從(cong) 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(ti) ,各路科技“大拿”放話3D打印將改變世界,與(yu) 3D打印沾邊的股票也是頗受追捧,有的人花費數萬(wan) 元買(mai) 來桌麵3D打印機嚐鮮,還有的人想靠3D打印掘金創業(ye) 。不過,更多人對這一新興(xing) 科技還是有點雲(yun) 裏霧裏。
1、現場體(ti) 驗
【體(ti) 驗地點】北京市計算中心。國內(nei) 最早一批計算中心之一,2010年斥資百萬(wan) 元從(cong) 國外引進了一批工業(ye) 級3D打印設備,並成立了專(zhuan) 門的3D打印實驗室。該實驗室除了向企業(ye) 提供3D打印開模等服務外,還不定期地向中小學生開放參觀,普及3D打印知識。
【體(ti) 驗任務】用3D打印“複製”一個(ge) 30厘米高大衛頭像。
【打印器材】國外進口價(jia) 值超過百萬(wan) 元的工業(ye) 級別3D打印機,打印材料為(wei) 工業(ye) 級別的光敏樹脂。
【體(ti) 驗耗時】全程耗時兩(liang) 個(ge) 半小時。
步驟一:掃描
工作人員首先在一個(ge) 石膏製的大衛頭像上貼滿感應坐標點,然後用手持掃描儀(yi) 對準大衛頭像進行掃描。此時,通過數據傳(chuan) 感線與(yu) 手持掃描儀(yi) 相連的電腦上就會(hui) 呈現出大衛頭像的立體(ti) 三維模型。
據介紹,現有的掃描設備分為(wei) 大型掃描儀(yi) 、手持掃描儀(yi) 和白光掃描儀(yi) 等三種,前兩(liang) 種的工作原理相似,都需要在被掃描的物體(ti) 上放置感應坐標裝置,這些感應坐標裝置的作用是體(ti) 現被掃描物體(ti) 的表麵紋理,從(cong) 而構建三維數字模型。對於(yu) 能夠掃描建築物的大型掃描儀(yi) 來說,感應坐標裝置的大小相當於(yu) 一個(ge) 個(ge) 足球。白光掃描儀(yi) 類似於(yu) 照相機,通過後期自動拚接的方法形成三維立體(ti) 的數字模型,精密度比較差。
步驟二:建模
工作人員運用專(zhuan) 業(ye) 的模型軟件,對通過掃描構建的大衛頭像三維數據模型進行修正,並且設定所要打印模型的長寬高等數據。
如果沒有實物可供掃描,需要憑借一張圖紙或者僅(jin) 僅(jin) 是一個(ge) 想法來構建三維數據模型的話,就比較麻煩,需要專(zhuan) 業(ye) 的設計人員通過CAD等造型軟件來設計構建三維數據模型,比較費時費力。
步驟三:打印
工作人員在修正好大衛頭像的三維數據模型並生成之後,向3D打印機發出打印指令。3D打印機開始通過堆積打印材料的方式一層層打印大衛頭像。
據介紹,工業(ye) 級的3D打印材料是液態的光敏樹脂,成本為(wei) 7-8元/克,打印出來的3D產(chan) 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(wei) 2-3元/克。3D打印所耗時間要視模型大小而定,一般要花費數個(ge) 小時。
步驟四:衝(chong) 洗
在耗時兩(liang) 個(ge) 半小時後,工作人員將打印出來的大衛頭像拿到衝(chong) 洗箱內(nei) 用高壓水龍頭衝(chong) 刷成型,衝(chong) 洗的主要目的是除去輔助粘合材料。一般來說,采用工業(ye) 級的光敏樹脂打印出來的3D模型需要衝(chong) 刷成型,而工程材料製成的模型則隻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打印技術是怎麽(me) 一回事,我們(men) 再來看看3D打印的市場現狀。筆者通過采訪得知,目前不管是麵向消費者層麵的普通3D打印市場,還是麵向製造業(ye) 的工業(ye) 3D打印市場,在國內(nei) 都還遠未成型。
普通3D打印看的多買(mai) 的少
今年初,全國首家3D打印體(ti) 驗館在北京工業(ye) 設計創意產(chan) 業(ye) 基地開業(ye) ,主要麵向市場提供3D打印的體(ti) 驗,並且銷售3D打印機和3D打印出來的產(chan) 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(ti) 驗館,發現來看看的人比較多,而真正花錢去體(ti) 驗或者購買(mai) 打印產(chan) 品的寥寥無幾。價(jia) 格偏高可能是原因之一,一個(ge) 3D打印出來的塑料材質iphoness外殼,在這裏售價(jia) 600元,而要想打印一個(ge) 自己形象的玩偶就更貴了。
