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3D打印很可能会颠覆制造业,但不一定会取代传统工艺

2017-04-07 09:11
野明月
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2016年6月16日,售价为899元的黑格科技第一代真无线耳机U1——全国首款3D打印双耳蓝牙真无线耳机正式开放预售,随着黑格科技CEO桂培炎宣布预售正式开启后,这款全新的耳机立刻吸引了不少人的注意。黑格U1的外壳由3D打印一体化成型,由娄氏动铁提供发声单元,整个音质体验与使用体验非常有国际范儿的新颖和成熟。

△黑格科技创始人桂培炎

1981年的时候,3D打印这个新概念已经面世,不过打印的产品价格不菲,人们开始尝试用这个方式生产制造。但是三十年后,到了今天,3D打印才算是迎来了真正的春天。现在3D打印的精度、速度以及材料应用才实现突破。预计两年后,3D打印能为很多传统制造业提供转型加工方式,给大家提供低成本的快速加工,也能满足大家定制化的需求。

3D打印能释放无穷想象力,将很多以往的虚拟构想变成现实。

1)定制化

以牙科为例,每个人的牙齿是不一样的,但3D打印能解决定制化生产与批量生产之间的矛盾,批量生产定制化的种植牙、牙套等等。

2)实时

因为3D打印的速度快,所以我们公司的工业设计师是非常“痛苦”的。设计师上午设计一版产品,中午就能看到成品,被老板骂了一顿;下午六点再设计一版,第二天早晨又能看到成品,说不定又被老板骂了。如果不是特别复杂,3D打印3小时可以出成品,而传统打样每次都要4-6周的时间,所以也提升了工业设计的整体速度。

3)无污染

由于生产的原材料都是环保的,所以整个生产流程也就是无污染生产。既无废气废水污染,也没有边角料浪费。

4)数据化
当数字化牙科发展成熟后,对医生的技术要求就大大降低。病人在医院里只需要用仪器扫描两分钟,就能知道牙齿所有问题的原因以及解决方案。

3D技术让医生们得到更直观的训练参考,另外,3D打印还能做牙齿矫形,打印个性化定制的透明牙套。究竟整形的时候,牙齿的移动方向是往左还是往前?移动多少毫米?以往的牙科手术单纯依靠医生的个人经验,而数字化牙科增加了手术的稳定性,并降低了医生的技术门槛。

5)快速

与传统工业工艺相比,3D打印不需要人力、运输等前期准备,仅需要机器和原料,就能快速投入生产。

6)自动化

可以说虚拟想象与实物之间只差了一台3D打印机。3D打印的一键生产省去了很多人力成本和人为失误。这个市场有很大的想象空间。对城市来说,我们甚至打印了美国曼哈顿和中国广州珠江新城的城市模型。这种整体城市模型,在军事作战中,也是非常有意义的。

3D打印的技术实现

我们努力地将3D打印这精致的技术应用到工业化生产。3D打印需要用到的其实不是实物,而是数字模型。你现在给我一个球,我也无法给你打印一个球,不过你通过电脑建模,将实物数字化,给我3D模型,最快十五分钟我就可以打印出东西。

以我手中的这个镂空设计的球为例,表面有十几朵花,如果用传统的机械加工十分麻烦,必须逐个修改花纹。而选用3D打印的话,就没有浪费材料,所以它还有一个名字叫增材制造,意思是采用材料逐渐累加的方法,制造实体零件。传统方式是先做好胚,再弄掉多余的材料,留下来的材料就是我需要的形状。如果检查到问题,需要再开模具修改;而3D打印是用一点一点材料堆积,你可以迅速见到成品。

SLA立体光固化成型工艺

其实3D打印就是一遍又一遍的2D打印,如果你把一个物体切得很薄,你会发现每一片都是一个形状,如果把所有形状合在一起,得到了一个三维结构物体。所以我们用激光的方式画出图形。这个SLA是一种光固化的技术,目前在中国相对比较发达。

SLS 是用相对高科技的粉末,不过在激光照射高温条件下粉末才能融化。而FDM 是相对传统的打印方式,不用激光,成本较低,不过精度不高,打印速度非常慢。这是大家最容易接触到的方式,一般用在教育市场。

还有一种我们选用的技术,DLP数字光处理。我们通过电脑控制矩阵版,通过控制光源的输入,让材料进行固化反应。如果把生产比喻成用铅笔画一个圆,那 SLA 的技术相当于一层一层地描绘,而 DLP 相当于直接盖印章。我们所追求的量产化有两点是非常重要的,一是效率,二是材料成本。有一种3D打印机可以做到比传统制造快百倍的打印速度,不过这还停留在实验阶段,没成熟到商业化操作。

3D打印不一定会取代传统工艺

而实际上,3D打印的操作并不难。技术人员只需要替换材料,打磨产品。 其实3D打印一定会取代传统工艺吗?其实不是的。

例如我们在帮一家公司做产品,3D打印没有那么高的精度,不过量产速度能明显提升。所以我们最终选择了一个折中的方案。先用3D打印打出来一个比目标成品厚一点的胚,再通过打磨清洗,最后得到想要的成品,这组合方式就既满足了效率和质量的需求,还降低了成本。所以3D打印很可能颠覆传统制造业,但它和传统工艺并不是你死我活的关系,目前更多是一种互补。因此,但创业者们必须对工业制造与市场有充分了解,才能利用好这项工具。

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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