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【3D打印开花宣言】已有12人参与
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【3D打印开花宣言】(上)人人皆可制造的时代 2013/03/08 00:00 【日经BP社报道】3D打印机的制造业认知度突然大增。3D打印的市场正要开花，制造业正要因此而掀起一场重大变革。这种变化对制造业而言是威胁还是推动力？让我们一起展望未来。 [table=430,#ffffff,,0][tr][td]  [/td][/tr][/table]随着3D打印机*1的普及，制造业的世界面临重大变化。在既有常识未能想到的领域，来自3D打印的产品和服务已经开始展露头角。 *1 3D打印机：文中的3D打印机是指根据3D数据制作截面图，通过逐层叠加材料制造立体形状的所有使用Additive Manufacturing技术的装置。一般多指从可动喷头喷射材料成型，也就是利用印刷技术的装置。通过激光照射使光固化树脂硬化，或者烧结金属和树脂粉末形成立体形状的类型有时并不称为3D打印机。 2013年1月，芬兰诺基亚（Nokia）公开了该公司手机后盖的3D数据，供用户使用3D打印机进行DIY。企业公开自身产品的3D数据，把制造交给用户可谓是一项划时代的举措。 [table=430,#ffffff,,0][tr][td]  [/td][/tr][/table]日本的CAD/CAM供应商FASOTEC公司（总部：千叶市）与妇产科诊所广尾Ladies合作，开始提供利用3D打印机为打印腹中胎儿模型的服务。在2013年2月于东京都内举办的一场以情人节为主题的体验活动上，一位女观众制作了自己头像的巧克力，其模具也使用了3D打印机（参见“【3D打印机开花宣言】(下)十大应用案例”）。 这些事例意味着在今后，原本只是买方的用户将能够成为商品的制作者，能够策划或设计出制造企业以往没有提供的新产品。而且，可以实现向每位用户提供不同产品的终极定制生产模式。于是，在街头巷尾，一场随着3D打印机的普及，用户走进制造业的大变革开始了。 引发变革的3个理由 3D打印机的利用始于制造业的试制步骤。正如把3D打印又称作“快速成型”一样，与以往方法相比，3D打印的最大优点是能在短时间内完成试制品。正因为如此，即便是装置价格高达数百万～1000万日元的3D打印机，也能拥有足够高的性价比。 近年来在制造业用注射成形或者冲压工艺来制造模具、或者生产线上使用的夹具，扩展了成形以及冲压的应用范围。但这些做法基本上都是对制造业原有加工方式的替代，没有带来现在象3D打印机这样的巨大变革。 那么，为什么使用3D打印机提供的产品和服务会在今天开始掀起热潮了呢？其背后主要有3个理由。也即源于“装置低价化”、“网络服务的充实”、“造型材料的品种增加”的快速进步。 “装置低价化”方面，最近几年，向可动喷嘴的尖端供应线状树脂，在喷嘴部分熔化树脂后逐层打印立体模型的3D打印机，接连推出10万日元左右的产品。这使得过去无意使用3D打印机的个人和非制造业企业也萌生了导入3D打印机的想法。 3D打印机供货量的增加也印证了这一点（图1）。2011年，全世界个人用3D打印机的供货量达到了约2.3万台，激增到了上年的4倍左右，2012年以后增长得应该更快。 [table=430,#ffffff,,0][tr][td]  [/td][/tr][tr][td]图1：3D打印机供货量激增3D打印机供货量不断增加，2011年个人用3D打印机的供货量增加尤为显著。[/td][/tr][/table] 在“网络服务的充实”方面，随着SNS（社交网络服务）推动的信息交流日趋活跃，3D打印机相关的网络服务（电子市场）等也相继涌现（参见“【3D打印机开花宣言】(下)十大应用案例”）。3D打印机及其作用逐渐为人所知。而且，无需购买3D打印机即可购买到造形物体的环境已经形成。 在“造型材料的品种增加”方面，3D打印机使用的新材料不断被开发出来，范围甚至覆盖了制造业以外的其他商用领域，比如医疗和食品等。 技术开发速度加快 那么，随着3D打印机在一般社会中的认知度的快速攀升，今后会发生什么呢？答案是产品开发的进一步加速和市场的进一步扩大。由于3D打印机低价化等因素的推动，3D打印机市场正在扩大，涉足该市场的企业数量也随之增加。企业之间的竞争愈发激烈，从而进一步推动价格的降低、网络服务的充实以及造形材料品种的增加，也就是进入“正循环”（图2）。 [table=430,#ffffff,,0][tr][td]  [/td][/tr][tr][td]图2：3D打印机环境的变化随着造形材料、装置的进化，以及低价格化，用途逐渐扩大，用户层也在壮大。在正循环的作用下，材料和装置进化和低价格化还将继续。[/td][/tr][/table] 迄今为止，通过在制造业使用3D打印机，使得材料和性能的进步、以及低价格化这一循环过程得到了一定程度的发展。 而现在出现的正循环，在性质上与以往有着本质上的不同。随着3D打印机覆盖到包括一般民众在内的非制造业领域，制造业以外的丰富资源和技术都将得到运用，从而使技术开发达到一个前所未有的速度*2。低价格化的速度将会更快，造形材料的种类也将激增。 *2 有望朝着传统制造业常识无法想像的崭新方向进化。 正如智能手机转眼之间取代了普通手机一样，正循环一旦形成，市场就无法马上萎缩。从这个意义上来说，3D打印机市场可以说已经绽放出了美丽的花朵。（未完待续，记者：中山力，《日经制造》） 【3D打印开花宣言】(中)十大应用案例 用户变为制作方 1 DIY智能手机壳 芬兰诺基亚于2013年1月公开了Windows Phone“Lumia 820”后盖的3D数据“3D-printing Development Kit”。用户可以直接使用该数据，以喜欢的颜色进行3D打印，也可以定制图案。数据包括组装成品的3D数据（下方蓝色部件），以及6个构成组件的3D数据（下方灰色部件）。“Lumia 820”的理念原本就是让用户自由换壳。在美国，这样的后盖售价为25美元。（摄影：诺基亚） [table=430,#ffffff,,0][tr][td] [/td][/tr][/table]2 自制选配件 瑞典Teenage Engineering也公开了产品的3D数据，提供了用户利用3D打印机制作部件的机会。该公司在官网上公开了音乐合成器“OP-1”选配件（背带部件等）的3D数据。另外，3D数据还可以通过“Shapeways”网站下载。用户下载数据后，可自己利用3D打印机进行制作，也可以从Shapeways上购买利用3D打印机制作好的成型制品。当然也能买到企业提供的部件。例如，名为“Pitch Bend”的选配件（下图右上方红色部件），在企业的直销网站上售价为9美元，而在“Shapeways”上的成型制品有4种颜色，售价为3.57美元到4.47美元。（照片提供：Teenage Engineering） [table=430,#ffffff,,0][tr][td]  [/td][/tr][/table]终极定制 3 给用户的设想赋予形状 INCS（总部：东京）经营的3D打印服务“Inter Culture”销售3D打印机成型的各种商品。右下图是装点葡萄酒瓶的装饰品。基本形状由INCS提供，文字（Message）部分由用户定制。左图（发射台）与中下图（运输火箭的车辆）是与万代的“成年人的超合金 土星5号运载火箭”一同陈列的商品。运输火箭车辆的诞生源于与消费者之间的意见交流。即便是销量难以估计的产品，也可以使用3D打印机灵活地应对。 [table=430,#ffffff,,0][tr][td]  [/td][/tr][/table]4 任何设计皆可 利用3D打印机可以设计出非常个性的产品。图为3D打印机生产商美国3D Systems的关联企业——荷兰Freedom Of Creation通过Web网站销售的凳子和灯罩。（摄影：3D Systems） [table=430,#ffffff,,0][tr][td]  [/td][/tr][/table]任何人都可以策划、设计 5 制造世界上独一无二的情人节巧克力 在2013年2月2日和9日举办的“赠送超高档肖像巧克力”体验活动上（东京涩谷“FabCafe”与K's Design Lab（总部：东京）联合主办），参与者首先扫描自己的相貌，获得3D数据，然后利用3D打印机制作原型（左下图）。把原型转印到硅胶模后，只需注入巧克力待其凝固，即可得到酷似自己长相的巧克力（右下图）。参加的近20位女性都是从未接触过3D打印机的普通消费者。通过3D打印机，以前无法想象的服务也可以提供给一般消费者。这个体验活动据说还受到了著名巧克力制造商的关注。3D打印机在食品加工领域今后也有望得到更多活跃的机会。 [table=430,#ffffff,,0][tr][td]  [/td][/tr][/table]6 艺术家跃跃欲试 艺术家也开始使用3D打印机。右图是雕刻家名和晃平的作品。