3D打印时代的消费体验
2018-07-16 18:36:00 来源:消費著報道 作者:周晓敏
没有联想,这个世界将会怎样?
能吃下肚子的蛋糕、可骑行的自行车、一部真正的手机……这些用3D打印机打印出来的物品,在科学家和技术狂人眼里,已经不是什么稀奇的事情。他们的终极目标是:打印出一部能在天空翱翔的飞机。
或许在不远的将来,你坐在家中,就能享受3D打印机为你定制的各种产品,或在家里,你亦可购置一台3D打印机,“打印”你最喜爱的玩具,而不是“MADE IN CHINA”的那些机器轰隆的工厂中漂洋过海的产品。
这一切不仅是想象,已经慢慢到来。
个人高级定制
具有划时代意义的3D打印技术源于100多年前的照相雕塑和地貌成形技术。上世纪80年代,3D打印已有雏形,学名为“快速成型”。工程师和设计师们已经使用此技术超过10年。
随着3D打印机越来越先进,能够采用的打印材料越来越多,包括塑料和金属,3D打印机被广泛应用于制作最终的生产成品。由3D打印机打造的作品中,超过20%已经是成品。
对普通人而言,3D打印无疑还是一项很新奇的玩意。实际上3D打印无比的简单:使用CAD软件来创建物品,如果你有现成的模型也可以,比如动物模型、人物或者微缩建筑等等。然后通过SD卡或者USB优盘把它拷贝到3D打印机中,进行打印设置后,打印机就可以把它们打印出来。
3D打印机与传统打印机最大的不同之处在于,用的“墨水”会持续沉积,形成层层薄膜,慢慢叠加成一个物体。
薄膜的形状由软件控制。人们可以通过计算机辅助设计软件,把一连串的数据传送到3D打印机上,从而打印出所需的薄膜。经过液体黏合剂的喷射,用沉积的方式,又或者用激光或电子束烧结,托盆上分布的粉状物体就会凝结成特定的形状。
在工业中,相对于从前的“减法生产”——对材料进行各种打磨、钻孔、敲打,3D打印则相当于“添加生产”。“添加生产”所需的原材料比从前的“减法生产”需要的更少。而且由于3D打印机完全由软件控制,每一个部件的生产都无需更换生产设备,既省钱又省时。3D打印机也可以打印一些需要很少零件、传统工艺很难做到的物件。
3D打印机完全有能力改变制造业。比起传统的工业生产,它的成本以及生产风险更低。生产者完全可以使用3D打印机生产成千上万的产品收回固定成本。现在已经不是规模为王的年代,特别是当3D打印技术能够生产大量的个人定制产品时,同一种产品的大规模生产也许并无必要。
实际上,未来我们或许会看到一些消费者在家里就能把数字音乐打印出来,或者在当地的3D生产中心,让设计师根据自己的个人口味对音乐进行改造然后打印出来。当然,现在看来这还是一个相当遥远的理想。但无论如何,一场新的工业革命也许就要到来。
跨界3D
在2013年的巴黎时装周上,科技与时尚擦出了火花,多款3D打印机制作的服饰吸引了很多人的眼球。设计师爱丽丝·范·赫本(Iris van Herpen)的Voltage多款高级女装由3D打印机制造。其中一组设计与奥地利建筑师茱莉亚·考尼(Julia Koerne)以及比利时的Materialize公司共同合作完成。
另有一组则得到了艺术家、建筑师、设计师兼麻省理工学院媒体实验室教授内里·奥克斯曼(Neri Oxman)的帮助。这些由3D打印机制作的时装随后还将在麻省理工学院展出。这些服装最终的成品全部由Stratasys Objet Connex 3D打印机完成。
除了时尚界,音乐界亦出现了3D打印机的身影。EOS是德国一家3D打印机激光烧结供应商,他们说服一些汽车制造者、航空公司和消费产品公司利用他们的材料制作塑料和金属部件。作为工程实践的一部分,EOS制作了一个高性能的工业聚合物的小提琴,由一家专业的小提琴制造商组装,并在一个音乐会上演出。
世界著名的移动通信产品制造商诺基亚发布了一套3D打印开发工具包,允许Lumia手机用户使用3D打印机制作自己的手机保护背壳。这套3D打印开发工具包包含机械图样、护套尺寸和建议使用的材料等内容,通过这套文件,Lumia 820用户可以通过3D打印机制作自己的手机保护背壳,在此基础上还可以进行定制。
业内人士称,这是迄今为止大型科技公司对3D打印的最大程度的认可,使得3D打印向PC打印的普及程度靠拢。
未来的3D医学革命
打印一个肾脏?这听起来似乎有些不可思议。
一些3D打印系统可以使原材料的特性和内部结构更具多样性。例如,Within Technologies公司希望利用钛合金医用植入物制作人造骨。这家公司的股骨植入技术非常严谨,因此对材料的刚度和强度有很高的要求。但为了使骨头能顺利与人造骨结合,因此材料又必须要有晶格结构。这样的植入物3D打印更能满足产品需求。
