现在每个人都知道3D打印了——他们在报纸上、博客里、电视上都见过了。现在的认识似乎是,未来我们可以下载我们的产品或者自己用CAD软件和3D扫描仪自己做,然后在家里或者专门的打印店里打印出来就行了。这将会造成制造业的疏离,并回归到西方。但就像纸杯蛋糕、Daft Punk的新专辑或者枸杞子一样,3D打印的热度完全过头了——我当然知道,因为我靠它为生。
     每一天,一整天,我都在操作机器并向公众和业界介绍它们的需求。过去两年里,我做了超过5000个模型并且回复了来自大公司的疯狂投资家、设计师和业余爱好者的超过10,000封邮件。所以,我觉得我已经跟各阶层的顾客都有了很好的交流,并且了解了他们对3D打印的认识。
都是因为像这样的图片……

     …人们对3D打印的期待变得无限大。这是一次打印成型的,对了解制造业的人来说是非凡的。然而,它完全是用石膏粉做的,最多加了点着色的喷绘颜料。相反,普罗大众或许会以为它是由金属、塑料和橡胶一同制作而成的。现实却并非如此。这玩意儿跟你妈的人偶收藏的用处差不了多少。
其他的图还有那些用造价几十万英镑的机器做出来的复杂形状的光亮塑料,并且它们已经由高级的专业人员经过几小时、几天甚至几周的细心的后期处理了。人们看到3D打印的机器、桌子当然还有枪的图片或者视频,然后他们会觉得他们可以用不到800美金就买到,“哇,我在家就可以做这些了!”这就是未来!
某种程度上来说确实如此——它会开辟一整个新世界。但那不代表你就能自己DIY一起了,也不代表制造业会崩盘,就像3D打印热暗示的那样。

所以,没有革命?

     主要问题在于过高的期待、做工、价格和实用性。所以下面我列了一下为什么3D打印并非你想像的那样的原因。
     民众的期待:他们看到了3D打印机打印出来的的小提琴、鞋子和可以用的扳手(呵呵)。用的是一台非常非常贵的使用激光或者合成树脂的高级打印机。这些人以为他们不用经过培训也可以用一台低于800美金的机器作出这些东西。想像你生活在一个从没见过汽车的星球上,然后突然所有的报纸都开始报道汽车了,一种每小时可以开250英里,装10个人,价格低于300美金的交通工具。都是真的,但我们知道,那不是全部的故事。

     名字:3D打印听上去好像很容易,对吧?如果它的名字叫“快速样机”,你还会觉得人们会说,“我等不及买一台快速样机回来了”吗?

    强度:3D打印的部件没有传统制造的部件那么坚固。它的层叠层技艺既是它最大的长处也是最大的短处。如果使用喷射铸造法的话,部件的强度是均匀的,因为相对来说材料的结构比较一致。如果用3D打印,你是在通过层来建造,也就是说做出来的东西在层压方面有所欠缺,因为它在Z轴的没有X轴和Y轴平面那么牢固。这就好像乐高墙一样,你把所有的砖块一块一块堆起来,从上面按下去,很坚固,但别从旁边推,一推就倒。

    表面处理:人们听说你能用塑料打印,自然会期待打印出来的东西是塑料的。塑料的东西应该是光鲜平滑的。他们并不想看到全是线的粗糙表面。许多公司提供“光滑”表面处理,但往往忘记加上后缀“for 3D打印”。你也可以后期处理那些部件,但这通常会消耗人力或化学物质比如丙酮(真的很恶心的东西),并且会失去部件的一些细节和公差。

    成本:成本是基于使用的材料的。所以大的东西贵,小的东西便宜。就是这样。跟复杂性没有关系,跟部件数量也没有关系。它的美在于不需要压印作业——这设计师、制作者和骇客们打开了一扇新的机会之门,但这对只想要换一个门把手的人来说真的有帮助吗?而且也没有规模经济效益,如果一件是一块钱,那么1000件就是1000块钱。所以,如果要批量生产任何比你的拳头大的东西都是在浪费钱。
另外,材料成本也远远高过实际购买原材料的价钱。最便宜的大概一千克50美金,最贵的比如某些树脂要500美金。所以我敢说,你用3D打印完全省不了钱。所以,对我们收到的每个想要一个实际大小的Daft Punk头盔的请求,都有对应的相同数量的失望的Daft Punk歌迷,当他们发现做一个要多少钱的时候。

    速度:很多人说3D打印很快,但他们忘了说,是“制作过程”很快。而打印的过程需要几小时甚至几天。你可以通过把层变厚的方法加快速度,但这也让你失去了表面处理的品质。“未来它会变快”的理念也不完全正确,因为我们被诸如ABS和胶合板这样的材料的化学特性所限制了——这些材料只能这么快地拉伸,在你开始破坏部件的某些特性之前。目前的高级FDM(流体沉积制造)机器就是这样。