这是2012年在韩国展出的高13×宽15×纵深12m的巨型作品《Manifold》的1/30模型，成型采用3D打印机。制作微缩模型是为了研究光线效果和仰望时的感受。作品前方是人的1/30模型，通过制作微缩模型，可以对展示方式进行模拟探讨。 [table=430,#ffffff,,0][tr][td]  [/td][/tr][/table]7 让观展者亲手触摸的石器复制品 2013年2月2日～3月17日举办的“惊天博物馆藏品展——好奇心穿越时空、跨越世界”（明治大学博物馆、南山大学人类学博物馆、名古屋市博物馆联合策划）展出了埼玉县砂川遗迹出土的旧石器时代石器（国家指定重要文化财产）（下图）。主办单位利用3D打印机制作了石器的复制品，提供给观展者提供了亲手触摸。考古学、文化财产等领域同样是3D打印机活跃的舞台。（摄影：明治大学博物馆、名古屋市立大学研究生院艺术工学研究科） [table=430,#ffffff,,0][tr][td]  [/td][/tr][/table]8 帮助医生提高技能 医疗机构也在加大对3D打印机的利用。骨骼立体模型（下图）除了外观形状之外，还重现了切断时的质感。通过使内部达到多孔的效果，使用树脂材料可以得到与实际骨骼相同的触感。内脏的立体模型（右下图）是根据患者的CT扫描数据，利用3D打印机制作的立体模型。通过使用透明材料，血管、病灶等内部情况清晰可辨。在向患者说明病情和手术参照等用途中已经得到了应用。（摄影：FASOTEC医学工程中心） [table=430,#ffffff,,0][tr][td]  [/td][/tr][/table]9 验证医疗器械的功能 对于熟悉医疗器械的功能和操作练习，各式各样人体仿真模型必不可少，腹腔镜手术使用的骨盆仿真模型（左下图）和胸腔镜手术使用的仿真模型（右下图）等都已经投入了实用。不只是医生，这也是医疗器械企业需求强烈的用途。（摄影：FASOTEC医学工程中心） [table=430,#ffffff,,0][tr][td]  [/td][/tr][/table]10 留下腹中胎儿的成长记录 Fasotec的医学工程中心于2012年7月，与妇产科诊所广尾Ladies（东京惠比寿）合作，启动了名为“天使之形”的3D打印服务。服务的内容是通过MRI拍摄孕妇腹部，母体用透明树脂、胎儿用白色树脂成型（左下图），或是使用在广尾Ladies接受诊断时的3D超声波图像，对胎儿进行局部成型（右下图）。前者的价格约为10万日元，后者约为5万日元。 [table=430,#ffffff,,0][tr][td]  [/td][/tr][/table]销售3D打印机成型品和3D数据的网站 下图是美国3D Systems经营的销售网站“Cubify”的画面。网站除了为该公司的个人3D打印机“Cube”和“CubeX”用户提供信息交流平台之外，还向公众销售3D打印机数据、或者用户上传3D数据，利用Cubify的成型服务制作成品的服务。右图是美国Shapeways经营的市场网站“Shapeways”的画面。该公司不仅使用树脂材料，还拥有可以使用金属材料的3D打印机，立体模型成型服务涉及的材料十分广泛。（未完待续，记者：中山力，《日经制造》） [table=430,#ffffff,,0][tr][td]  [/td][/tr][/table] |
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目前3D打印机的产品实用性还有待拓展，行业发展突然引人注目有一定资本炒作之嫌。 3D打印技术很早就开始起步，但还有很多技术缺点一直未能解决，材料种类受限制，成品强度需要新的评估方式。 二是生产效率低下，简单的一些小零件一次制造时间非常长，节省了工序并没节省生产时间。 三是目前还需要市场来验证3D打印机的可行性。价格下不来，实现不了利润的转化，必定也阻碍3D打印技术的研发。 3D打印技术还有很长的路要走，个人认为与传统工业不存在对立关系。随着技术越来越高，可能慢慢融入到传统工业中去。传统工业生产方式继续发挥长处，3D打印技术把最新的发现和发明用来弥补传统工业的短板，相辅相成，各司所长。 |
10楼2013-03-19 14:34:00
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2楼2013-03-11 16:58:16
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