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- 發(fā)表時間：2017-11-05 13:17:10
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只要3D打印使用的耗材足夠廣泛，它就能創(chuàng)造無限可能，但目前并非無所不能，比如它可以打印很多汽車零件，但不能打印出一整輛車 。
當(dāng)看到《007天降殺機(jī)》中那輛1960年的阿斯頓·馬丁DB5被炸成碎片時，人們不禁要倒吸一口涼氣。事實(shí)上，導(dǎo)演并未“燒包”到將一輛價值460萬美元的豪車付之一炬，它不過是展現(xiàn)了一項(xiàng)新技術(shù)——3D打印。
3D打印機(jī)是利用光固化和紙層疊等技術(shù)的快速成型裝置。它與普通打印機(jī)工作原理基本相同，打印機(jī)內(nèi)裝有“打印材料”，在計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD）模型下，一層層地打印物體，從而把計算機(jī)上的藍(lán)圖變成三維實(shí)體。
世界上第一臺3D打印機(jī)誕生于1986 年，由美國人恩里科·迪尼發(fā)明。他成立的3D Systems公司是世界上第一家生產(chǎn)3D打印設(shè)備的公司，所采用的技術(shù)被稱為“立體光刻技術(shù)”，利用紫外線照射可將樹脂凝固成型來制造物體。
《007天降殺機(jī)》中的阿斯頓·馬丁由3D打印公司Voxeljet完成，以代替使用價格不菲的阿斯頓·馬丁真車。他們采用了體積達(dá)8立方米的先進(jìn)的VX4000 3D打印機(jī)，按照1:3的比例打印了3輛阿斯頓·馬丁DB5汽車模型。
其實(shí)在2011年9月，世界上第一輛“打印汽車”Urbee就已在加拿大亮相。它使用電池和汽油作為動力，搭載單缸發(fā)動機(jī)，雖然制動功率僅有8馬力，但由于其小巧輕便，最高時速可達(dá)112公里。
Urbee是一輛橙紅色車身、三輪、雙座混合動力車，扁長的外形頗具后現(xiàn)代主義色彩——圓潤的流線、黑色的玻璃頂棚，像極了科幻電影中的小型飛行器。底盤為不銹鋼制成，包括玻璃嵌板在內(nèi)的所有外部組件都是通過Stratasys 公司的大型3D打印設(shè)備生產(chǎn)。
2012年1月，第90屆布魯塞爾車展展出了全球首臺3D打印的賽車亞利歐，最高時速141公里。它由比利時Materialise公司的“猛犸”(Mammoth）3D打印機(jī)打印完成，這種打印機(jī)能夠打印尺寸達(dá)到210厘米×68厘米×80厘米的零部件。
英國《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》刊文稱，“3D打印技術(shù)將與其他數(shù)字化生產(chǎn)模式一起，推動第三次工業(yè)革命的實(shí)現(xiàn)”。據(jù)稱，從器官到鮮肉，再到房子、飛機(jī)，從某種意義上說，只要3D打印機(jī)使用的耗材足夠廣泛，它就能創(chuàng)造無限可能。
美國《福布斯》雜志報道稱，歐洲飛機(jī)制造公司空客的設(shè)計師正計劃從飛機(jī)零部件開始，在2050年前達(dá)成3D打印飛機(jī)的計劃。它還稱2012年年底，空客會在A380客艙里先使用3D打印機(jī)的行李架，而其生產(chǎn)的軍用飛機(jī)“臺風(fēng)”式戰(zhàn)斗機(jī)，此前已經(jīng)使用了3D打印的空調(diào)系統(tǒng)。
但是3D打印機(jī)并非無所不能，網(wǎng)絡(luò)上對新技術(shù)的一些描述并不準(zhǔn)確，有的簡直是異想天開。比如3D打印機(jī)可以打印很多汽車零件，但不能打印出一整輛車。
007電影中的阿斯頓·馬丁并非直接被打印出來，而是先制作了鋼材質(zhì)車身框架，然后通過CAD將所有部件數(shù)據(jù)輸入3D打印機(jī)，接著使用PMMA塑料打印出了門、車頂、擋泥板等零件，最終通過對全部18個獨(dú)立元件進(jìn)行組裝完成了3個汽車模型——其中一個在電影中“犧牲”了，而余下兩個中，已有一個被佳士得拍賣行拍賣，價格讓人訝異的高達(dá)99041美元——超過拍賣行預(yù)估的50%。
