簡介
三維列印技術是上世紀90年代開始逐漸興起的一項先進制造技術,目前已經得到較為廣泛的運用。憑藉這項技術,人們可用各種材質設計並製造出很多令人驚訝的物品。
原理
三維列印的工作原理如下。首先,研究人員將設計藍圖從電腦中調出,並將其顯示在電腦螢幕上;然後根據需要認真調整顏色和外形,最後按下列印鍵,印表機就開始飛速工作,列印出所需要的物品。在用三維印表機列印物品的過程中,材料是一層一層地不斷增加上去的,因此,三維列印技術也被稱為“快速成型技術”。
成果
人們已經使用該技術列印出了燈罩、身體器官、珠寶、根據球員腳型定製的足球靴、賽車零件、固態電池以及為個人定製的手機、小提琴等,有些人甚至使用該技術製造出了機械設備。比如,美國麻省理工學院(MIT)的博士生彼得·施密特就列印出了一個類似於祖父輩使用的鐘表的物品。在進行了幾次嘗試之後,他最終用印表機列印出了塑膠鐘錶,將其掛在牆上,結果,鍾開始滴答滴答地走動。
套用領域
三維印表機的套用領域也在隨著技術進步而不斷擴展。據美國物理學家組織網2月24日報導,美國科學家已經研發出了能列印皮膚、軟骨、骨頭和身體其他器官的三維“生物印表機”。人們還使用三維印表機來製造雕塑並修復雕塑,製造由塑膠和聚合物製成的三維物體並列印出了食品。
優點
三維列印技術的魅力在於它不需要在工廠操作,桌面印表機可以列印出小物品,而且,人們可以將其放在辦公室一角、商店甚至房子裡;而腳踏車車架、汽車方向盤甚至飛機零件等大物品,則需要更大的印表機和更大的放置空間。
與傳統技術相比,三維列印技術還擁有如下優勢:通過摒棄生產線而降低了成本;大幅減少了材料浪費;而且,它還可以製造出傳統生產技術無法製造出的外形,讓人們可以更有效地設計出飛機機翼或熱交換器;另外,在具有良好設計概念和設計過程的情況下,三維列印技術還可以簡化生產製造過程,快速有效又廉價地生產出單個物品。
三維列印技術還有其他重要的優點。大多數金屬和塑膠零件為了生產而設計,這就意味著它們會非常笨重,並且含有與製造有關但與其功能無關的剩餘物。三維列印技術不是這樣的。EADS項目的總工程師安迪·霍金斯說:“在三維列印技術中,原材料只為生產所需要的產品”,借用三維列印技術,他的團隊生產出的零件更加精細輕盈。當材料沒有了生產限制後,就能以最最佳化的方式來實現其功能,因此,與機器製造出的零件相比,列印出來的產品的重量要輕60%,並且同樣堅固。
影響
三維列印技術帶來的變化或將改變製造業的經濟面貌。許多人認為,這項技術將讓商業完全去中心化,逆轉伴隨著工業化到來的城市化進程,人們將不再需要工廠,屆時,每個村莊都將擁有一個由印表機組成的製造廠,製造所需的物品。但是,也有人認為,城市的經濟和社會利益遠遠超出吸引工人到裝配線上工作的能力。
有人堅持認為,三維列印技術減少了對工廠工人的需求,削減低成本、低工資國家的優勢,因而會增加已開發國家的生產能力。不過,也有人對此表示懷疑,他們稱,亞洲製造商也有能力採用該技術,而且,即使三維列印技術確實會讓生產重回已開發國家,它也無法提供更多的工作機會,因為與標準的製造過程相比,它並非勞動密集型的技術。
而三維列印技術給物流公司帶來的威脅是顯而易見的,2010年在由中外運敦豪國際航空快遞有限公司(DHL)組織的一次大會上,有人就提出了這種可能性:當公司能夠在需求產品的地方列印出急需的零部件時,為什麼還會從國外空運呢?
意義
三維列印技術的意義不僅在於改變資本和工作的分配模式,而且也在於它能改變智慧財產權的規則。該技術的出現使製造業的成功不再取決於生產規模,而取決於創意。然而,單靠創意也不夠,模仿者和創新者都能輕而易舉地在市場上快速推出新產品。因此,競爭優勢可能將前所未有地變得比以前更短。