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探秘国际3D打印的现在与未来

2015-11-09 14:55
水墨黯月
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  “随着3D打印技术的成熟,其在珠宝、服装、食品,甚至药品方面的应用的加速发展,EmTech 2015共同讨论国际上3D打印的前沿领域究竟发展到哪一步了?下一步又去向何处?”

  创客的激增

  A surge of makers

  3D打印从84年到2005年一直处于工业应用阶段。桌面3D打印机已经存在了几十年,然而价格下降到实惠的程度也只是现在。Formlabs从Kickstarter上众筹了290万美金后就进入了这一买得起的桌面型3D打印领域,这只是其中的一家,此后源源不断的涌进市场各种“身怀绝技”的桌面型3D打印机。

  从2005开始,一个非常与众不同的3D打印市场趋势开始出现。这就是业余爱好者的数量激增,一直到2015年发展到现在这个势头越来越明显。

  可编程材料

  Programmable materials

  麻省理工学院的Self-Assembly自组装实验室一直致力于研究自组装和可编程材料技术。今天,3D打印打印机有能力从打印药片到打印食品实现个性化定制。不仅可以将对象打印出来,而且可以将预期的功能也嵌入到设备中。例如,当打印一盏灯的控制装置的时候可以将线路板结构和其他控制装置打印进去,形成功能结构件。

  如何实现可定制的材料打印?材料本身,如金属、玻璃、木材、陶瓷都有其独特的属性,3D打印可以将这些属性激发出来。麻省理工在研究中实现了一系列的探索,包括用木材制造一个灯丝形状的产品,将木材的颗粒打印到材料上,并通过像增加水或改变房间里的湿度的方法来激活材料。这样的“灯丝”在湿度作用下能够弯曲或折叠。

  另外一个案例中,麻省理工在纺织品中打印了特殊的材料使得服装可以创造打褶或簇绒的效果,这项技术允许更多的细节和定制化图案产生,并且使得3D打印的对象具有极其仿真的外观和真实的感觉。

  麻省理工认为3D打印只是个工具,如何用好这个工具就像打开了潘多拉的盒子。目前金属加工、激光切割、水喷射和其他技术都开始与3D打印结合起来了。越来越多的混合设备使得科研人员可以做很多之前不能做的事情。

  在软件革命之后是硬件革命(计算机技术结合制造),现在又迎来了“智能材料的革命”,材料科学正在蓬勃发展。麻省理工正在推动材料发挥到材料的极限,以我们从未见过的功能实现出来。

  在软件方面,另外一家公司Betatype,其Betatype Engine建模软件也将给可编程材料技术带来极大的发挥空间,包括形状渐变结构,创造复合材料,泡沫夹心板结构,及其他结构材料。不仅仅是将自由的几何复杂性进行到极致,还给设计师带来极大的自由度。

  实时设计

  Real-time design

  3D打印的一大优势在于可以实现大规模定制化生产。而个性化通常需要专业的建模人员来帮助实现,然而Nervous System却通过编程来让普通的人们“玩实时设计”。在这种情况下,通过使用浏览器就可以对结婚戒指的设计作出调整。不仅Nervous System的技术给用户随意改变形状的酷爽体验,客户还可以改变是如何影响成本的。把设计放到客户手上,这是3D打印又一发展趋势。

  挑战来自设计和尺寸

  Challenge of design and scale

  设计思维上来说我们受传统的设计思维束缚和影响太多,要突破思维的限制是一个长期的过程,更多的时候往往不是技术的限制而是心态的作用。

  另一方面,3D打印尤其是金属3D打印每往前走一小步都是充满了探索的过程,尤其是打印尺寸,大一点点往往对设备体出来的挑战是巨大的。然而,3D打印在前行。

  未来

  The future

  1981年的时候一台卖75000美元的3D打印仅仅三年后,价格就下降到21000美元。价格越来越变得不成为制约3D打印发展的因素。而2015年,全球的3D打印机发货量约150000台。

  很快,当我们回首看这150000台就不会觉得有多么不可思议,而是觉得很正常。技术本身在朝着探求其技术极限与可能性的发展方向转向探求其技术意义和社会价值的方向发展。

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