3D打印的成本與物體的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)和體量相關(guān)，物體越大結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，時間和成本隨之驟升。來自荷蘭的研發(fā)團(tuán)隊已經(jīng)展示了一小塊通過3D打印制成的肉片——2厘米長，1厘米寬，1毫米厚。據(jù)稱，制作出一整個漢堡所需的成本是30萬美元。
《汽車商業(yè)評論(微博)》了解到，現(xiàn)在幾乎所有跨國汽車企業(yè)都擁有3D打印設(shè)備，但多用于研發(fā)環(huán)節(jié)，這讓他們設(shè)計更加自由也更易創(chuàng)新。
2012年年底至今年初，福特官方連續(xù)公布了兩段視頻，介紹他們?nèi)绾芜\(yùn)用3D打印技術(shù)制造模型及零件。
位于福特汽車硅谷實(shí)驗(yàn)室中的工程師伊文思（Dave Evans）完成了新的車輛儀表設(shè)計，將3D設(shè)計方案通過電子郵件發(fā)送給位于迪爾伯恩總部的同事Zac Nelson。而Nelson則使用一臺被稱作MakerBot Thing-O-Matic的設(shè)備，打印出該部件的模型。
福特技術(shù)咨詢委員會成員、高級技術(shù)工程師普拉薩德（K.Venkatesh Prasad）說，開發(fā)實(shí)體模型是研發(fā)過程中最好的做法，但這也非常耗時同時也很昂貴。3D打印技術(shù)的出現(xiàn)，則讓這一切不再是難題。福特工程師們可以自行制造測試部件，讓汽車設(shè)計過程的運(yùn)行節(jié)奏更為緊湊，產(chǎn)品推向市場的時間更短。
目前，福特已經(jīng)試圖大量運(yùn)用3D打印技術(shù)，已知的應(yīng)用了該項(xiàng)技術(shù)的零部件即包括：福特C-MAX和福特福星混合動力車?yán)锏霓D(zhuǎn)子，阻尼器外殼和變速箱；福特翼虎復(fù)合動力車使用EcoBoost四氣缸發(fā)動機(jī)；福特2011版探險家的剎車片；福特F-150的3.5L EcoBoost引擎里的排氣導(dǎo)管。
我國的3D打印技術(shù)的研發(fā)始于1990年代，時任華中理工大學(xué)（現(xiàn)華中科技大學(xué)）校長、機(jī)械制造專家黃樹槐在1991年成立快速制造中心，在1994年研制出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的“立體打印機(jī)”。2007年黃樹槐去世，研發(fā)接力棒交到了史玉升教授手里。
華中科技大學(xué)史玉升研究團(tuán)隊研制出了基于粉末床的激光燒結(jié)“立體打印”技術(shù)，獲得了2011年國家技術(shù)發(fā)明二等獎，這個1.2米×1.2米工作面的世界最大“立體打印機(jī)”入選兩院院士評選的2011年中國十大科技進(jìn)展獎。
除了史玉升研究團(tuán)隊，現(xiàn)在，我國3D打印機(jī)行業(yè)的科研團(tuán)隊主要還包括清華大學(xué)顏永年團(tuán)隊、西安交通大學(xué)盧秉恒團(tuán)隊和北京航空航天大學(xué)王華明團(tuán)隊等。
《汽車商業(yè)評論》了解到，盡管有些中國企業(yè)已經(jīng)研制出自己的3D打印機(jī)，也有人提供打印服務(wù)，但似乎沒有企業(yè)專門從事材料和軟件的研發(fā)。歐美在材料和軟件研發(fā)方面掌握了許多核心技術(shù)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)跑于中國乃至亞洲。
快速成型使用的材料大致可為五種類型：粉末材料、紙質(zhì)材料、液態(tài)光敏材料、絲狀材料與板材材料。目前國外材料的價格較為昂貴，國內(nèi)也研發(fā)出了一些快速成型材料，但是總體來說與國外同系列的商品化材料相比，無論是在品種還是性能上均存在差距。
全球性的3D軟件公司Geomagic首席執(zhí)行官傅蘋倒是讓中國人在3D打印技術(shù)方面挽回了不少顏面，她的公司為通用和福特汽車提供3D技術(shù)支持，但是她在其新書和相關(guān)采訪中編造過去苦難史細(xì)節(jié)的行為則連累得讓中國人不相信這種技術(shù)。但愿傅蘋個人之事不會影響人們對于3D打印的信心。
在美國已經(jīng)有打印一些小東西的廉價3D打印機(jī)銷售，人們對這個領(lǐng)域的熱度越來越高，相信對我們未來的生活也會越來越有幫助。不過，3D打印在目前的中國究竟能夠走多遠(yuǎn)，我們還需要觀察。