     实用性:大事。打印之前你需要CAD模型。做CAD模型很难。真的很难。就好像,你在写信的时候,并不是只按一下“打印”,对吧?你需要打字,然后检查错误。3D打印也是一样,但要比它难一百万倍。所以我

听到你在问,要怎样做才行呢?
1. 学CAD:合理但困难。你不仅要学习这个程序的用法(有点像Photoshop,一周你就会画了,但你得用三年才能完全掌握),但你也要学习如何设计。你还得学习许多东西比如公差——一个10mm的传动轴是放不进一个10mm的洞里的。

2. 3D扫描:如果你只想扫描一个部件的外表面的话那是OK的(他们没法扫描里面),同时你也不想要任何从动尺寸的话。扫描一个破损的部件然后用3D打印一个新的这种想法是过分工程化的。你还不如用超级粘合剂或者有机硅模,用它们来做复制品要远远地更光滑和更坚固。而且3D扫描也没听上去这么容易,也不便宜。你可以改装Xbox Kinect之类的来让它变成扫描仪,你得到的是一个超级简约抽象的版本。如果你要专业的3D扫描仪的话,准备好满满的荷包吧。

3. 下载3D文件:网上每天都会出现一个新的3D模型陈列馆。里面的3D文件都大同小异,各家都有。而且中99%是无法保证一定能3D打印的。许多是从动画/渲染来的,而且很多都是平面加图像投影。这些是没法打印的。即便是那些很大的3D打印馆里也充满了错误的文件和没有好好考虑3D打印机的能力和成本的设计。

4. 基于照片的应用:跟扫描类似,但是更差。

一个在家扫描和打印的例子(他们以后会更好的)。

机器适用范围:所以你可以用3D印成百种不同的材料,但他们都能在你的客厅里完成吗?绝对不行。人们似乎忘记了3D打印机也有许多不同种类,每种都有其优点和缺点。FDM,作为3D打印机的主要消费者形式,使用相对较为安全的方法拉伸ABS或胶合板。材料冷却很快,打印出来的部件可以直接触摸(而且过程中垃圾也很少)。但其他类型的打印机完全不是这样的。比如树脂,虽然更加细腻,但又麻烦又贵。粉末打印机会搞得一团糟,有时候还会爆炸(永远不要用粉末打印机去做3D打印的枪)。其他的打印机要么高温操作,要么会产生大量垃圾。所以基本上适合在家用的只有FDM了(而FDM的表面处理是最烂的)。
材料:通常来讲,你只能用一种材料打印,那就是塑料。现在看看你周围,你房间里有什么东西是完全用一片塑料做的,就塑料,有吗?我看到两个,一个杯子和一块镜头盖。那杯子是5英镑。镜头盖很贵,而且需要很高的准确性和卡得正好(3D打印这点不太行因为多层会造成缺陷)。我会用3D打印它吗?不会。房间里的大多数东西都是用许多不同的材料做成的,大部分都是金属和塑料。这两者不能一起做,因为它们的熔解温度差了几百甚至上千度。我也不想在我的客厅里冶炼什么东西。
我读过一篇不错的文章,是将3D打印机和面包机进行比较。90年代,面包机突然便宜了然后每个人都买得起了,然后他们就花4-7美金买齐所有做面包需要的材料。他们根据教程制作,过夜,第二天早上他们闻到了新鲜烘烤的面包的香味。这些面包是他们用机器、材料和时间自己做出来的。他们沾沾自喜地吃着面包,心里想着“这是世界上最好的面包”。两周后面包机被放进了橱柜,他们又重新开始去面包房买面包。我敢说99%的人宁愿花1美金去买一条面包而不是花3块钱自己去做,尽管自己做很有成就感。
读完上面这些,你一定会觉得我恨3D打印,而且你会觉得我觉得它没有未来。完全不是。我对它着迷,而且我知道它的未来非常美好——如果我不是全心全意这么地认为我也不会把每一天的时间都花在它身上。
     未来的消费3D打印在于人们创造、发明和分享的潜力。自从开始这项事业以来我已记帮助许多设计师把他们的想法变成现实了,而且自豪地看着这些东西进入市场。这些产品都是批量生产而非3D打印的,所以质量会好很多。
    3D打印会继续在诸如样机市场、(使用高级机器)低量生产、医疗、航空这样的领域成长,这里只是举了其中一些例子。但作为日常家用产品?我还不太信服。
   我们仍然在3D打印的蜜月期——对它和它能做的表示惊讶。但当你只看它做出来的部件而非制作过程时,这些打印出来的部件在质量上还有长足进步的空间。而且3D打印在成本上完全没有优势,所以老百姓永远会去购买批量生产的产品。唉我真希望我是错的。

Nick Allen是3D打印公司3D Print UK创始人。他和他的团队在伦敦南部,为个人和公司客户制造着成千上万的模型。 

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更新日期: 2013-12-4
文章标签: 3D打印  
文章链接: http://www.3weidayin.com/news/1020.html