全球工業(yè)正在經(jīng)歷第三次工業(yè)革命，與以往不同，本次革命對(duì)制造業(yè)的發(fā)展也會(huì)帶來巨大影響，其中一類最重要的新技術(shù)就是快速成型技術(shù)，快速成型技術(shù)大致可分為7大類，包括立體印刷、疊層實(shí)體制造、選擇性激光燒結(jié)、熔融沉積成型、三維焊接、三維打印、數(shù)碼累積成型等。
    美國白宮發(fā)表了一份聲明，宣布美國政府部門將聯(lián)合私營部門共同出資建立制造業(yè)創(chuàng)新研究所，以扶持美國制造業(yè)和鼓勵(lì)企業(yè)在本土投資。而研究所建立后的主要任務(wù)將是研發(fā)3D打印技術(shù)。
    美國國防部、能源部和商務(wù)部等5家政府部門將共同出資4500萬美元，首筆資金為3000萬美元;由俄亥俄州、賓夕法尼亞州和西弗吉尼亞州的企業(yè)、學(xué)校和非營利性組織組成的聯(lián)合團(tuán)體將出資4000萬美元。
    據(jù)國際模協(xié)秘書長羅百輝介紹，快速制造思想產(chǎn)生于上世紀(jì)80年代。1992年，美國DTM公司(現(xiàn)已并入美國3DSystems公司)研制成功世界第一臺(tái)采用粉末材料的激光快速制造裝備。美國、德國、日本等國的制造企業(yè)將之用于蠟、砂型的快速制造，大大提升了傳統(tǒng)鑄造工藝的技術(shù)水平。
    3D打印技術(shù)源于上世紀(jì)
    當(dāng)下發(fā)展中國家的勞動(dòng)力成本正逐年上升，要在新一輪競(jìng)爭(zhēng)中勝出，得靠技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)3D打印又稱增材制造技術(shù)，3D打印技術(shù)的核心制造思想最早起源于19世紀(jì)末的美國，到20世紀(jì)80年代后期3D打印技術(shù)發(fā)展成熟并被廣泛應(yīng)用。
    100多年前美國研究照相雕塑和地貌成形技術(shù)，也就是發(fā)展到今天的快速成型。它的最早的3d打印機(jī),把數(shù)據(jù)和原料放進(jìn)3D打印機(jī)中，機(jī)器會(huì)按照程序把產(chǎn)品一層層造出來。打印出的產(chǎn)品，可以即時(shí)使用。美國科學(xué)家發(fā)明了一種可打印出三維效果的打印機(jī)，并已將其成功推向市場(chǎng)。普通打印機(jī)能打印一些報(bào)告等平面紙張資料。而這種最新發(fā)明的打印機(jī)，它不僅使立體物品的造價(jià)降低，且激發(fā)了人們的想象力。未來3D打印機(jī)的應(yīng)用將會(huì)更加廣泛。
    隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展和激光技術(shù)的進(jìn)步，研究人員開始嘗試用該技術(shù)將金屬材料直接制造成零件。3D打印更適合制造快速成型的產(chǎn)品，如一些精巧的工藝品。在大批量生產(chǎn)方面，還須依靠傳統(tǒng)制造。
    今年，中國首家3D打印照相體驗(yàn)館也在西安面向公眾開放了。之所以說是開放，不是開業(yè)，是因?yàn)槟壳安⒎巧虡I(yè)行為，而是西安非凡士機(jī)器人科技有限公司(EliteRobotics)的3D打印體驗(yàn)館的體驗(yàn)項(xiàng)目。非凡士是一家成立于2011年9月，位于西安高新區(qū)創(chuàng)業(yè)園內(nèi)，致力于教育、科研與家用機(jī)器人的研究、開發(fā)和銷售，并提供機(jī)器人相關(guān)集成技術(shù)服務(wù)和領(lǐng)先解決方案的公司。
    該公司使用的是MakerBotReplicator?3D打印機(jī)，非凡士的舉動(dòng)醉翁之意不于經(jīng)營3D打印照相館，而在于推廣Makerbot公司的3D打印機(jī)。他們已成為美國MakerBot公司的中國代理商，將面向全國銷售MakerBot3D打印機(jī)。
    用3D打印機(jī)打印人像先得拍照，顧客要站在白色布景前，攝影師通過三維掃描儀將真人進(jìn)行360度掃描，得到全身數(shù)據(jù)后建立3D打印文件，打印機(jī)將按照數(shù)據(jù)，分毫不差地將人像“還原”。由于耗時(shí)長、材料貴，因此，3D打印人像價(jià)格不菲。盡管如此，每個(gè)月仍有三四十位顧客來體驗(yàn)這種新的打印技術(shù)。
