從去年底開始,3D打印一下子火了。3D打印的概念時常見諸媒體,各路科技“大拿”放話3D打印將改變世界,與3D打印沾邊的股票也是頗受追捧,有的人花費數(shù)萬元買來桌面3D打印機嘗鮮,還有的人想靠3D打印掘金創(chuàng)業(yè)。不過,更多人對這一新興科技還是有點云里霧里。
1、現(xiàn)場體驗
【體驗地點】北京市計算中心。國內(nèi)最早一批計算中心之一,2010年斥資百萬元從國外引進了一批工業(yè)級3D打印設(shè)備,并成立了專門的3D打印實驗室。該實驗室除了向企業(yè)提供3D打印開模等服務(wù)外,還不定期地向中小學(xué)生開放參觀,普及3D打印知識。
【體驗任務(wù)】用3D打印“復(fù)制”一個30厘米高大衛(wèi)頭像。
【打印器材】國外進口價值超過百萬元的工業(yè)級別3D打印機,打印材料為工業(yè)級別的光敏樹脂。
【體驗耗時】全程耗時兩個半小時。
步驟一:掃描
工作人員首先在一個石膏制的大衛(wèi)頭像上貼滿感應(yīng)坐標(biāo)點,然后用手持掃描儀對準(zhǔn)大衛(wèi)頭像進行掃描。此時,通過數(shù)據(jù)傳感線與手持掃描儀相連的電腦上就會呈現(xiàn)出大衛(wèi)頭像的立體三維模型。
據(jù)介紹,現(xiàn)有的掃描設(shè)備分為大型掃描儀、手持掃描儀和白光掃描儀等三種,前兩種的工作原理相似,都需要在被掃描的物體上放置感應(yīng)坐標(biāo)裝置,這些感應(yīng)坐標(biāo)裝置的作用是體現(xiàn)被掃描物體的表面紋理,從而構(gòu)建三維數(shù)字模型。對于能夠掃描建筑物的大型掃描儀來說,感應(yīng)坐標(biāo)裝置的大小相當(dāng)于一個個足球。白光掃描儀類似于照相機,通過后期自動拼接的方法形成三維立體的數(shù)字模型,精密度比較差。
步驟二:建模
工作人員運用專業(yè)的模型軟件,對通過掃描構(gòu)建的大衛(wèi)頭像三維數(shù)據(jù)模型進行修正,并且設(shè)定所要打印模型的長寬高等數(shù)據(jù)。
如果沒有實物可供掃描,需要憑借一張圖紙或者僅僅是一個想法來構(gòu)建三維數(shù)據(jù)模型的話,就比較麻煩,需要專業(yè)的設(shè)計人員通過CAD等造型軟件來設(shè)計構(gòu)建三維數(shù)據(jù)模型,比較費時費力。
步驟三:打印
工作人員在修正好大衛(wèi)頭像的三維數(shù)據(jù)模型并生成之后,向3D打印機發(fā)出打印指令。3D打印機開始通過堆積打印材料的方式一層層打印大衛(wèi)頭像。
據(jù)介紹,工業(yè)級的3D打印材料是液態(tài)的光敏樹脂,成本為7-8元/克,打印出來的3D產(chǎn)品手感較好,精密度也較好。普通的3D打印機一般采用的打印材料是工程塑料,手感較粗糙,精密度較差,成本為2-3元/克。3D打印所耗時間要視模型大小而定,一般要花費數(shù)個小時。
步驟四:沖洗
在耗時兩個半小時后,工作人員將打印出來的大衛(wèi)頭像拿到?jīng)_洗箱內(nèi)用高壓水龍頭沖刷成型,沖洗的主要目的是除去輔助粘合材料。一般來說,采用工業(yè)級的光敏樹脂打印出來的3D模型需要沖刷成型,而工程材料制成的模型則只需用手摳掉那些輔助粘合材料即可。2.市場探訪
實地了解了3D打印技術(shù)是怎么一回事,我們再來看看3D打印的市場現(xiàn)狀。筆者通過采訪得知,目前不管是面向消費者層面的普通3D打印市場,還是面向制造業(yè)的工業(yè)3D打印市場,在國內(nèi)都還遠(yuǎn)未成型。
普通3D打印看的多買的少
今年初,全國首家3D打印體驗館在北京工業(yè)設(shè)計創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)基地開業(yè),主要面向市場提供3D打印的體驗,并且銷售3D打印機和3D打印出來的產(chǎn)品,如一些小飾品、小掛件和玩具等。筆者上周探訪了這家3D體驗館,發(fā)現(xiàn)來看看的人比較多,而真正花錢去體驗或者購買打印產(chǎn)品的寥寥無幾。價格偏高可能是原因之一,一個3D打印出來的塑料材質(zhì)iPhone外殼,在這里售價600元,而要想打印一個自己形象的玩偶就更貴了。