牙医们也不甘落后:他们使用3D打印机制作了450个牙冠,每一个都为一个客人量身定做。只需一台3D打印机,一天内一个独一无二的牙冠就可以制作出来。以往不是所有的牙冠生产工艺都能达到这样的速度。
科学家们已经在再生医学范畴内对“生物打印”有所研究。他们最终希望能够获得的研究结果,是将来假如病人需要肾移植,医生就能很简单地使用3D打印机打印出一个肾脏来。
来自宾夕法尼亚大学的研究人员已经发现糖类的3D打印模板,并发明于上面生长的肉类这项技术,预计生产出带脉管组织的人造器官。其工作原理是将肉由内向外“打印”出来,这样便于先“打印”出脉管系统,从而使得肉可以围绕着这些脉管系统生长。
目前,科学家们正在开发一种既具有刚性又能以三维圆柱细丝形式稳定存在的物质;而且还要求这种物质易溶于水并且对细胞无毒副作用。经过多次测试之后,研究人员发现一种完美的糖类混合材料。
打印点吃的吧
专为吃货度身订造的3D食物打印机的面世,对吃货来说无疑是一个天大的好消息。
Green Geometries Laboratory实验室发明了一款3D食物打印手推车,可自行DIY各种食物。这款手推车上承载的是makebot个人桌面级3D打印机,打印材料便是各种甜品原料,通过融化材料,然后用沉积的方式打印各种各样的甜品。但这种单喷头的打印只能一次打印一种简单的甜点,如果要制作一个简单的巧克力甜甜圈,就只能先打印出面包圈然后再打印巧克力糖浆。
美国康奈尔大学的研究小组正在研制“食物打印机”,只要把液化的原材料放进容器,再设定食谱,不用多久就能品尝美味。3D食物打印机有很多优点:液化的原材料能很好地保存,而且可以高效利用厨房空间。吃货们可以根据自己的口味对食谱做不同的调整,比如让饼干更加薄脆,或是让肉更加鲜嫩多汁。
在埃因霍温举办的展会上亮相的3D食物打印机则引起诸多食品厂商和普通民众的兴趣。该打印机由荷兰国家应用科学研究院研发,人们可借助这一机器以巧克力或其他食材为原料“打印”出各种造型奇特的食品。
这种机器由控制电脑、自动化食材注射器、输送装置等几部分组成。使用者首先在电脑预先存储的100多种立体形状中挑选喜欢的造型,然后点击“打印”,注射器上的喷头就会将食材均匀喷射出来,以层层“打印”的方式制作出立体小甜点。
这台机器目前售价惊人,需过千欧元。但研究院的负责人说,5年内这样一台机器的价格能降至几百欧元,未来它能根据使用者的设想制作任何形状的食品。
虽然目前3D打印机还没到随心所欲的地步,但是在打印食物方面它还是很有天分的。
成本在下降
如此美好,代价一定很高昂吧?
早期一套用于工业设计制造的3D打印设备在10万美元左右,近几年价格降低到2万美元左右,而小型化个人桌面3D打印机售价在1000美元左右。而中国国内媒体曾经对一台UP!3D打印机进行测试。该打印机的官方售价为9999元人民币,这款国产3D打印机已经在美国等国外地区销售。
中国首家3D打印馆于2012年12月在北京开张。馆主邵漠宇在接受媒体采访时表示,目前市场上价格较低的3D打印机只能打印出单一色彩的人像,表面略显粗糙,因为价位较低的桌面3D打印机,只有一个墨盒。而现在馆里使用的是六七十万元的全彩3D打印机,它拥有五个墨盒,颜色调和后可以达到数十万种色彩,细节表现很丰富。
现今其店中提供三个尺寸的人像,10厘米的售价就要1700多元。邵漠宇说这个价格和日本差不多,但国内消费者未必能够接受。
一家合格的3D打印照相馆投入多少才够?邵漠宇告诉媒体,其实3D打印是一个很专业的行业,除了购买不同的机器,考虑到不断推出新产品以持续吸引消费者的设计成本较高,很多人以为投资十多万就可以成事,实际上起码需要投资上百万,才足以开店。
个人3D打印机的花费也不便宜。一两年前,中国国内公司还没有自己的个人3D打印机产品,只能从国外引进机器,价格却要2万多元。而实际上国产个人3D打印机的推出和大幅降价亦只不过是这一年多的事情。
尽管个人3D打印机价格的确在下滑,但与专业级的机器比起来还有巨大的差距。比如,个人3D打印机所能打印的尺寸远不及工业级设备,如果要打印尺寸很大的船舰模型,基本只能一个个部件来打,之后再黏合,还是很费劲。而能解决一次整体打印的机器价位在百万元以上,这是一般人无法承受的。
而目前大多数个人购买的3D打印机,打印原料基本上以塑料材质为主。现在个人3D打印机使用的ABS塑料基本上只适合打印相对大面积的平面造型,石膏材质虽然可以做相对复杂一些的结构,但表面更为粗糙、易碎。高端的树脂能够避免上述两者的缺点,但比起用ABS塑料来做一个同等大小的东西,大概要贵上100倍,更别说金属了。
(责编:陈加索)