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三维打印技术

 洪东强 2013-04-13

三维打印技术

三维打印技术是上世纪90年代开始逐渐兴起的一项先进制造技术,目前已经得到较为广泛的运用。凭借这项技术,人们可用各种材质设计并制造出很多令人惊讶的物品。

编辑摘要

目录

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1 简介
2 原理
3 成果
4 应用领域
5 优点
6 影响
7 意义

三维打印技术 - 简介

三维打印技术是上世纪90年代开始逐渐兴起的一项先进制造技术,目前已经得到较为广泛的运用。凭借这项技术,人们可用各种材质设计并制造出很多令人惊讶的物品。

三维打印技术 - 原理

三维打印的工作原理如下。首先,研究人员将设计蓝图从电脑中调出,并将其显示在电脑屏幕上;然后根据需要认真调整颜色和外形,最后按下打印键,打印机就开始飞速工作,打印出所需要的物品。在用三维打印机打印物品的过程中,材料是一层一层地不断增加上去的,因此,三维打印技术也被称为“快速成型技术”。

三维打印技术 - 成果

人们已经使用该技术打印出了灯罩、身体器官、珠宝、根据球员脚型定制的足球靴、赛车零件、固态电池以及为个人定制的手机、小提琴等,有些人甚至使用该技术制造出了机械设备。比如,美国麻省理工学院(MIT)的博士生彼得·施密特就打印出了一个类似于祖父辈使用的钟表的物品。在进行了几次尝试之后,他最终用打印机打印出了塑料钟表,将其挂在墙上,结果,钟开始滴答滴答地走动。

三维打印技术 - 应用领域

三维打印机的应用领域也在随着技术进步而不断扩展。据美国物理学家组织网2月24日报道,美国科学家已经研发出了能打印皮肤、软骨、骨头和身体其他器官的三维“生物打印机”。人们还使用三维打印机来制造雕塑并修复雕塑,制造由塑料和聚合物制成的三维物体并打印出了食品。

三维打印技术 - 优点

三维打印技术的魅力在于它不需要在工厂操作,桌面打印机可以打印出小物品,而且,人们可以将其放在办公室一角、商店甚至房子里;而自行车车架、汽车方向盘甚至飞机零件等大物品,则需要更大的打印机和更大的放置空间。
与传统技术相比,三维打印技术还拥有如下优势:通过摒弃生产线而降低了成本;大幅减少了材料浪费;而且,它还可以制造出传统生产技术无法制造出的外形,让人们可以更有效地设计出飞机机翼或热交换器;另外,在具有良好设计概念和设计过程的情况下,三维打印技术还可以简化生产制造过程,快速有效又廉价地生产出单个物品。
三维打印技术还有其他重要的优点。大多数金属和塑料零件为了生产而设计,这就意味着它们会非常笨重,并且含有与制造有关但与其功能无关的剩余物。三维打印技术不是这样的。EADS项目的总工程师安迪·霍金斯说:“在三维打印技术中,原材料只为生产所需要的产品”,借用三维打印技术,他的团队生产出的零件更加精细轻盈。当材料没有了生产限制后,就能以最优化的方式来实现其功能,因此,与机器制造出的零件相比,打印出来的产品的重量要轻60%,并且同样坚固。

三维打印技术 - 影响

三维打印技术带来的变化或将改变制造业的经济面貌。许多人认为,这项技术将让商业完全去中心化,逆转伴随着工业化到来的城市化进程,人们将不再需要工厂,届时,每个村庄都将拥有一个由打印机组成的制造厂,制造所需的物品。但是,也有人认为,城市的经济和社会利益远远超出吸引工人到装配线上工作的能力。

有人坚持认为,三维打印技术减少了对工厂工人的需求,削减低成本、低工资国家的优势,因而会增加发达国家的生产能力。不过,也有人对此表示怀疑,他们称,亚洲制造商也有能力采用该技术,而且,即使三维打印技术确实会让生产重回发达国家,它也无法提供更多的工作机会,因为与标准的制造过程相比,它并非劳动密集型的技术。

而三维打印技术给物流公司带来的威胁是显而易见的,2010年在由中外运敦豪国际航空快递有限公司(DHL)组织的一次大会上,有人就提出了这种可能性:当公司能够在需求产品的地方打印出急需的零部件时,为什么还会从国外空运呢?

三维打印技术 - 意义

三维打印技术的意义不仅在于改变资本和工作的分配模式,而且也在于它能改变知识产权的规则。该技术的出现使制造业的成功不再取决于生产规模,而取决于创意。然而,单靠创意也不够,模仿者和创新者都能轻而易举地在市场上快速推出新产品。因此,竞争优势可能将前所未有地变得比以前更短。[1]

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