《3D打印:正在到来的工业革命(第2版)》——1.4节实现以前不可能的目标

  1. 云栖社区>
  2. 博客>
  3. 正文

《3D打印:正在到来的工业革命(第2版)》——1.4节实现以前不可能的目标

异步社区 2017-05-02 14:33:00 浏览1807
展开阅读全文

本节书摘来自异步社区《3D打印:正在到来的工业革命(第2版)》一书中的第1章,第1.4节实现以前不可能的目标,作者 【英】Christopher Barnatt(克里斯多夫),更多章节内容可以访问云栖社区“异步社区”公众号查看

1.4 实现以前不可能的目标
与之前的互联网革命一样,3D打印革命也会为企业和个人实现诸多以前不可能实现的产品。这是因为3D打印不仅能够以新形式进行制造,还可以根据全新的商业模式使用新方法来生产和运输新产品。本书第3章和第8章会深入探讨这个问题。但在此之前,让我们先来看看这其中的几个重要机遇。

1.4.1 定制化与个性化
首先,3D打印会根据人们的品味或个人特点而衍生出定制产品这一业务。自工业革命以来,经济规模随着大批量生产主导制造业以及工厂升级工具来制造大量标准化产品而逐渐扩大。但是,3D打印的经济有所不同,因为在费用相同的情况下,3D打印机可以制造出完全不同的零件或产品。

我们在第4章将会看到,现在很多数字化制造领导者都在其网站上销售定制的珠宝或玩具,然后3D打印出客户要求的独特产品。一些传统制造商也开始在他们的产品中加入一两个3D打印的零件。例如,松下公司最近就展出了一系列拥有3D打印机身的Lumix GM1相机。

在医疗领域,3D打印还被用来制造个性化助听器、牙科用具和其他假肢。没人知道3D打印何时或者是否会改变主流制造业。但是,3D打印定制化和个性化产品的革命已经悄然开始。

1.4.2 开启大众化市场
除了使更多人拥有定制化和个性化物品,3D打印还让我们真正成为制造商。随着3D打印使得低运行生产更加切实可行,制造原型和生产工具的成本将不再让人望而却步。更重要的是,3D打印服务的发展为有才华的艺术家或设计师开辟了一个更加广阔的市场。

如今,个人或小公司很难将产品推向市场。不过也有例外,在图书出版界,和我一样的作者可以按需打印一部作品。例如,如果你正在阅读这本书的印刷版,那就说明亚马逊仓库是在你下单的8小时内将此书印刷完毕,然后送到你的手中。这种创新让我无需在销售基础或库存上投资就可以将书卖到世界各地。因此,不需要资金或库存投资就把产品推向市场这一全新的方式为独立产品设计者提供了更多接触全球客户的机会。

实际上,人们可以把产品设计上传到3D打印机构,如i.materialise或Shapeways。随后,这些公司在其网站上销售上传的产品,接受订单和支付,3D打印成品并寄给客户。那些艺术家或产品设计者在上传作品之后要做的就是等待这些公司支付销售提成。

2014年3月,亚马逊推出了一个试点项目,即按需销售3D打印的消费品。在以后的10年里,我们身边的很多东西都会是由独立设计师或小公司设计,并由3D打印服务机构制作完成的。这可能会引起一系列其他问题,我会在后面的内容里详细介绍。即便如此,我仍然相信3D打印在众多行业中的显著影响足以开启大众化市场。

1.4.3 开放式设计
一些产品会越来越多地进行迭代演变。像Thingiverse.com这样的物品分享网站已经允许3D打印爱好者们下载一个数字模型,并对其进行一些改进,将模型打印出来,然后再上传修改后的设计,以便其他人从他们的改进中受益。这种“开放式设计”开始生根,随着越来越多的人使用3D设计软件和3D打印硬件,这也是一个将设计过程从专有化转变为大众化的过程。

许多企业担心开放式设计的后果,另外一些人则强烈支持这一趋势。例如,在2013年1月18日,诺基亚推出了3D打印社区项目。该项目发布了一个“3D打印开发工具包”,用来帮助人们设计并亲自制作自己的Lumia820手机。正如诺基亚社区及市场开发经理约翰·尼兰德所说:

我们的Lumia820手机有可拆卸的外壳,客户可以给手机替换不同颜色的诺基亚外壳,这些坚固的外壳有防震和防尘保护,而且在高级的Lumia920和中级的820手机中,这些外壳还附加无线充电功能。

