打印机翼不是梦 三维打印将掀起新一轮工业革命

1、打印机翼不是梦 三维打印将掀起新一轮工业革命时间：2011-03-01 10:08:00  来源：科技日报  作者：刘霞打印文章发送给好友  提要  18世纪晚期，工业革命让大规模制造物品成为现实，规模经济以前所未有的方式改变了全球的经济和社会格局。一家位于美国明尼苏达州明尼阿波利斯市、名为Stratasys的公司用塑料沉积技术生产出了三维打印机，该公司同时也使用他们的打印机打印出零件以制造更多的打印机。批量生产或让位于批量定制有些三维系统可以使被印刷的材料的属性和内部结构呈现出各种式样。比如，英国Within技术

2、公司有望于今年开始提供类似于人骨的钛金属医疗植入物。该股骨植入物拥有移植所需要的韧度和强度，同时也具备坚固的晶格结构，有助于新生骨头长到植入骨头上，并且比传统植入物更加稳固。Within技术公司的首席执行官沙瓦什马达维说，三维打印技术能在如此细微的内部细节层面上运作，这使得人们可以按需定制物体的硬度和灵活度。马达维正在研究其他晶格结构，包括赛车的汽车动力学组件，以及为一家公司提供的特殊鞋垫，该公司希望制造出世界上最舒服的细高跟鞋。另一家相关的公司数字化成型公司（马达维博士是该公司的技术主管）使用三维设计软件来帮助客户定制需要大量生产的产品。例如，该公司为一家手机公司提供一项服务，定购该服务的用

3、户能在线更换他们新手机外壳的外形、颜色和其他特征。只要想法可行，该软件就能让顾客的心愿得到满足。一旦用户提交了心仪的设计后，该公司就可以将手机的新外壳打印出来。该公司总经理丽莎哈若尼说，该过程适用于从珠宝到家具的任何消费产品。她说：“我毫不怀疑，这项技术将改变我们制造产品的方法。”据英国经济学家2月17日报道，德国一家供应激光烧结三维打印机的厂商EOS公司宣称，他们已经开始为汽车制造商、航空公司和消费品公司制造塑料和金属部件。EOS表示，他们还为牙医提供牙冠，每台机器每天最多能生产出450个牙冠，每一个都是为病人量身订制的，而一些手艺好的制造者每天打造出12个牙冠就算很不错了。作为一次工程实践

4、，EOS还为使用高性能聚合物的小提琴打印出了零部件，经过专业小提琴制造师组装后，小提琴家在音乐会上用它进行了演奏。因为三维打印机由软件驱使，因而可以制造出不同的物品，而无需额外耗钱耗力重组装备。在如今这个经济规模不再那么重要的世界里，大量生产同一产品不仅很不必要而且也很不恰当，很多物品都可以使用三维打印技术量身订制。在不远的将来，人们将看到，消费者能在家中把产品像数字音乐一样下载下来，然后将其打印出来；或者，在当地的一个三维生产中心，人们可以根据自身偏好设计出各种产品。简而言之，在生产各种产品（从鞋子、眼镜到厨房用具）时，批量生产模式都将让位于批量定制模式。这样的情景可能还只是个遥远的梦想，然

5、而，一场新的工业革命可能即将出现在我们面前。将与其他设备协同工作制造小批量、高价值、为客户度身定制的产品，这些想法都非常好，但三维打印技术真的能同已历经百年磨练的大规模生产技术相抗衡吗？有些已经根深蒂固的技术不可能完全被取代，但很显然，在未来的工厂中，三维打印机将同铣床、印刷机、铸造和塑料喷注模设备协同作战，并且逐步接手那些机器的工作。英国拉夫堡大学的教授尼尔霍普金森博士毫不怀疑，三维打印技术在许多领域能与大规模生产竞争。其在拉夫堡大学的团队已经发明了一种高速烧结系统。该系统使用喷墨打印机的喷头将红外吸收墨水铺展在聚合物粉层上，在红外线的热度下，粉会被熔结成固态。该团队也在着手进行其他一些项目

6、，比如，他们正在为美国冬季运动装备生产商伯顿公司研究一种塑料扣，以用于该公司制造的伯顿滑雪板，而通常这类东西往往由喷射铸造法生产而成。霍普金森表示，该研究团队发明的方法能让塑料扣的造价低至10便士一个（16美分），因此，该方法同用喷射铸造法生产出来的产品相比非常有竞争力。此外，这种设计方法很容易对细节进行修改，伯顿公司也不用因此承担设备重组的高额费用。霍普金森博士说，很难预测制造业会以何种速度运用三维打印技术。那并非因为传统制造业的保守本性，而是有些制造过程发展的速度之快让人惊叹。几年前，要用三维打印机制造出装饰灯罩看起来似乎是不可能完成的任务，但现在它已经成为了一个产业，涌现出了一些富有竞争

