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三維打印引領第三次工業(yè)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(fā)達國家興起,。專家認為,，這種技術代表制造業(yè)發(fā)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(yè)革命,。
【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(fā)達國家興起,。專家認為，這種技術代表制造業(yè)發(fā)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(yè)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?yōu)閷嵨铩?br />
“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(huán)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(huán)。如此由上至下,，層層圓環(huán)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(yè)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,�,？捎糜谌S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(yī)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(zhí)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(yè)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(fā)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(zhí)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(yè)
三維打印技術如今的飛速發(fā)展和巨大市場潛力，或許是發(fā)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(yè)工作，開發(fā)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�,；ê脦讉€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(fā)明,，卻得知公司快要倒閉,，自己面臨失業(yè)。
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(fā)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(fā)明被怎么夸耀都不為過，因為它意味著單調大規(guī)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(yè)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(yè)革命的標志。
航空發(fā)動機巨頭羅爾斯·羅伊斯公司工程和技術總監(jiān)科林·史密斯說：“大工廠里人擠人的時代將一去不復返,。”
近二十年來,，三維打印技術在一些發(fā)達國家興起,。專家認為，這種技術代表制造業(yè)發(fā)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(yè)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?yōu)閷嵨铩?br />
“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(huán)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(huán)。如此由上至下,，層層圓環(huán)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(yè)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,�,？捎糜谌S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(yī)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(zhí)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(yè)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(fā)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(zhí)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(yè)
三維打印技術如今的飛速發(fā)展和巨大市場潛力，或許是發(fā)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(yè)工作，開發(fā)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�,；ê脦讉€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(fā)明,，卻得知公司快要倒閉,，自己面臨失業(yè)。
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(fā)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(fā)明被怎么夸耀都不為過，因為它意味著單調大規(guī)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(yè)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(yè)革命的標志。
航空發(fā)動機巨頭羅爾斯·羅伊斯公司工程和技術總監(jiān)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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