轉換思維，看3D打印技術(shù)如何突圍

我們不妨轉換一下看待3D打印的視角，來(lái)突破當前的瓶頸。

近年3D打印已經(jīng)逐漸進(jìn)入大眾的視野，關(guān)注度也在日益攀升。雖然這一技術(shù)在誕生至今25年內有所成就，但離3D打印實(shí)現質(zhì)的飛躍還有很長(cháng)一段路要走。

一、3D打印當前的瓶頸

據悉，3D打印機目前還沒(méi)有良好的生產(chǎn)制造方案。另外，這項技術(shù)不僅失敗率非常高，而且再生性比較低，一旦報廢就意味著(zhù)成本的飆升。那么是什么在制約3D打印技術(shù)創(chuàng )新呢？

事實(shí)上，3D打印技術(shù)與其他前沿技術(shù)一樣都是由一些常見(jiàn)的材料、軟件工程問(wèn)題和機械系統所構成。很明顯，這不是因為材料特殊或控制太先進(jìn)復雜而造成的困境，而是我們看待這些技術(shù)的方式：只把它看作單一的部件制造，而缺乏系統性。

二、轉換思維看3D打印

如果將3D打印看成是一個(gè)由各個(gè)部分組成的體系。這樣從每個(gè)模塊深入研究或許會(huì )有出其不意的效果。

通常來(lái)說(shuō)，一個(gè)生產(chǎn)體系劃可分為四個(gè)要素：

設計：指的是用戶(hù)在使用其功能設計后將能實(shí)現些什么。

硬件：真正能實(shí)現物理作品的部分。

材料：包括樹(shù)脂、金屬、陶瓷、塑料或天然材料等，通過(guò)3D打印技術(shù)，這些材料最終將變成實(shí)在的功能產(chǎn)品。

軟件：負責將設計數據轉化成制造數據，包括安裝在機器上的軟件和向機器傳送數據的軟件。

這個(gè)體系中最容易被忽略的是要素是每個(gè)領(lǐng)域直接碎片式的連接路徑——為制造某個(gè)部件而制造，缺乏整體效率。陳舊的思維方式制約了我們真正實(shí)現3D打印潛力的進(jìn)程。如果我們能夠擯棄傳統的思維方式，或許就可以真正將3D打印技術(shù)用到實(shí)處。

三、3D打印設計亟待更新

我們如今的打印設計還是圍繞著(zhù)老舊的技術(shù)。到了今天，所有被打印出來(lái)的事物都只是為了貢獻另一種物體的制造過(guò)程而設計，比如為了制模。3D技術(shù)目前能實(shí)現的只是幫忙人們越過(guò)制模這個(gè)階段，直接進(jìn)入制造環(huán)節。但其實(shí)關(guān)于發(fā)展新的設計工具來(lái)改善工程制造，前人已做了很多努力和嘗試，而始于立體制造的發(fā)展使得3D打印技術(shù)直到如今依舊像是老式生產(chǎn)的替補。

目前，我們建造快速成型機都是多面能手，但是完成各類(lèi)制造工程中等級最低的共通部分，難以達到較高的水準。事實(shí)上，我們需要的是更專(zhuān)業(yè)化的機器。

因此，在設計這些打印機之前，我們要明確這些技術(shù)所能解決的生產(chǎn)生活問(wèn)題，再?lài)@需要解決的現實(shí)問(wèn)題來(lái)建造一臺針對性很強的3D打印機。

四、3D打印“硬與軟”之間的結合

除了關(guān)注現實(shí)生活中的生產(chǎn)應用，我們是不是也可以考慮一下3D打印機的互聯(lián)網(wǎng)連接及智能化？

如果我們能為3D打印機設計更為實(shí)用的軟件，那么這些硬件設備也能更加高效地運轉起來(lái)。也就是說(shuō)，我們需要“智能”的3D打印機，它擁有大量的監測傳感器和互聯(lián)網(wǎng)接入，以便監控和實(shí)時(shí)分析。比如Autodesk開(kāi)源3D打印機Ember，其配置的傳感器能夠幫助機器在運轉時(shí)自如地從故障中恢復，提高打印的可靠性，并能夠實(shí)時(shí)回送工程進(jìn)展報告。

五、3D打印與細觀(guān)結構材料技術(shù)

3D打印的獨特之處是實(shí)現從一臺機器中打印出各種復合材料，一次性為項目實(shí)現多重制造屬性，使生產(chǎn)成本大大降低。這里的“材料”是指被某些屬性綁定的物質(zhì)。比如木梁和紙張，根本上它們同屬木質(zhì)纖維。真正讓它們形成區別的是這些纖維的組織結構模式。

細觀(guān)結構材料技術(shù)允許我們獲得更多單一材料之外的利用價(jià)值，使3D打印獲得更高的靈活性和有效性。相比較于對不同的性能便要依賴(lài)不一樣的材料，設計師可以利用細觀(guān)結構材料技術(shù)來(lái)創(chuàng )造一種擁有各種所需的性能特點(diǎn)的物體，這只需要一臺機器及一種成份（改變基礎成本的組織結構）?？梢哉f(shuō)，這是未來(lái)3D打印發(fā)展的新領(lǐng)域。

由圖表可見(jiàn)，復合材料只是某些已知材料的特定范式。而利用細觀(guān)結構材料技術(shù)能夠借助常見(jiàn)的物質(zhì)制造出前所未有的材料。

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