售價動輒上萬元的3D打印機更是無人問津。筆者從已經(jīng)開始代理銷售3D打印機的京東和淘寶了解到,它們每個月3D打印機的銷量僅為個位數(shù)。目前,一臺打印規(guī)格為20厘米以內(nèi)的進口家用桌面3D打印機售價超過2萬元,國產(chǎn)的也要1萬元左右。除此之外,購置了3D打印機之后,還需要學(xué)習(xí)相關(guān)的數(shù)據(jù)建模知識,否則,要么再花費數(shù)萬元買一臺3D掃描儀,要么只能花錢請專業(yè)設(shè)計人員構(gòu)建數(shù)據(jù)模型或者從網(wǎng)上下載模型數(shù)據(jù)。
看來,把自己想要的東西打印出來完全沒有想象中那么簡單。不過,業(yè)內(nèi)人士對家用3D打印機的前景表示樂觀,3D打印體驗館CEO張樂奎表示,隨著成本的下降,家用3D打印機的價格會不斷下調(diào),3D打印目前已經(jīng)漸漸從后端的工業(yè)模型設(shè)計走向了前端的消費者。
工業(yè)3D打印接受程度較低
“在歐美大型制造企業(yè),十幾年前就普遍通過3D打印技術(shù)開模(制造模具),但直到現(xiàn)在,國內(nèi)企業(yè)還是更愿意下到工廠用機床開模,3D打印開模的做法在國內(nèi)制造企業(yè)中的接受程度非常低。”談及此,北京計算中心市場部副經(jīng)理陳啟東頗為無奈。
陳啟東告訴筆者,3D打印開模具有成本低、精度高的優(yōu)點,并且可以通過數(shù)據(jù)模型隨時修改或重新設(shè)計,“工廠機床開模的話,發(fā)現(xiàn)不合適了要想改動,只能修改圖紙再做一個,而用3D打印改一改數(shù)據(jù)模型再打印一個就是了。”陳啟東分析,國內(nèi)大型制造類企業(yè)不愿用3D打印開模,一方面是有保密方面的顧慮,另一方面也是相關(guān)設(shè)備、人才儲備不夠;而對于小型的制造加工企業(yè)來說,3D打印開模成本較高。
除了開模,也有觀點認(rèn)為3D打印適用于量產(chǎn)制造,將代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工制造,并將帶來第三次工業(yè)革命。此前有消息稱,日本家電巨頭松下計劃用3D打印機來量產(chǎn)家電產(chǎn)品。這樣的觀點和消息引起了臺灣首富、全球最大代工企業(yè)富士康的老板郭臺銘的嗆聲。“如果3D打印真的是有用,那我的‘郭’字倒過來寫。”郭臺銘認(rèn)為,3D打印絕不等于第三次工業(yè)革命,只是噱頭而已,根本不具備商業(yè)價值,打印出來的東西不能加上電子組件,只能看,不能用。熱點釋疑
3D打印釋放的細(xì)微顆粒物致癌?
工業(yè)級打印機會釋放微粒
美國伊利諾伊州理工大學(xué)近期的一項研究稱,市面上的3D打印機打印過程會釋放有毒微粒,容易被吸入肺部,引發(fā)疾病甚至死亡。
對此,業(yè)內(nèi)人士茹方軍認(rèn)為,只有工業(yè)級別的激光燒結(jié)型3D打印機才會涉及微粒排放問題,其使用中釋放出的粉末或微粒確實很細(xì),細(xì)到可以直接穿過皮膚,但這種價格上百萬元的工業(yè)級別3D打印機一般都在特定的有防護裝置的環(huán)境下使用,不會出現(xiàn)在普通家庭里。
用3D打印機能打印槍支?
短期內(nèi)還達不到如此精度
今年5月,一個美國大學(xué)生首次完全使用3D打印技術(shù)制造出一把手槍。他把設(shè)計圖紙發(fā)布在自己的網(wǎng)站上,此事引起了正在推動控槍法案的奧巴馬政府的注意,隨后,美國政府強令其刪除。
北京計算中心的沈濤表示,他聽說過上述新聞,但從他掌握的情況看,槍支對材質(zhì)、工藝有極高的要求,3D打印短期內(nèi)還達不到這樣的精度,所以說,現(xiàn)在的3D打印技術(shù)還代替不了高精制造。
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