑料、某些金属或者陶瓷打印,但目前无法实现打印的材料都是比较昂贵和稀缺的。

  另外,现在的打印机也还没有达到成熟的水平,无法支持我们在日常生活中所接触到的各种各样的材料。

  研究者们在多材料打印上已经取得了一定的进展,但除非这些进展达到成熟并有效,否则材料依然会是3D打印的一大障碍。

  2.机器的限制

  众所周知,3D打印要成为主流技术(作为一种消耗大的技术),它对机器的要求也是不低的,其复杂性也可想而知。

  目前的3D打印技术在重建物体的几何形状和机能上已经获得了一定的水平,几乎任何静态的形状都可以被打印出来,但是那些运动的物体和它们的清晰度就难以实现了。

  这个困难对于制造商来说也许是可以解决的,但是3D打印技术想要进入普通家庭,每个人都能随意打印想要的东西,那么机器的限制就必须得到解决才行。

  3.知识产权的忧虑

  在过去的几十年里,音乐、电影和电视产业中对知识产权的关注变得越来越多。3D打印技术毫无疑问也会涉及到这一问题,因为现实中的很多东西都会得到更加广泛的传播。

  人们可以随意复制任何东西,并且数量不限。如何制定3D打印的法律法规用来保护知识产权,也是我们面临的问题之一,否则就会出现泛滥的现象。

  4.道德的挑战

  道德是底线。什么样的东西会违反道德规律,我们是很难界定的,如果有人打印出生物器官或者活体组织,是否有违道德?我们又改如何处理呢?如果无法尽快找到解决方法,相信我们在不久的将来会遇到极大的道德挑战。

  5.花费的承担

  3D打印技术需要承担的花费是高昂的,对于普通大众来说更是如此。例如上面提到第一台在京东上架的3D打印机的售价为1万5,又有多少人愿意花费这个价钱来尝试这种新技术呢?也许只有爱好者们吧。

  如果想要普及到大众,降价是必须的,但又会与成本形成冲突。如何解决这个问题,制造商们估计要头疼了。

  总结

  郭台铭之所以不看好3D打印,因为目前还无法大量生产,无法商用,不具有商业价值。每一种新技术诞生初期都会面临着这些类似的障碍,只有找到合理的解决方案3D打印技术的发展将会更加迅速,不断地更新才能达到最终的完善。

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