    3D打印技術(shù)并非新興產(chǎn)物，它被稱為“上上個(gè)世紀(jì)的思想，上個(gè)世紀(jì)的技術(shù)，這個(gè)世紀(jì)的市場(chǎng)”。盡管3D打印技術(shù)早已產(chǎn)生，但在國內(nèi)認(rèn)知度的提升卻是近一年的事。3D打印技術(shù)在全球的推廣正以驚人速度在增長。在《環(huán)球科學(xué)》雜志2013年一月刊中評(píng)選出2012年最值得銘記、對(duì)人類社會(huì)產(chǎn)生影響最為深遠(yuǎn)的十大新聞，“3D打印”位列第九，理由是“3D打印將在制造業(yè)和科研領(lǐng)域引發(fā)一場(chǎng)革命”。
    3D打印簡史
    1986年，CharlesHull開發(fā)了第一臺(tái)商業(yè)3D印刷機(jī)。
    1993年，麻省理工學(xué)院獲3D印刷技術(shù)專利。
    1995年，美國ZCorp公司從麻省理工學(xué)院獲得唯一授權(quán)并開始開發(fā)3D打印機(jī)。
    2005年，市場(chǎng)上首個(gè)高清晰彩色3D打印機(jī)SpectrumZ510由ZCorp公司研制成功。
    2010年11月，世界上第一輛由3D打印機(jī)打印而成的汽車Urbee問世。
    2011年6月6日，發(fā)布了全球第一款3D打印的比基尼。
    2011年7月，英國研究人員開發(fā)出世界上第一臺(tái)3D巧克力打印機(jī)。
    2011年8月，南安普敦大學(xué)的工程師們開發(fā)出世界上第一架3D打印的飛機(jī)。
    2012年11月，蘇格蘭科學(xué)家利用人體細(xì)胞首次用3D打印機(jī)打印出人造肝臟組織。
    3D打印有望成為新一輪工業(yè)革命的領(lǐng)導(dǎo)者
    利用3D打印技術(shù)改善藝術(shù)及生活的例子屢見不鮮。例如荷蘭時(shí)尚設(shè)計(jì)師IrisvanHerpen展示了它的服裝設(shè)計(jì)作品，這些服裝作品全部使用3D打印機(jī)一次成型。通過3D打印技術(shù)制造的服裝，突破了傳統(tǒng)服裝剪裁的限制，幫助設(shè)計(jì)師完整地展現(xiàn)其靈感。而在Cornell大學(xué)的一個(gè)項(xiàng)目中，研究團(tuán)隊(duì)制造了一臺(tái)3D打印機(jī)用于打印食物，展現(xiàn)了烹調(diào)的獨(dú)特方式。其優(yōu)勢(shì)在于能夠精確控制食物內(nèi)部材料分布和結(jié)構(gòu)，將原本需要經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)的精細(xì)烹調(diào)轉(zhuǎn)換為電子屏幕前的簡單設(shè)計(jì)。

#p#副標(biāo)題#e#

3D打印的出現(xiàn)，讓大家眼前一亮。衣服、汽車，甚至是飛機(jī)上的高端部件，都能打印。未來，只要能制造的東西，都能靠3D打印和4D打印，打印出來。3D打印，是挽救制造業(yè)的一把鑰匙，讓傳統(tǒng)制造業(yè)插上了信息化的翅膀。
    今天的3D技術(shù)，主要特指基于電腦和互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字化立體技術(shù)。3D打印機(jī)出現(xiàn)在上世紀(jì)90年代中期，是利用光固化和紙層疊等技術(shù)的快速成型裝置，把計(jì)算機(jī)上的藍(lán)圖變成實(shí)物，在成本、速度和精確度上都遠(yuǎn)勝于傳統(tǒng)制造技術(shù)，其工作原理是將一項(xiàng)設(shè)計(jì)物品轉(zhuǎn)化為3D數(shù)據(jù)，然后采用分層加工、疊加成形，即通過逐層增加材料來“打印”成3D實(shí)體。與傳統(tǒng)的材料加工技術(shù)完全不同，3D打印具有仿真性強(qiáng)、速度快，價(jià)格便宜，高易用性等優(yōu)點(diǎn)，是對(duì)傳統(tǒng)制造業(yè)的顛覆性變革。有人甚至將3D打印機(jī)看成是第三次工業(yè)革命的影子，與蒸汽機(jī)和電力相提并論。
    從消費(fèi)市場(chǎng)來說，傳統(tǒng)的大批量制造生產(chǎn)幾乎能提供任何人們最基本的吃穿住行玩等消費(fèi)產(chǎn)品，但是這些產(chǎn)品都是標(biāo)準(zhǔn)化的，千篇一律，手工生產(chǎn)的個(gè)性化產(chǎn)品雖然地道，品質(zhì)精良，內(nèi)涵豐富，但耗時(shí)巨大。而3D打印技術(shù)既可滿足人們?cè)絹碓娇量痰膶?duì)個(gè)性化產(chǎn)品的追求欲，還可大大提高生產(chǎn)效率。
    從人力成本來說，一個(gè)技術(shù)工人可看管數(shù)臺(tái)3D打印機(jī)，就像紡織工人看管織布機(jī)一樣，而勞動(dòng)效率卻有數(shù)倍甚至數(shù)十倍的提高。正因?yàn)槿绱?，美國政府捷足先登，?D打印攬入懷中，試圖成為新一輪工業(yè)革命的領(lǐng)導(dǎo)者，繼續(xù)占據(jù)全球工業(yè)的制高點(diǎn)。
