3D打印技術(shù)是指由計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)模型(CAD)直接驅(qū)動(dòng)的,運(yùn)用金屬、塑料、陶瓷、樹(shù)脂、蠟、紙、砂等材料,在快速成形設(shè)備里分層制造任何復(fù)雜形狀的物理實(shí)體的技術(shù);玖鞒淌,先用計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)三維模型,然后把三維數(shù)字模型離散為面、線和點(diǎn),再通過(guò)3D打印設(shè)備分層堆積,最后變成一個(gè)三維的實(shí)物。
傳統(tǒng)制造技術(shù)是“減材制造技術(shù)”,3D打印則是“增材制造技術(shù)”,具有制造成本低、生產(chǎn)周期短等明顯優(yōu)勢(shì),被譽(yù)為“第三次工業(yè)革命最具標(biāo)志性的生產(chǎn)工具”。3D打印將多維制造變成簡(jiǎn)單的由下而上的二維疊加,從而大大降低了設(shè)計(jì)與制造的復(fù)雜度。同時(shí),3D打印還可以制造傳統(tǒng)方式無(wú)法加工的奇異結(jié)構(gòu),尤其適合動(dòng)力設(shè)備、航空航天、汽車等高端產(chǎn)品上的關(guān)鍵零部件的制造。
上一輪的工業(yè)革命中,制造業(yè)主要通過(guò)批量化的流水線制造和集約生產(chǎn)來(lái)降低生產(chǎn)成本,實(shí)現(xiàn)規(guī)模效益。原來(lái)是制造商和消費(fèi)者分離,現(xiàn)在是制造商和消費(fèi)者合為一體,開(kāi)展自工業(yè)化。3D打印將引發(fā)真正意義上的制造業(yè)革命,產(chǎn)業(yè)組織形態(tài)和供應(yīng)鏈模式都將被重新構(gòu)建,帶來(lái)無(wú)窮的創(chuàng)新空間。
1、3D打印仍處于前沿科學(xué)
根據(jù)2012年Gartner技術(shù)成熟曲線顯示,目前3D打印技術(shù)處于“過(guò)高期望的峰值”(PeakofInflatedExpectations):在此階段的特征就是早期公眾過(guò)分關(guān)注。
回顧過(guò)去10年,2000年3D打印出現(xiàn)一輪高潮,當(dāng)時(shí)的概念為“快速成型”,全國(guó)很多地方都建立相應(yīng)的生產(chǎn)力促進(jìn)中心,主要購(gòu)買(mǎi)光固化設(shè)備。但是后來(lái)受到CNC技術(shù)(數(shù)控加工,是數(shù)字化加工的一種,屬于去除加工的形式)的競(jìng)爭(zhēng),很多快速成型的工藝,CNC也能做,且快速成型生產(chǎn)的產(chǎn)品在精度和效率方面都高于3D打;之后3D打印在工業(yè)上慢慢萎縮。當(dāng)然,過(guò)去10年3D打印技術(shù)也在發(fā)展,目前已經(jīng)達(dá)到與鑄造精度相媲美的技術(shù)水平,但與一般的工業(yè)應(yīng)用仍有距離。目前,3D打印是作為CNC技術(shù)的一個(gè)補(bǔ)充。
目前3D打印仍待解決的問(wèn)題包括:1)材料,開(kāi)發(fā)專用材料的成本大。2)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)待建立。3)涉及到法律法規(guī)及倫理領(lǐng)域的問(wèn)題。