3D打印經過了35年的發展,已經進入各行各業(ye) ,但總體(ti) 來看還在技術發展的初期。如果不是從(cong) 事製造業(ye) 的業(ye) 內(nei) 人士,很容易被媒體(ti) 誇大的宣傳(chuan) 、不切實際的誤導,導致對3D打印技術存在一些誤解。
本期文章就總結一下對3D打印的幾個(ge) 誤解。相信看完本文,對這個(ge) 新興(xing) 的智能製造技術會(hui) 有一個(ge) 更加深入的認識。
誤解一:3D打印會(hui) 取代甚至顛覆傳(chuan) 統製造方式。
很多人認為(wei) 3D打印能夠徹底取代傳(chuan) 統製造方式,因為(wei) 3D打印是數字化製造、IT軟件驅動的,隻要有設計模型就可以製造出來。
然而事實是今天3D打印還麵臨(lin) 很多工程階段的困難。首先,製造材料的種類很有限,材料性能也難以達到傳(chuan) 統製造的標準。加上傳(chuan) 統工業(ye) 配套成熟,讓3D打印無論是配套還是融入,成本都特別高。
今天的3D打印更像是傳(chuan) 統製造的補充,而不是顛覆。某些小批量、個(ge) 性化的製造環節,3D打印具有更強的經濟效益,甚至在一些小眾(zhong) 領域能做到傳(chuan) 統製造做不到的事。
誤解二:3D打印無視任何複雜程度,不受想象力的約束。
很多人認為(wei) 3D打印可以實現任何複雜度零部件的製造,因為(wei) 隻要能設計,就一定可以打印出來。
3D打印的真相是,要設計一個(ge) 複雜的產(chan) 品,背後有很多隱形成本。3D建模的設計能力是一項稀缺的能力,隨著複雜度的提高,3D設計的人力成本也會(hui) 隨之提高。雖然現在的軟件開發商提供AI建模的能力,但尚未能實現大規模應用。
另外,今天的3D打印材料尚不能實現真正的“一鍵打印”,零部件複雜度的提升也會(hui) 增加一係列後處理工藝的難度。
誤解三:3D打印是一個(ge) 傻瓜式的“一鍵打印”操作,隻需要按下按鈕,零部件就製造出來了。
按需製造、隨時隨地打印是一個(ge) 美好的設想,但今天的3D打印遠達不到一鍵式打印的程度,其中涉及到大量的Know-how,工程師的經驗積累是關(guan) 鍵的一環。舉(ju) 兩(liang) 個(ge) 例子,是3D打印工程師經常會(hui) 遇到的問題:
在設計環節,如何擺放零部件,才能最大化利用3D打印設備的內(nei) 部空間?
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3D打印零部件有很多懸空結構,如果設計支撐結構,才能保證打印的成功率?
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以上這些原因導致了,三個(ge) 不同的3D打印工程師操作同一台設備,可能會(hui) 產(chan) 生三種不同打印質量的結果。在3D打印產(chan) 業(ye) 有一類重要的參與(yu) 者:3D打印服務商,他們(men) 積累了很多年的打印經驗,也就是所謂的Know-how且很難複製,形成了自己的獨特壁壘。
誤解四:3D打印技術的製造方式都差不多,製造過程越來越簡單了。
3D打印的另一種說法叫“增材製造”,因此很多人認為(wei) 3D打印就是把材料堆疊起來,就製造完成了。
實際上,3D打印涉及的工藝種類非常多。3D打印設備的價(jia) 格範圍區間從(cong) 1000元左右人民幣的塑料打印,到四、五百萬(wan) 的金屬打印;打印零部件的體(ti) 積小至納米級的材料打印,大至汽車外殼這樣的大型部件;打印的原材料也是各種各樣,包括液體(ti) 、粉末等等。
有人做了關(guan) 於(yu) 3D打印技術的分類,每一種技術背後都可以追溯到某一所全球名校,或者大企業(ye) 的實驗室。具體(ti) 的技術原理這裏就不詳細展開了,會(hui) 在科技特訓營裏詳細解讀。
誤解五:3D打印比傳(chuan) 統製造更便宜。
很多人認為(wei) 3D打印成本很低,這也是一個(ge) 誤解。
有業(ye) 內(nei) 研究員繪製了一個(ge) 《3D打印與(yu) 傳(chuan) 統製造成本比較圖》,反映了大部分3D打印技術與(yu) 傳(chuan) 統製造的關(guan) 係。
藍線是傳(chuan) 統的模具製造,零部件的成本隨著製造數量的增加而降低。這也好理解,一次開模進行的大批量製造,成本就分攤到了製造的產(chan) 品上。
但是3D打印(紅線)不同,其獨特的製造方式決(jue) 定了不管數量有多大,單位成本始終維持不變。
兩(liang) 者的交叉點根據製造材料、打印速度、工藝性質等等綜合因素決(jue) 定。
誤解六:3D打印的物件性能比傳(chuan) 統製造的差。
很多人的印象是,3D打印的性能差,達不到傳(chuan) 統的工業(ye) 製造標準。其實,隨著製造工藝的進步,隻要采用正確的材料、工藝,3D打印已經能夠與(yu) 傳(chuan) 統製造相媲美。
2020年,有業(ye) 內(nei) 人士比較了現有的3D打印與(yu) 三種不同的傳(chuan) 統製造工藝,發現在某些性能指標上3D打印可以做到更優(you) 。
誤解七:以後每家每戶都有一台3D打印機。
直到現在還有媒體(ti) 文章認為(wei) 未來家家戶戶都有3D打印機,可以直接打印所需的物件。在遙遠的未來(比如百年後)可能會(hui) 發生,但目前階段,我們(men) 使用的大部分物件都無法直接通過3D打印來製造。
在家居用品裏,不管是彩電、冰箱,或者國外的除草機,都是由不同材料、一係列的複雜工藝組合而成,背後都有一套複雜的產(chan) 業(ye) 鏈分工,直接用3D打印無法做到替代。
今天,即使是最基礎、最簡單的打印機,也就是家用的打印塑料的設備,也需要一定時間的培訓來掌握,包括設計能力、軟件建模能力、後期維護等等。
還有一類特殊的最有可能家用的3D打印,也就是食品3D打印。有不少初創公司在推廣自己的食品3D打印設備,但市場的接受度仍然需要一個(ge) 長期培育的過程。
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