7、力的公司，这些公司每天的销量达到数千个。霍普金森认为，拉夫堡团队研制的生产过程同喷射铸造法相比具有一定的竞争优势，其生产量约为1000件左右。他还预测称，在未来的五年内，随着技术的进一步发展，该技术的竞争力还会加大，到那时，生产量至少可达几万件，甚至有望达到几十万件。一旦三维打印机能达到那样的产量，会有更多制造商采用这项技术。英国咨询公司莱格伍德的威尔西勒尔预言，人们有望看到“数字化生产工厂”的出现，届时，公司不再需要将大量资金花在投资设备、流程和原材料上。而且，将一个数字设计从创意转化到成品所需要的时间肯定还会缩短，最多可以缩短50%80%。随着技术的改进、机械化的进一步发展、人们克服产品限

8、制以及人们制造新产品的能力不断增强，三维打印技术将成为主流。西勒尔说：“市场将拥抱该技术的到来。”有些业内人认为，三维打印技术对制造业的影响将可与喷墨打印机对文件打印的影响相媲美。15世纪出现的活字印刷术让手写体变成了印刷体。印刷机同那些可以进行大规模生产的机器一样，高效地打印出同一物品的副本，但是，其在打印个性化文件时的效率并不高。后来，喷墨打印机使打印变得更便捷、更廉价、更有个性。如今，尽管传统打印机仍然打印着大量的书籍和报纸等，但更多的打印任务是由喷墨打印机来承担的，它能按需打印出书籍、标签、照片等。现在三维打印技术的精度约为0.1毫米，而且打印机本身的售价偏高，不过，随着技术的进步和成

9、本的降低，一台普通三维打印机的成本有望比1985年的激光打印机还要低。但生物三维打印机也面临着诸多挑战，其中之一是其打印出的物体如何与身体其他器官尤其是大的组织更好地结合，因为任何打印出来的器官或身体组织都需要同身体的血管相连，而这可能非常难实现。利普森表示，一旦克服了这个技术障碍，在未来几十年内，生物打印技术将成为一项标准技术。三维打印将改变经济模式三维打印技术带来的变化或将改变制造业的经济面貌。许多人认为，这项技术将让商业完全去中心化，逆转伴随着工业化到来的城市化进程，人们将不再需要工厂，届时，每个村庄都将拥有一个由打印机组成的制造厂，制造所需的物品。但是，也有人认为，城市的经济和社会利益

10、远远超出吸引工人到装配线上工作的能力。有人坚持认为，三维打印技术减少了对工厂工人的需求，削减低成本、低工资国家的优势，因而会增加发达国家的生产能力。不过，也有人对此表示怀疑，他们称，亚洲制造商也有能力采用该技术，而且，即使三维打印技术确实会让生产重回发达国家，它也无法提供更多的工作机会，因为与标准的制造过程相比，它并非劳动密集型的技术。而三维打印技术给物流公司带来的威胁是显而易见的，去年在由中外运敦豪国际航空快递有限公司（DHL）组织的一次大会上，有人就提出了这种可能性：当公司能够在需求产品的地方打印出急需的零部件时，为什么还会从国外空运呢？呼唤新的知识产权法三维打印技术的意义不仅在于改变资本

11、和工作的分配模式，而且也在于它能改变知识产权的规则。该技术的出现使制造业的成功不再取决于生产规模，而取决于创意。然而，单靠创意也不够，模仿者和创新者都能轻而易举地在市场上快速推出新产品。因此，竞争优势可能将前所未有地变得比以前更短。一旦物品能用数字文件来描述，它们就会变得很容易复制和传播，当然，盗版也会变得更加猖獗，就像音乐工业出现的情况一样。当一个新玩具的草图或一双鞋的设计方案在网上流传时，其知识产权的拥有者会失去更多，因此，人们在知识产权领域进行的斗争会更加激烈。所以，今后一定会有人呼吁对三维打印机的使用进行限制，并对目前存在的知识产权法进行修正。并且，随着开源软件、新的非商业模式的出现，三维打印技术需要比目前更加严谨还是更加宽松的法规，我们还不清楚，但毫无疑问的是，律师们可能会更加忙碌。正如没有人预测到1750年出现的蒸汽机、1450年出现的印刷术以