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三維打印引領第三次工業革命

2012-06-30 11:37 來源：新華網責編：陳培

摘要：: 近二十年來，三維打印技術在一些發達國家興起。專家認為，這種技術代表制造業發展新趨勢，它和其他一些數字化生產模式的涌現，將推動實現第三次工業革命。

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　　【CPP114】訊：用打印機“打印”水杯、小提琴、首飾甚至汽車和飛機，這不是異想天開，而是已經可以輕松實現的技術。
　　
　　近二十年來，三維打印技術在一些發達國家興起。專家認為，這種技術代表制造業發展新趨勢，它和其他一些數字化生產模式的涌現，將推動實現第三次工業革命。
　　
　　隨心打印
　　
　　每到周末，14歲的賴利·劉易斯都會和好友一起迫不及待地鉆進自家車庫，找他們最喜歡的伙伴“饒舌男”一臺初級的組裝版三維打印機。
　　
　　孩子們先在電腦操作界面上完成設計，傳輸到打印機上，然后摁下打印鍵，等待“饒舌男”把他們的設計變為實物。
　　
　　“饒舌男”開始工作。熔化的塑料是“墨”，從一個可靈活移動的噴嘴里均勻噴出。伴隨著嗡嗡的電流聲，噴嘴來回移動，一層超薄的塑料圓環在工作臺上出現并定型。然后，噴嘴降低零點幾毫米，噴出一層略小的塑料圓環。如此由上至下，層層圓環疊加起來，一個塑料杯制作完畢。
　　
　　如果對這個杯子的簡單造型不滿意，想給它加個手柄或在杯身上刻上名字，只需提前在電腦程序里加以修改，“饒舌男”就能嚴格按照程序設計，制作出符合要求的成品。
　　
　　劉易斯設計打印出一個“完美的”齒輪，得到伙伴們夸贊。一個名叫弗農的男孩想把論文打印在塑料上而不是紙上，因為這“肯定能把老師震住”。
　　
　　劉易斯的爸爸戴維當初花1500美元買來全套元件，父子倆一起用了32小時組裝。這款神奇機器迅速獲得孩子們青睞，成了他們的大玩具。他們享受自己動手設計、想要什么就打印什么的樂趣。劉易斯家車庫里已經擺滿他們的作品：火箭模型、吉他、餐具。
　　
　　相比微波爐大小的“饒舌男”，工業用的三維打印機個頭更大，功能更強，售價也更高，從五千美元到一百萬美元不等。可用于三維打印的“墨水”材質也更加豐富，包括各種顏色的塑料、金屬、玻璃和陶瓷。
　　
　　過去25年間，三維打印技術已廣泛應用于多個領域。奔馳、本田用它制造汽車模具和配件；波音、洛克希德－馬丁公司用它打造航模和零件；微軟公司用它設計電腦鼠標和鍵盤；醫療設備機構用它為用戶定制助聽器和牙套；建筑師用它復制建筑模型。美國研究人員甚至已研制出三維食物打印機，能用食材打印餅干、蘋果派等。
　　
　　美國“三維系統”公司首席執行官阿貝·雷琴塔爾說，利用三維打印技術，顧客可以買到絕對個性化的產品，“寶馬公司能為你量身定制新車，車身自帶你的姓名，坐椅貼合你的體型。（比利時知名巧克力）戈黛娃的巧克力糖造型將和你的容貌一模一樣。”
　　
　　“只有你想不到，沒有它打印不了的，”他說。
　　
　　市場潛力
　　
　　行業咨詢公司“沃勒斯協會”提供的數據顯示，三維打印技術的市場銷售額已達17億美元，且有望在2015年前升至37億美元。
　　
　　作為三維打印技術的發明者和領頭羊，“三維系統”公司去年收益2.3億美元，比前年增長四成多。
　　
　　公司設計的一款新型打印機“立方體”（Cube）定于今年五月上市，其工作原理和“饒舌男”類似，應用程序則借鑒蘋果公司產品，更方便顧客操作。
　　
　　它的自帶程序里已預先裝載大量物品設計圖，比如棋子、首飾、廚具等，顧客無須學習復雜的三維設計軟件，便可直接打印所需物品。
　　
　　此外，“立方體”還支持無線網絡鏈接，顧客能從網站付費下載更多物品設計圖：一只玩具大象收費4.99美元，一枚戒指10美元，一把剃須刀15美元。
　　
　　總部設在紐約的Shapeways公司是“三維系統”的有力競爭對手。這家公司走的市場路線與購物網站“亞馬遜”類似：顧客通過網站上傳自己設計的產品圖，或訂購現有的設計圖，公司則按圖打印產品，送貨上門。
　　
　　在Shapeways的網站上，既有標價760美元的珊瑚造型臺燈，也有只賣幾美元的小飾品，還有一些僅三維打印技術才能制造出的稀奇玩意兒，例如類似俄羅斯套娃但不能打開的“套球”。
　　
　　Shapeways公司首席執行官彼得·魏馬爾肖森說，他們每個月售出大約10萬件產品，其中最受歡迎的是珠寶首飾、蘋果手機套和玩具火車。
　　
　　影響工業
　　
　　三維打印技術如今的飛速發展和巨大市場潛力，或許是發明人查克·赫爾當初沒有預料到的。
　　
　　30年前，赫爾在加利福尼亞州南部一家名為紫外產品公司的制造企業工作，開發用于家具保護涂層的紫外線固化樹脂膠技術。身為工程師和物理學家，赫爾喜好動手實驗，經常花好幾個小時把一層層樹脂堆積起來制作模型。
　　
　　“那時，我已經當了20年工程師，深知制造塑料模具有多麻煩。你得先繪出每個部件的設計圖，然后找精密工具制造者為你加工。一旦設計有問題需要修改，一切都得重來。整個過程需要至少6個星期。因此，我很想能擁有一臺機器自己制造模具，”現年73歲的赫爾回憶說。
　　
　　幾經努力，在紫外產品公司辦公樓的一間密室里，赫爾研制出第一臺三維打印機。它使用樹脂當墨，用一盞可移動的紫外線燈使樹脂固化定型。赫爾滿心歡喜向公司老板展示新發明，卻得知公司快要倒閉，自己面臨失業。
　　
　　他于是向老板提議，自己提供新技術、公司提供資源，合作成立一家新公司，開發推廣這種被他稱為“立體印刷術”的新技術。
　　
　　新公司被命名為“三維系統”。如今，赫爾依然供職于這家公司，身份是“首席技術官”，他的研究室里堆滿了實驗設備和樣機。
　　
　　在同行布雷·佩蒂斯眼里，赫爾的發明被怎么夸耀都不為過，因為它意味著單調大規模制造模式的終結。家具生產商將不再需要設計千篇一律、缺乏新意的產品，而是由顧客提供自行設計的產品圖；亞馬遜等購物網站則只需提供產品設計程序，由顧客在家自行打印成品，從而大幅減少運費。
　　
　　英國《經濟學家》周刊認為，盡管仍有待完善，但三維打印技術勢必成為引領未來制造業趨勢的眾多突破之一。這些突破將使工廠徹底告別車床、鉆頭、沖壓機、制模機等傳統工具，改由更加靈巧的電腦軟件主宰這便是第三次工業革命的標志。
　　
　　航空發動機巨頭羅爾斯·羅伊斯公司工程和技術總監科林·史密斯說：“大工廠里人擠人的時代將一去不復返。”
　　
　　

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