缘何以火？ 3D打印技术受宠之3大优势

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缘何以火？ 3D打印技术受宠之3大优势

来源： 中关村在线
2014年12月12日 09:32:13

　　

编者按：淘宝发布“1212”万能榜单，3D打印名列其中；日本电通公司发布《2015年日本热门产品预测》，3D打印位列第二；3D打印业界巨头3D Systems再度上榜福布斯；声名远播的惠普公司正式进军3D打印行业。看似较为碎片化的信息，无不围绕着一个中心：3D打印。3D打印为何如此受欢迎？这不仅仅取决于生产厂商有力推广，也不单单取决于相关媒体报道，同样也不只是取决于部分发烧友的追捧，而是技术本身切切实实有种与传统制造方式不同的优势。

缘何以火？ 3D打印技术受宠之3大优势

　　

　　●节省材料 制作复杂物体

　　3D打印又名增材制造（Additive Manufacturing），简称AM。3D打印在业界有很多名称，如：快速原型制造（Rapid Prototyping）、实体自由制造(Solid Free-form Fabrication)，这些名称在不同层面上揭示了3D打印的特点。与传统减材制造不同的是3D打印采用材料累积的方法来制造物体。

　　两款不同成型技术的3D打印机，左为熔融层积技术(FDM)，右为立体光固化技术（SLA），制作方式都为材料累积

　　传统制作工艺往往在制作物体的过程中会产生许多废弃物，如制作木质门窗会产生木屑。3D打印制作工艺为即打即成型，后期工作很少产生废弃物的现象。这样，采用3D打印来制造物体可有效减少材料浪费，同时可达到环保以及降低成本的功效。

　　3D打印物品展示，3D打印在制作物体过程中可减少材料的浪费

　　3D打印技术在制作复杂形状的几何物体有着较为有利的优势：首先，制作工艺简单，复杂制作过程交给3D打印机来完成；其次，可制作复杂的几何物体，用户只需等待。减材制作方法制作一个复杂几何形状物体时一般需要多道工序，例如雕刻等，而3D打印技术只需一个立体模型、一台3D打印机即可。

　　3D打印极其复杂的人类大脑（左） 3D打印镂空物体（右）

　　复杂几何物体的传统制作往往需要很多程序，例如制作镂空的球体，这些复杂的程序注定制作花费大量的时间精力以及时间，增加制作成本。而3D打印技术制作复杂几何物体并不比制作较规则物体花费的时间、精力长。所以在制作复杂几何物体方面，3D打印技术有其优势。

　　总之，3D打印技术在制作过程中可在很大程度上减少材料的浪费，不易产生废弃物的现象。在制作复杂物体过程中能够展现良好的优势，并且制作成本不会提高。3D打印技术以其独特的制作方式被GE、NASA等公司广泛采用。

●材料组合 物体精确复制

　　电影《十二生肖》中成龙使用手掌扫描兽首，并将立体数据模型发送到3D打印机中，片刻之后形状相同复制品就出炉了。3D打印技术将数字模型转化成三维立体实物，这种制作方式可将虚拟世界物体转化成现实世界实物。随着3D打印技术日益发展，3D打印精度、质量以及3D打印材料的增多，物体的复制将由理想转化为现实。

　　《十二生肖》中鼠首扫描和打印过程，左为3D扫描，右为3D打印

　　试想一下，3D扫描+3D建模+3D打印等于什么？3D扫描仪与3D建模以及3D打印构成了一个整的复制体系，可实现各种物体的复制。在现实生活中，立体人像打印便是对人体进行复制的体现。未来，3D打印技术将不断精进，打印精度、质量以及3D打印材料增加，这些将使3D打印机完成更高质量复制。

　　集3D扫描、3D打印于一身的三纬da vinci1.0 AiO（左） Structure sensor 3D扫描仪（右）

　　由于材料连续供应，3D打印技术在制作物体时基本上一遍成型，较少需要后期组装。3D打印物体需不需要组装在很大程度上受3D打印机打印尺寸的影响，一般小于或者等于3D打印机打印尺寸的物体无需组装。如果是大体积物体，那么需要对数据模型进行分解进而进行打印。而在减材制造过程中，组装的过程不能被忽视。

　　3D打印汽车Strati 截自Local Motors

　　总之，3D技术展现了其独特的魅力，3D扫描+3D建模+3D打印的模式完美呈现了3D打印机复制的功能。3D打印后期需要组装的零件较少，这在一定上缩短了生产所需要的人力、物力、财力、时间，降低了生产所需要的成本。


●私人定制 产品按需供应

　　如果有一套3D模型设计软件或者拥有一台3D扫描仪又或者是找到3D模型库，那么3D打印可实现私人定制的功效。私人定制顾名思义按照自己的意愿来制作，颇有些“量体裁衣”的意思。在3D模型软件中，我们自行设计喜欢的模型；3D扫描仪，我们自行扫描钟意的物体；在3D模型库中，我们下载模型并对其进行适当修改。

　　左为病人定制的下颌骨（图：网络） 右为定制的牙齿

　　私人定制在医学领域有着较为广泛的前景，私人定制假体、私人定制下颌骨、私人定制矫形鞋垫等等，都可为病人提供合身的服务。目前，私人定制在各行各业都有一定的应用，而在未来，3D打印私人定制将是3D打印的一大卖点。

　　先对人的脚部进行3D扫描（左） 根据扫描数据制作而成的矫形鞋垫（右） 图：3ders

　　由于3D打印行业不断发展，3D打印模型库以及分布式制造点已展露头角。分布式制造点是适应3D模型库出现的销售方式，是指在大型商店摆上一台3D打印机，通过模型库下单进而在该商店进行打印。不同之前的销售模式，3D打印按需供应，零库存是3D打印的特点。在这种制作模式下，3D打印机按需打印即产即销，很少出现甚至不会出现库存积压的问题。

　　韩国一家7-Eleven提供3D打印服务（左） 3D打印模型库（右）

　　

编辑点评：3D打印之所以会受到较大关注，不只是因为厂商全力推广、媒体报道、发烧友追捧，而是技术本身切实存在着优势。3D打印可轻松制作复杂物体、可对物体进行精确复制、可实现私人定制按需供应等，这些特点使得3D打印一枝独秀。

　　

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