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一家科技企业的激光“3D打印梦”

  “我们并不是要用3D打印机打印所有的东西,数字制造时代的意义是我们可以在大规模生产和个性化生产之间进行选择。”《连线》杂志点出了3D打印机的实质。传统制造中,越复杂的产品如果需要改动的地方越多,意味着越高的成本。但在数字化制造中,这一切在改变。制作个性化的产品并不会花费更多额外的成本,让产品更多样、复杂和灵活变得简单,因为只需要改动模型参数,另一个想要的产品就会出现。

  由此看来,3D打印技术某种程度上已被过度神化了。正如凯文?凯利在《科技想要什么》一书中所指出的:“新技术的首版几乎总是仅仅略微强于它想要取代的旧技术,对于新技术的将带给使用者的麻烦和未知,仅有少数热情的先驱倾向于做第一个吃螃蟹的人。” 凯文·凯利同时指出,随着创新技术的改进,新技术的益处和先进程度将被前期用户挑选出来展示给大家,同时不确定性减小,技术得以传播。“但这样的推广既不是立刻发生的,也不稳定。”

  日益受到热捧的3D打印机或许仍将享受一段时间的风光,但究竟其能否及何时真正改变我们的世界,仍是未知数。

  小企业的激光“3D打印梦”

  不久前,湖南华曙高科技有限公司创始人许小曙发现自己汽车的电动摇窗尼龙轴承坏了:这只是一个不影响内部结构的小破损,但却直接影响车窗的使用。他到4S 店咨询是否可以换一个新的,4S店的解决方案是换掉整套车窗升降系统,理由是没有单独的轴承销售,而为此许小曙要支付500 多元的配件和维修费。许小曙放弃了这个“昂贵”的方案,他回到公司,扫瞄了一个该轴承的三维模型,随即用华曙制造的激光烧结3D 打印机“打印”了一个新的轴承装上了汽车。

  “对于激光烧结3D 打印的制造技术来说,在两小时内制造一个汽车轴承是再轻松不过的事情。”许小曙说。在他的打印样品展示间里,随处可见各种结构精密复杂的展示品:一个类似中国古代象牙雕刻的9 层镂空套球特别引人注目。这种用手工镂空雕刻的技艺已经失传,但对于激光烧结3D 打印机来说,制造这样一个结构复杂的镂空球与“打印”一个相同大小的实心球的难度没有任何区别。“从成本上来说,实心球还更昂贵,因为耗材更多。”

  3D 打印是对“添加法制造技术”的一种形象化的描述,即在原来二维打印的基础上,通过逐层叠加的方式打印出三维的物体。在许小曙看来,广义3D 打印是下一代数字化制造的核心技术。“信息化技术普及后,人们利用计算机将设计理念反映出来,但在制造时又回到了传统机械加工的方式,广义3D 打印将信息技术的虚拟构想直接变为了现实构件。”

  “只要能设计出来,就能打印出来。”华中科技大学快速制造中心史玉升教授对3D 打印技术如此诠释,史玉升的另一重身份是专门从事3D 打印设备及其成形材料开发与销售的武汉滨湖机电技术产业有限公司(以下简称“滨湖机电”)的董事长,而成立于1996 年的滨湖机电是中国最早进入3D 打印领域的产业化公司之一。

  3D 打印技术的出现的确给人们的生活带来不少惊喜。2011 年,英国科学家利用3D 打印技术打印了一辆可以骑行的自行车,这辆尼龙材料打印的自行车重量只有普通钢铝自行车的1/3,但坚固度却毫不逊色;同年底,英国南安普顿大学打印了一架翼展6.5 英尺、最高时速可达100 英里/ 小时的无人驾驶小飞机;今年,美国一家时尚工作室打印出了无须缝制的比基尼泳衣,这套泳衣几何图案美观、结实、防水,并已经开始在网上销售。

  今年58 岁的许小曙,从1998 年加入全球最大的3D 打印设备制造商3D 系统公司(3D Systems)担任技术总监以来,一直从事3D 打印中的选择性激光烧结(Selective Laser Sintering)技术的研究和产品开发。选择性激光烧结技术被公认为3D 打印应用于工业制造领域的最佳技术途径,无论是3D 打印自行车还是3D 打印飞机都是通过选择性激光烧结技术制造出来的。而在国际选择性激光烧结技术领域,许小曙更被视为这一领域的技术泰斗,他带领3D 系统公司研发出4 代激光烧结3D 打印机,在业内,激光烧结3D 打印机甚至被称为“Xu’s Machine”(许氏机器)。

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