这些特别的功能给了大多数诺基亚Lumia820用户一个很好的选择。但除此之外,我们还将发布3D模板、使用说明、推荐材料和最佳实践——任何熟悉3D打印的人都应该为自己定制一个Lumia820手机。
诺基亚发布上述通告仅几天之后,便举办了一次诺基亚Lumia820手机3D打印挑战活动,鼓励人们设计并分享可3D打印和替换的手机壳。1月24日,距离发布3D打印开发工具包6天之后,3D打印的诺基亚820手机壳(包括一些功能按钮)就在网上展示了出来。

1.4.4 数字存储和运输
除了实现大规模定制、开启大众化市场以及为开放式设计提供机会以外,3D打印还努力向数字模型存储和数字模型运输方面发展。这意味着,如果你想给远方的朋友送些东西,今后你可以有两个选择。第一,可以通过快递或信件将东西发给对方;第二,可以通过网络给对方发送一个数字文件,然后对方可以使用3D技术将其打印出来。

现在很多人经常在线共享文本、照片和视频,而3D打印的模型可能会很快加入到众多社交媒体中。通过实现在线存储和运输,3D打印技术会像计算机和网络实现数字信息的存储和传输一样,实现3D对象在物理世界中的存储和传输。

在某些行业,数字模型存储已经显现出优势。例如,以前很多牙医都要存储大量病人牙齿的石膏模型。尽管大多数模型都只使用一次,但是由于无法预测将来是否需要这些样本以供参考,因此导致箱子和橱柜里都堆满了石膏模型。现在,牙医都开始使用3D扫描仪和3D打印机来取代海藻酸盐模具制造材料和石膏铸模。其实,这相当于以数字的形式变相存储病人的牙齿模具,如果未来需要,就可以立即进行3D打印。

1.4.5 改善人类健康
谈到健康问题,虽然大多数3D打印的东西都是由塑料或金属制成,但是现在已经有一些专门的3D打印机可以通过一层一层地剥离活细胞层而形成活体组织。这种“生物打印机”可以培养患者自身的细胞,用3D打印技术形成可替代的皮肤或器官,这在改变某些医学领域方面有着巨大潜力。如果这种情况真的发生——生物打印先驱者们认为这将在20年内实现,那么3D打印的发展将使得人们不再需要器官捐赠等待名单,同时皮肤移植也会成为历史了。2015年,3D打印的人体组织可能会开始应用于药物测试,以便减少动物实验的要求。

3D打印除了可以替代身体外部的人体组织,体内生物打印也已经在开发之中。这涉及到将3D打印的细胞层直接培养到伤口上,甚至直接在体内使用微创手术。如果这种技术足够先进,将来或许可以将仪器深入到患者体内,清除受损细胞,再换上新的细胞。这种仪器甚至可以用它们自身的探头修复伤口。第6章将深入探讨生物打印及其影响。

1.4.6 增强可持续性
3D打印最终和最重要的潜在益处是对环境的改变。现在,大量的燃油和其他资源在世界范围内被用来运送产品,许多东西都经过数百或数千公里才来到我们的手中。考虑到自然资源供应的压力越来越大,更不用说应对气候变化所尝试的措施,未来10年或20年内,这样大量的运输既会变得不可行,在文化角度上也会变得无法接受。第7章会详细介绍3D打印在实现本地数字化制造(LDM)中所发挥的长期优势。

除了促进近距离生产,3D打印还通过节约原料而改善了可持续性。因为它是基于“增材制造”的方式。换句话说,当众多传统生产技术必须将一大块材料切、车、锉、钻或用其他方式分割的时候,3D打印不需要这样做,只要添加所需制作的材料就可以了。因此,使用3D打印机可以节省高达90%的原材料。

当最终产品的零部件是由3D打印的时候,制造商还可以优化他们的设计,以便使各部分都消耗最少的材料。例如,3D打印的塑料或金属部分,可以设计成内部有间隙或有开放网格的样式,这些都是传统生产技术无法完成的。这种设计方法还可以制造点火器零件——航空航天业非常热衷于推进这样的制造方法。

作为环境改善的最终收益,3D打印或许还能起到生产备用零件的重要作用。现在,当大多数物品损坏的时候,通常因为没有备用零件而无法再修复。但是随着手边越来越多的3D打印机,许多破损的东西无论哪里坏了都可以修补好。

网友评论

登录后评论
0/500
评论
异步社区
+ 关注