售價(jia) 動輒上萬(wan) 元的3D打印機更是無人問津。筆者從(cong) 已經開始代理銷售3D打印機的京東(dong) 和淘寶了解到,它們(men) 每個(ge) 月3D打印機的銷量僅(jin) 為(wei) 個(ge) 位數。目前,一台打印規格為(wei) 20厘米以內(nei) 的進口家用桌麵3D打印機售價(jia) 超過2萬(wan) 元,國產(chan) 的也要1萬(wan) 元左右。除此之外,購置了3D打印機之後,還需要學習(xi) 相關(guan) 的數據建模知識,否則,要麽(me) 再花費數萬(wan) 元買(mai) 一台3D掃描儀(yi) ,要麽(me) 隻能花錢請專(zhuan) 業(ye) 設計人員構建數據模型或者從(cong) 網上下載模型數據。
看來,把自己想要的東(dong) 西打印出來完全沒有想象中那麽(me) 簡單。不過,業(ye) 內(nei) 人士對家用3D打印機的前景表示樂(le) 觀,3D打印體(ti) 驗館CEO張樂(le) 奎表示,隨著成本的下降,家用3D打印機的價(jia) 格會(hui) 不斷下調,3D打印目前已經漸漸從(cong) 後端的工業(ye) 模型設計走向了前端的消費者。
工業(ye) 3D打印接受程度較低
“在歐美大型製造企業(ye) ,十幾年前就普遍通過3D打印技術開模(製造模具),但直到現在,國內(nei) 企業(ye) 還是更願意下到工廠用機床開模,3D打印開模的做法在國內(nei) 製造企業(ye) 中的接受程度非常低。”談及此,北京計算中心市場部副經理陳啟東(dong) 頗為(wei) 無奈。
陳啟東(dong) 告訴筆者,3D打印開模具有成本低、精度高的優(you) 點,並且可以通過數據模型隨時修改或重新設計,“工廠機床開模的話,發現不合適了要想改動,隻能修改圖紙再做一個(ge) ,而用3D打印改一改數據模型再打印一個(ge) 就是了。”陳啟東(dong) 分析,國內(nei) 大型製造類企業(ye) 不願用3D打印開模,一方麵是有保密方麵的顧慮,另一方麵也是相關(guan) 設備、人才儲(chu) 備不夠;而對於(yu) 小型的製造加工企業(ye) 來說,3D打印開模成本較高。
除了開模,也有觀點認為(wei) 3D打印適用於(yu) 量產(chan) 製造,將代替傳(chuan) 統的人工製造,並將帶來第三次工業(ye) 革命。此前有消息稱,日本家電巨頭鬆下計劃用3D打印機來量產(chan) 家電產(chan) 品。這樣的觀點和消息引起了台灣首富、全球最大代工企業(ye) 富士康的老板郭台銘的嗆聲。“如果3D打印真的是有用,那我的‘郭’字倒過來寫(xie) 。”郭台銘認為(wei) ,3D打印絕不等於(yu) 第三次工業(ye) 革命,隻是噱頭而已,根本不具備商業(ye) 價(jia) 值,打印出來的東(dong) 西不能加上電子組件,隻能看,不能用。熱點釋疑
3D打印釋放的細微顆粒物致癌?
工業(ye) 級打印機會(hui) 釋放微粒
美國伊利諾伊州理工大學近期的一項研究稱,市麵上的3D打印機打印過程會(hui) 釋放有毒微粒,容易被吸入肺部,引發疾病甚至死亡。
對此,業(ye) 內(nei) 人士茹方軍(jun) 認為(wei) ,隻有工業(ye) 級別的激光燒結型3D打印機才會(hui) 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,細到可以直接穿過皮膚,但這種價(jia) 格上百萬(wan) 元的工業(ye) 級別3D打印機一般都在特定的有防護裝置的環境下使用,不會(hui) 出現在普通家庭裏。
用3D打印機能打印槍支?
短期內(nei) 還達不到如此精度
今年5月,一個(ge) 美國大學生首次完全使用3D打印技術製造出一把手槍。他把設計圖紙發布在自己的網站上,此事引起了正在推動控槍法案的奧巴馬政府的注意,隨後,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(cong) 他掌握的情況看,槍支對材質、工藝有極高的要求,3D打印短期內(nei) 還達不到這樣的精度,所以說,現在的3D打印技術還代替不了高精製造。
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