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闲话3D打印

已有 2905 次阅读 2013-5-25 18:37 |个人分类:科研|系统分类:观点评述| 加工, 3D打印, 加式, 减式

最近,3D打印火了!

记得去年我曾经看刘洋博友的博文里推崇过3D打印,还曾在会展中心的展会上看到过有公司在现场演示3D打印(是个教具级别的设备)。刚才,又看到科学网的“飞跃之王”——王飞跃老师的博文“3D打印和社会制造:历史与未来”【1】,把3D打印这项新技术定位到了一个很高的战略地位。3D打印当下是如此之火,前途和钱途是那样的光明,自然也把俺的目光从花草虫鸟上吸引了回来,决定写一篇有字没照片的博文,闲话一番我个人对3D打印的看法。

我在阅读王飞跃老师博文时,注意到了其中的一句话“目前都是走向加式制造的主要途径和工具”。在我这个机械制造的外行看来,“加式制造”,或许还真是3D打印的一个很大的优点。以我所具有的有限的加工知识,用以往的加工技术在制造一个产品,似乎总免不了对原料或者毛坯的切削和琢磨,这显然是在算减法,换句话说,原料中的相当一部分必然要变成没用的“下脚料”,这无疑是一种浪费。相比之下,3D打印这种“加式制造”的优势在于把原料堆砌起来构成产品,从理论上看似乎可以做到除正常利用之外再无额外的原料消耗。显然,如果原材料的十分昂贵或稀少,3D打印的优势会更加明显。

或许我们会说,像铸造之类的工艺,精确计算原料用量后不是也没啥过多的浪费么?但铸造也还要先有个模具,何况做形状越复杂的东西,铸造过程中碰到的麻烦事儿也就越多。3D打印则可以完全依靠在电脑中的数据和必要的原料就可以去做形状很复杂的产品了,再无需真实的模具来约束流动的原料。这很省事儿,也很有效率。

3D打印其实并不如何的神秘,我们在蛋糕店看蛋糕师傅往烘焙好的蛋糕上挤奶油写“生日快乐”、做浮雕形式的寿桃或者生肖模型啥的,其实就是人脑控制下的3D打印。如果说蛋糕师傅这个还是门手艺,离咱老百姓也挺远的,我可以再举一个“话糙理不糙”、可以发生在每个人身上的“恶心”例子:人蹲在地上大便,其实也算得上是是一种“3D打印”。

当然,3D打印的原理不神秘或者简单,并不意味着技术本身就简单。至少在我看来,精确地实现打印喷头的运动和成型物料的流动以及让所用的各种原料从流动状态转变为成型后固定状态的控制,就绝对不是件很容易的事儿。如果说咱中国在这项新技术的开发和使用中必然会经历一个落后追赶的阶段,恐怕就和相关的机械、控制和材料方面相对薄弱的基础有关。其实岂止是3D打印,任何新技术都不是“空中楼阁”,也不能只要高楼的最顶层,总要有些必要的技术积累,也总要有些关键技术要攻关。

不过,尽管3D打印有很多优点,但它是否能完全取代目前的各种加工技术、很快在制造业中唱主角,从而得到“量大面广”的应用,我看还未必。原因很简单,尽管3D打印从出图到出产品的过程堪称“闪地”那般地快,在制造上可以无需再集中在一个大工厂中进行而实现“散地”生产,但如果需要很大的产品量,3D打印的速度似乎还嫌慢,尺度和规模可能也太小,所以即使单件甚至小批量的定制加工十分可行,也不意味着大批量生产就能行得通。3D打印作为一个新概念炒作一段时间,拉动一些投资肯定没问题,但让它马上走进我们的生活,在我们身边每一个消费品中都起到主导作用,目前肯定还有难度。

 

参考

【1】   王飞跃:3D打印和社会制造:历史与未来

http://blog.sciencenet.cn/blog-2374-693314.html

 

 

本文将在《中国科学报》发表。【2013-05-28】



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