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3D打印技术的影响是否是颠覆性的?

引用里克·史密斯与米奇·弗里所说的话作为开头,“每次大变革都伴随着第二次浪潮,而3D打印技术的产生标志着工业革命的第二次浪潮已经到来——3D打印技术正在颠覆我们的时代。”当下,大数据、云计算等技术蓬勃发展,传统的标准化制造已经无法适应瞬息万变的市场要求,应时而生的3D打印技术则以其数字化、定制化、自由化的崭新面貌出现在人们的视野之中,它将与这些新兴网络技术完美融合,颠覆这个标准化的时代,引领一个3D制造的时代。

那么,3D 打印技术作为“互联网+先进制造业”的代表,它的影响是否是颠覆性的?影响有多大?下面大家一起来探讨一下3D 打印技术的影响力及未来的发展趋势。


(一)制造方式的变革

3D打印即快速成型技术的一种,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。在3D打印诞生之后的很长一段时间里,快速原型就是3D打印的代名词。传统意义上我们制作一个零件需要经过铸造,轧制,锻造,轧制,机械加工、表面处理等等一些列步骤,采用3D打印制造,我们可以直接从原材料做出可以使用的零件。3D打印可以制造出传统方式造不出来的东西。例如,3D打印珊瑚礁可以有丰富的内部结构,供鱼类和其他生物藏身;像埃菲尔铁塔那样的晶格结构,用于建材、飞机、汽车的制造可以在保持性能的情况下实现轻量化;3D打印药片的复合矩阵结构可以促进药物的吸收,应用于抑制急性癫痫的突然发作等等。


(二)生产与组织方式的变革

3D打印这种生产方式可以促进生产过程中各个环节之间人与人之间的联系,并进一步地促进了组织的变革。以GE为例,大概意思就是说GE曾是一个老化的管理结构,而3D打印的引入使得GE重新焕发了活力,提高了对年轻人来工作的吸引力,提高了企业的核心竞争力。3D打印不仅仅是业务拓展,还是GE拯救自己的返老还童药。

目前增材制造可分为几个方面:1对于材料学研究,开发新材料,扩展可使用的材料范围(尤其是高性能金属材料)的开发,降低金属增材制造原材料丝材或者粉末研发成本;优化工艺,提高材料性能。2、对于机械学研究,优化路径,通过改进工艺路径来减少零件制造中的缺陷、应力。3、对于设备生产产商,通过改进设备,降低生产成本,让增材制造从研发进入大规模工业化生产。


(三)应用范围广

3D打印提高现代医学的个性化水平。通过3D 打印精确控制药物成分,根据个人需求将数十粒药物的效果合成到一粒药物上,这个过程中还可以在一些成分的表面涂上特殊材料来延缓药效的释放,以使科学家可以对服用后的药效进行精确的控制。3D 打印为医学界引入的另一项革命性的服务是重新构想医疗程序。现在进行手术前,大多数医生用二维图像来确定手术方法,这种传统的成像技术不是很精确。而3D 打印模型可以准确地捕捉到独特的解剖结构细节,允许外科医生拥有需要进行手术的任何人体部位的复制品,尤其是大脑和心脏,这种手术模拟服务大大提高了复杂手术的成功率。还有3D打印头盖骨、3D打印脊椎植入人体、3D血管打印机等等。

桌面3D打印机、桌面三维扫描仪等一系列可以在教育中直接应用的三维数字化和3D打印设备帮助创新教育,将3D打印和互联网完美结合:从三维扫描仪到三维软件到3D打印机在到3D客云平台以及3D创新体验中心的综合模式,满足各个阶段老师和学生需求。

利用以前的废物创造未来的产品可以使我们的消费更有效,3D 打印为这种以更可持续的新方式使用旧材料的想法提供了可能。例如,研究人员已经找到了利用3D打印技术将二氧化碳转化为混凝土的方法。

3D打印有解决世界粮食危机的潜力。创建一个软件程序,通过程序设定的配方将加在墨盒中的成分组合在一起,最终输出为3D 打印食品。而墨盒中的成分不仅仅是粮食,也可以是从其他动植物中提取出来的含有粮食营养成分的替代品。同时,软件允许“厨师”根据用餐者的特定营养需求定制食物,这种生产方法更环保更可持续。

汽车行业、航空航天、建筑等领域的应用比比皆是。


(四)限制因素

虽然高端工业印刷可以实现塑料、某些金属或者陶瓷打印, 但无法实现打印的材料都是比较昂贵和稀缺的。另外,打印机也还没有达到成熟的水平,无法支持日常生活中所接触到的各种各样的材料。同时3D打印技术是无法应用于大量生产,所以有些专家鼓吹3D打印是第三次工业革命,这个说法只是个噱头。

黑客可能利用虚拟网络威胁现实世界。3D 打印技术的进步也可能引发新的网络攻击,随着数字计划转化为实物,黑客能轻而易举地将恶意代码或有缺陷的指令、算法引入打印程序,使用打印机来造成对真实世界的破坏,此时的网络安全将变得更加重要。

3D打印机在生产复杂或高度定制的产品方面比传统制造业有很大的优势,但它在带来社会效益的同时,也会造成劳动力市场的动荡。3D 打印可以为飞机生产批量的精密零件,成本与生产牙刷差不多,它正迅速成为“盒子里的工厂”。虽然目前它在各行业中的应用相当有限,但随着这项技术在未来几年变得生产力更强、更容易获得,它的影响或许不可评估。

3D打印大家听的也不少,乍一听会觉得3D打印好神奇,而过高的期望在得到真相之后,就会带来失望与不靠谱的感觉。3D打印仍在不断快速发展过程中,其应用也越来越广泛,受到社会上各个行业的广泛关注。那么3D打印的影响打到底有多大,是否跟文章开头描述的那样具有颠覆性的影响?欢迎大家各抒己见!

回复
3D还没实质性定论,现在已经有鼓吹4D打印的了
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支持一下楼主!
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我觉得3D打印技术的限制因素还挺多的,比如说:材料的限制、机器的限制、知识产权的忧虑、道德的挑战以及花费的承担等等
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这个主题还挺时髦的,经常在新闻里看到3D打印的消息,今天看了这个帖子之后了解得更深了一点。
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楼主觉得3D打印技术未来的发展方向主要是哪方面?
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