    3D打印產(chǎn)業(yè)開始掀起布局熱潮
    3D打印技術(shù)，可以在無需任何模具、刀具和工裝的情況下，以ABS、PP、PLA等高分子樹脂材料、光敏樹脂、橡膠、尼龍、冶金粉末、鈦合金等作為原材料，采用材料累加法，根據(jù)三維掃描并儲(chǔ)存在電腦中的CAD數(shù)據(jù)，在計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)控制下，用激光熔融的方法將材料逐層堆積，最終形成三維實(shí)體產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)“無模制造”。
    專家表示，化工行業(yè)既為3D打印提供主要的原材料，也是其應(yīng)用的重點(diǎn)行業(yè)之一。與傳統(tǒng)的制造模式相比，由于3D打印無需道具與加工模具等生產(chǎn)準(zhǔn)備，即可實(shí)現(xiàn)任意復(fù)雜形狀零件原型制造，具有速度快、精度高、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，該技術(shù)可使用多種耗材制作各種產(chǎn)品，使新產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)周期縮短數(shù)倍甚至數(shù)十倍，費(fèi)用節(jié)省30%~50%，加工效率提高3~5倍，新品成功率顯著提高，產(chǎn)品開發(fā)成本和市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)有效降低。
    據(jù)調(diào)查，成都高新機(jī)械工程學(xué)院和材料工程學(xué)院等，在數(shù)據(jù)分層軟件、成型軟件等領(lǐng)域已經(jīng)積累了一定的研究開發(fā)和人才培養(yǎng)成果；四川大學(xué)和西南交大則在3D打印應(yīng)用技術(shù)方面有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，新材料產(chǎn)業(yè)則正是成都的優(yōu)勢(shì)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。
材料在3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈條中恰恰是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。盡管3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化仍需時(shí)日，但成都已經(jīng)具備了“搶跑”的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，在材料和航空航天領(lǐng)域都有較大的突破空間。
    據(jù)悉，今年1月底，中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟已與成都雙流縣達(dá)成意向，擬共同出資5億在雙流建設(shè)3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心，向成都及周邊地區(qū)的電子、汽車、機(jī)械設(shè)備等企業(yè)推廣3D打印技術(shù)。同時(shí)，四川大學(xué)也正積極與一家本土企業(yè)合作，準(zhǔn)備利用3D技術(shù)研發(fā)打印水陸兩用汽車。
    而隨著成都首批重大產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖及相關(guān)產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告的出路，成都無疑將刮起一股更為迅猛的3D打印產(chǎn)業(yè)布局熱潮。
    在國內(nèi)，北京已建立“中國工業(yè)設(shè)計(jì)技術(shù)服務(wù)聯(lián)盟”，整合了國內(nèi)外39家從事打印技術(shù)的機(jī)構(gòu)，培育設(shè)備供應(yīng)企業(yè)。其中一家企業(yè)已推出萬元級(jí)3D打印機(jī)，2012年產(chǎn)品銷量達(dá)3000臺(tái)。
    在陜西，已成立了三維打印產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，其發(fā)展重點(diǎn)為低價(jià)位3D打印設(shè)備及醫(yī)療3D技術(shù)，并面向航天、超高飛行器方面作陶瓷材料的超前研發(fā)。
