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製約3D打印技術的發展因素是什麽?

2018-11-26

就是說,3D技術應有的發展程度跟不上期望值。那要如何取得突破呢?


通常來說,我們會將一個生產體係劃分為以下幾個要素:


設計:指的是用戶在使用其功能設計後將能實現些什麽。


硬件:真正能實現物理作品的部分。


材料:包括樹脂、金屬、陶瓷、塑料或天然材料等,通過3D打印技術,這些材料最終將變成實在的功能產品。


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



通常來說,這個體係中最容易被忽略的是要素是每個領域直接碎片式的連接路徑——為製造某個部件而製造,缺乏整體效率。陳舊的思維方式製約了我們真正實現3D打印潛力的進程。如果我們能夠擯棄傳統的思維方式,或許就可以真正將3D打印技術用到實處。


我們如今的打印設計還是圍繞著老舊的技術。到了今天,所有被打印出來的事物都隻是為了貢獻另一種物體的製造過程而設計,比如為了製模。3D技術目前能實現的隻是幫忙人們越過製模這個階段,直接進入製造環節。但其實關於發展新的設計工具來改善工程製造,前人已做了很多努力和嚐試,而始於立體製造的發展使得3D打印技術直到如今依舊像是老式生產的替補。


我們還是在建造快速成型機。目前的機器都是多麵能手,但並不專長。作為快速成型機,他們隻是用於完成各類製造工程中等級最低的共通部分。這導致的結果是,這些機器可以做很多事,但做得好的卻極少。我們必須重新考慮設計這些打印機的目的,明確這些技術所能解決的生產生活問題。我們需要的是圍繞需要解決的現實問題來建造一台3D打印機,而不是憑空製造了一台機器然後尋找一個適合的問題交予之解決。


硬件問題歸根結底還是軟件問題。除了關注現實生活中的生產應用,我們需要讓這些機器能夠利用軟件。也就是說,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網接入,以便監控和實時分析。


材料:複合材料和細觀結構


也許3D打印最偉大的能力之一是低成本實現多種材料的複合。被某些屬性綁定的物質,我們稱之為“材料”,比如木梁和紙張,根本上它們同屬木質纖維。真正讓它們形成區別的是這些纖維的組織結構模式。


3D打印的共同目標是實現從一台機器中打印出各種複合材料,一次性為項目實現多重製造屬性。然而,細觀結構材料技術允許我們獲得更多單一材料之外的利用價值。相比較於對不同的性能便要依賴不一樣的材料,設計師可以利用細觀結構材料技術來創造一種擁有各種所需的性能特點的物體,這隻需要一台機器及一種成份(改變基礎成本的組織結構)。


這樣一來,在材料合成上,3D打印將獲得更高的靈活性和有效性。這是未來3D打印發展的新領域。


總的來說,3D打印已然走過了25個年頭,回顧起來我們依舊取得不少進步,但我們還可以通過解放思維實現創新,推動3D打印實現質的發展。我們不能滿足於利用一台機器製造出一種複合材料就說是極大的利用,這種想法製約下3D打印永遠不會取得大的突破。此外,除了材料構造的創新,互聯網連接及智能化也是大勢所趨。目前,製約行業發展的不是核心技術,而是人們所持有的大局觀。


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