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行业专家深刻解读 3D打印的宗旨所在

2015-08-26 10:46
魏丁小陆
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  3D打印的宗旨是什么?是为了取代传统工厂?为了取代传统制造工艺?为了带来真正的颠覆式革命?如果你这么想,那真的是弱爆了。今天,3D打印不再如此狭隘的考虑去取代什么东西,颠覆什么东西,其真正的意义在于,创造那些当今世界仍然不存在的东西!

  3D打印机的“能力边界”已出现极大拓展——在2012年《经济学人》的那篇关于“第三次工业革命”的经典报道中,让作者震撼的3D打印作品只不过是一把锤子;但此后三年,赛车、住房、无人机……3D打印的成就让人眼花缭乱,大有取代传统工厂之势。

  然而昨天,上海,在一场由全球最大3D打印企业Stratasys主办的3D打印高峰论坛上,走在行业最前端的创新家们认为,抢工厂的饭碗、换种方式制造现有产品,这不代表3D打印的趋势,它真正的未来属于那些“当下不存在”的东西,无论是产品还是规则。

  在特别之处做文章

  当许多人竞相利用3D打印机挑战大体积作品的极限时,北京航空航天大学副教授文力却反其道而行之,向“小处做文章”——在一张柔性材料上,文力的团队打印了一张“人造鲨鱼皮”。

  显微镜下,被放大数百倍的鲨鱼皮,看起来就像是铺满瓦片的屋顶,这种微结构能极大降低游动阻力。文力说,鲨鱼皮表面的瓦片状突起,很硬、很小,长宽只有120微米,附着在柔软的皮肉上。要想仿制,首先工艺必须足够精密,而且至少要能同时处理软、硬材质。这是任何一种机床都力所不及的。

  但对3D打印机来说,这都不是问题。如今,主流技术能同时打印至少八种不同软硬、色彩或是透明度的材质,同时,在表面堆叠起细致的纹理更是3D打印的特长。文力打印的鲨鱼皮,最大已能将水中阻力降低34%。这种新特性不仅能造就超级泳衣或超快潜艇,还能极大地提升材料的“自净能力”。昨天,文力现场展示的一则视频显示,在一块手机屏大小、沾着不少灰尘的人造鲨鱼皮上,只要滴上一滴水、晃一晃,就洗掉了所有的脏东西。

  实际上,昨天的会场上还展示了其他一些3D打印机制造的“奇迹”。比如,许多人以为,3D打印不可能造出手机。的确,这个定律仍未失效,但却在松动。一位与会者展示了他的作品——发报机,尽管不如手机复杂,但仍是一种电子信息终端,而且成功拍出了电报。

  发报机当然不属于“现在不存在”,但循着同样的思路,让人们看到了3D打印在生产“主动设备”的潜力。不同于锤子、管道、模具,“主动设备”无需人类主动操控依然能工作——最高端的就是机器人。据介绍,目前站在全球机器人研发顶端的谷歌,上周被报道正借助3D打印机尝试将液压装置以类似血管的方式植入机械腿。比起“螺丝+马达”的结构,这种“有血有肉”的机器人将显著提升运动的效率。

  文力目前也在研究一种与此前形态迥异的机器人,这次,他仿生的对象从鲨鱼换成了章鱼。在他展示的视频中,一个“五指”就像硅胶般柔软的机械手,轻巧地抓起从光盘、番茄到活螃蟹在内的各种“易损品”。文力说,柔性机械手让机器人完全摆脱了生硬、冰冷,而且价格只相当于传统机械手的1/100。

  重塑制造业业态

  如果说3D打印将带领人们抵达那些“尚未出现”的领域,那么除了以上这些技术层面的成就,生产方式、游戏规则也将发生重大改变。

  在美国康奈尔大学教授胡迪·利普森看来,3D打印的优势远不止人们通常认识的那些:无需开模、快速成型、所见即所得。他表示,3D打印对整个制造流程、业态和供应链的重塑,才是真正具有颠覆性的。

  利普森是全球第一本系统讲述3D打印变革著作的作者。昨天在会场,他向听众表示,本质上,3D打印打破了传统制造环节中的十个基本定律,比如,通常情况下,越复杂的物品,制造起来代价越高,但3D打印却消灭了这种“复杂性的成本”。类似地,它消灭了多样性的成本,使得同时生产100种不同物品与生产单一产品的成本一致;消灭了装配环节,因为一次就可打印成型;让工人不再需要培训,因为操作机器将无需特殊技能……

  为呼应这一观点,Stratasys公司亚太区总经理奥马尔·克莱格也表示,3D打印最大的挑战并非研发新的打印材料和装置,而是引导用户——主要是制造业工厂,让他们能在文化上做好迎接新生产模式的挑战:“只有那些最积极拥抱创新和变化的企业,才有可能适应变化。”

  他用一个最新的案例,描述了谁才是“积极拥抱3D打印变革的企业”。有趣的是,这个案例中,3D打印机并没有制作什么复杂的物品,只打印了一片风扇扇叶。这是海尔旗下一家公司,进口装备的风扇叶片坏了,换配件要3个月。被逼上梁山的工程师们抓住灵感,用3D打印机在2天内就让风扇重新转了起来,并一直撑到三个月后正式配件到货。

  “这是从来没人做过的事,想到这个点子大概只要3秒,但这是最有挑战性的3秒。”奥马尔说。

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