    在南京，正在規(guī)劃以企業(yè)為基礎(chǔ)平臺(tái)，聚集江蘇省內(nèi)的高校資源，籌建省級(jí)“3D打印協(xié)同創(chuàng)新中心”、“3D打印技術(shù)研究院”、“3D打印服務(wù)體驗(yàn)中心”等。
    3D打印改變未來制造模式
    在3D打印剛剛萌芽的時(shí)候，人們根本不會(huì)想到這種看似虛幻的想象力會(huì)有變成現(xiàn)實(shí)的一天。而如今，3D打印技術(shù)正在向著令人神往的方向發(fā)展，慢慢去一步步驗(yàn)證著這一神奇。當(dāng)然在現(xiàn)階段，3D打印技術(shù)還有很多局限性，但隨著技術(shù)的不斷完善，以及越來越多的人愿意去嘗試并創(chuàng)作，相信在未來，3D打印前景會(huì)大有可觀。
    對(duì)3D打印機(jī)而言，無論是生產(chǎn)一件產(chǎn)品還是生產(chǎn)機(jī)器能容納的最大量的產(chǎn)品，開動(dòng)機(jī)器的成本都是一樣的。這就如同辦公室里的二維打印機(jī)，無論打印一張信箋還是更多的文件，一直打印到墨盒需要更換、紙張需補(bǔ)充為止，其打印的單位成本總是一樣的。
    越來越多的事實(shí)表明，3D打印機(jī)已不再是設(shè)計(jì)師和科學(xué)家的專屬機(jī)器，它已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)室和工廠逐漸走出來，并且走進(jìn)學(xué)校和家庭，與我們每個(gè)普通人的生活息息相關(guān)。3D打印的衣服和鞋子已經(jīng)多次出現(xiàn)在全球各大時(shí)裝展，3D打印的餅干和蛋糕已經(jīng)成為一些家庭餐桌上最受歡迎的小點(diǎn)心，3D打印的咖啡桌和個(gè)性家具頗受年輕人的喜愛，而在自行車和汽車等交通工具的設(shè)計(jì)中也越來越多地體現(xiàn)出3D打印元素。從小朋友的“喜羊羊”牙刷和定制玩具，到父母的立體婚紗照，再到爺爺奶奶的助聽器和義齒，3D打印讓家庭中的每個(gè)成員都感到驚喜并從中受益。

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    目前3D打印機(jī)制作

3D產(chǎn)品需要提供3D制作圖才能進(jìn)行制作，對(duì)于普通用戶來說可能比較困難，不過對(duì)于未來3D打印機(jī)來說，可能只需提供產(chǎn)品的多個(gè)角度的照片就可自行制作成3D制作圖，或者可以像《十二生肖》電影中，通過專業(yè)手套來進(jìn)行掃描產(chǎn)品，之后再通過3D打印機(jī)來制作即可。另外，未來3D打印機(jī)也會(huì)在家庭中必備的家電產(chǎn)品，制作DIY產(chǎn)品都可以使用3D打印機(jī)來進(jìn)行制作，未來3D打印機(jī)可以為家庭添色不少。
    隨著中國制造業(yè)勞動(dòng)力成本上漲，基于3D打印技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的全球云制造模式將體現(xiàn)出更廉價(jià)、更快捷并且更綠色環(huán)保的優(yōu)勢(shì)，這將極有可能取代現(xiàn)有的中國制造模式。其次，3D打印的廣泛應(yīng)用使得整個(gè)產(chǎn)品研發(fā)過程都可以在企業(yè)內(nèi)部進(jìn)行，這將使研發(fā)周期縮短并且很好地保護(hù)了設(shè)計(jì)方案。然而，對(duì)于大量依靠模仿而生存且缺乏原創(chuàng)設(shè)計(jì)力量的中國微小企業(yè)來說，這無疑是一個(gè)沉重的打擊。令人欣慰的是，在中國北京、西安、成都和武漢等城市，政府已經(jīng)陸續(xù)開始著手對(duì)3D打印相關(guān)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行布局和規(guī)劃，從設(shè)備研發(fā)、軟件設(shè)計(jì)、材料制備和技術(shù)服務(wù)等眾多環(huán)節(jié)全面鼓勵(lì)發(fā)展3D打印產(chǎn)業(yè)。希望中國能夠把握此次制造業(yè)轉(zhuǎn)型改革機(jī)遇，成為世界3D打印產(chǎn)業(yè)強(qiáng)國。
    3D打印技術(shù)正在遵循三步走的發(fā)展路線，逐漸從打印物體外形過渡到打印物體內(nèi)部構(gòu)成，最終發(fā)展到可以打印物體的高級(jí)功能和行為的階段，因此我們相信：在不遠(yuǎn)的將來，每個(gè)人都可以在家中打印可通話的手機(jī)、爬來爬去的迷你機(jī)器人，以及其他新奇好玩的電子產(chǎn)品。