2014年6月19日,世界3D打印大會在青島召開,雖然筆者關注3D打印已經很久,對原理技術都有了解,但是理論認識和實物接觸有所不同。去展會看了一下,頗有些感觸。
一、3D打印的現狀
剛剛進入展館,很是被震動了一下。3D打印的各種建筑、人像、雕塑、擺設非常精美。但是轉的展位多了,也就那樣了。
從展會的情況看,目前3D打印的技術產業鏈已經比較健全。3D打印產業鏈上基本分為掃描建模、打印材料、打印成型、相關服務這么幾塊。這次展會上都有。
掃描建模
和普通打印機一樣,3D打印也需要有數據文件的,普通打印機或者你直接在電腦上生成文件,或者你把外來的印刷品掃描進電腦生成文件。
3D打印機的數據文件來源也是這兩個,一方面,你可以用3D建模軟件生成需要打印的模型,另外一方面你可以用專門的掃描儀器把實物轉幾個角度掃描一下,生成文件。有了文件,就可以精確打印出來所需的東西。
打印材料
從展會上的情況來看,打印材料包括各種塑料、尼龍、木粉和膠、金屬粉末等等。根據材料不同,成型的方式的也不同。
有的是直接在空氣中成型,有的是需要光線照射,有的是需要激光融化。從打印的實物來看,除了激光融化金屬粉末和尼龍以外,其他方式成型出來的東西都不是很結實。
3D打印出來的東西當擺設可以,如果當實物使用用途相當有限。
另外這些材料都不便宜,大約要1.5元到5元一克,幾百元打印不了什么東西,這還不算打印機的價格。
3D打印機可以制造的相當大,這主要看用途,越大的機器越貴。從打印出來的實物看,精度一般。最高的大約是0.06mm,而在實物上能清晰的看到打印過程形成的紋路。即使做家庭裝飾品,也是需要再做表面加工的。要打印很精密的器件有一定難度。
3D打印的另外一個問題是速度,打印一個艾菲爾鐵塔的模型,打印時間要50多個小時。遠沒有平面打印只要幾秒鐘的快捷,手機大小的東西也要20分鐘。
3D打印機的價格倒不是很貴,打印模型之類的小東西,幾千元的桌面3D打印機就可以。大機器也不過幾萬,工業用專業級的機器才是高價。
3D打印的相關服務主要是掃描和打印服務,因為我們處于電商時代,這個東西也很方便。
用戶自己建模或者提供實物,掃描圖像。服務方根據數據和要求直接把東西打印出來,通過物流快遞發給客戶。
此外,3D打印還可以做一些工藝品的訂制,我們看到已經有真彩色的打印方式,通過對膠水的染色實現彩色物體的打印,這對模型行業是個顛覆。
二、3D打印的用途
從目前3D打印的技術水平來看,大規模家用并不現實,3D打印可以打印出塑料杯子,但是相對于成熟的工業化生產,3D打印出來的東西價格高、不耐用,沒有競爭力。
但是從另外一個角度來看,對于小批量的復雜造型物體,譬如模型,小擺件。3D打印相對于手工制作有更高的效率和更低的成本,而且無須批量制造的模具、場地等費用。
根據需要,隨時修改打印,非常方便快捷。
而3D打印更大的天地在于工業設計和制造。
傳統上設計圖紙容易,制造樣品成本高昂。手機制造企業天語曾經和一家著名it企業隔壁,天語的創始人榮姐說過,他們那邊有個新想法敲敲電腦就可以了,而我這邊開一個模具就要幾萬元,修改一下又要幾萬元。
而3D打印機普及后,制造企業可以像IT企業一樣設計修改產品,而成本從幾萬元降低到幾百元。
這樣一來,制造企業就可以充分發揮創造力,低成本的設計出更漂亮、更適用的產品。
當然,對于一些專利意識淡薄的企業,3D打印技術可以幫助他們早早就對一些經典產品下手,極快的制造出仿品,大大提升模仿的效率。這是雙刃劍。
除了設計以外,3D打印還可以直接用于一些小批量零件的制造。
我們在展會上看到了一家企業制造的空心葉片。空心葉片可以降低槳葉的重量,對飛機來說是提升推重比,對發電機來說可以提升效率。這種產品批量小,而且加工困難。
用3D打印技術來制造,造型難度再大也不是問題,而高成本對這種專業領域不是問題。
三、3D打印的未來
從技術原理上來看,3D打印的用途幾乎是無限的。但是受制于材料、工藝、成本。實際上3D打印的應用領域還比較狹窄。
未來,3D打印技術應該與現有的成型技術進行融合,鑄造、沖壓、數控機床加工應該與3D打印結合起來,共同成型,這將是3D打印的未來。