3D打印将何去何从_3d打印会改变什么

其他范文 时间:2020-02-26 21:56:54 收藏本文下载本文
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机械1012班张殿超20104029

如何定位3D打印技术

在今天3D打印以成为众所周知的高新技术,在多数人的眼里它就像魔法师那样有着神奇的魔力,总能带给你意想不到的意外,事实上在给这个世界带来神奇的同时也需要人们冷静的思考,究竟3D打印技术会不会促成第三次工业革命,3D打印技术究竟应该何去何从呢?

3D打印技术在近几年收到全世界的关注,各国纷纷加入其研发上,以便在这个领域有所成就,事实上,一味的痴迷于3D打印技术的研发或大量的人力物力的投入将是个错误的导向,我们不否认3D打印技术给我们生活带来的方便但是我们也必须看清楚它在成为主流的同时必须应该认识到“有所为有所不为”,它并不能为我们的“天马行空”埋单。

我们知道科技的进步必然带来新的市场,随之而来的是产业界的大变革,转基因技术的轰动,克隆技术的大爆炸,还有工业机器人带来的革命都引起了全世界的广泛关注,那么3D打印技术会不会有市场呢?

其实这个问题并不难回答的,此项技术是在上个世纪的八十年出现的,至今还没有形成市场,它不想工业机器人那样很快的被整个世界所接受并迅速的发展,它有很多的技术瓶颈。我们可以看看身边究竟有多少台3D打印机?你又用过哪些3D打印的产品?事实上3D打印传给我们的只是概念,它不想打印机那样就在我们身边并且为我们的生活带来很多便捷,且不论它们的制造成本就材料来源和环境保护以及工作效率都是很难满足我们日常的需要的。它似乎更像“弄潮儿”站在潮流的前列,为大家所关注,但是我们并不了解3D打印技术究竟怎样?而是更多的将其功能夸大化,并且赋予其无所不能的能力,以便在未来的某个时期可以满足自己的需要,事实上这就是大家一时的兴致,我相信当你看到那些高昂的费用的时候,你就会理性的思考我们究竟需要那些千奇百怪的东西吗?或许你不会为你的好奇埋单。

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早在1985年,在五角大楼主导下,美国秘密开始了钛合金激光成形技术研究,1992年这项技术才公之于众。不过,由于在制造过程中钛合金变形断裂的技术难题无法解决,美国始终无法生产高强度大尺寸的激光成形钛合金构件。2005年,美国从事钛合金激光成型制造业务的商业公司Aeromet由于始终无法生产出性能满足主承力要求的大尺寸复杂钛合金构件,没能实现有价值的市场应用而倒闭。美国的其他国家实验室也无法攻克这一难题,只能进行小尺寸钛合金部件的打印或进行钛合金零件表面修复。这就是我们必须看到的事实,3D打印技术的应用领域应该予以清晰的明确而不能妄自菲薄的认为3D打印技术的无所不能。

上海同济大学教授、现代制造技术研究所名誉所长张曙认为:“过去,我们只是当3D打印是一种快速成形技术,但现在工业领域的应用,可以让设计、创意与生产分开,可以实现减少库存的生产,等于提供了新的商务模式,就势必会引起制造业的变革。但3D打印的技术还存在很多难题,加工精度、材料应用等方面,在制造业的应用不是一时半刻能够实现的”。

谈工业革命,这些离我们太过遥远,要知道每一项新技术的应用,都会经历很长的市场培育期。3D打印技术虽然在已有近20年的发展历程,但仍未进入成熟期,不仅技术存在缺陷,成本也很难控制。

首先是材料性能差,强度、刚度、机械加工性等都远不如传统加工方式。房子、车子固然能“打印”出来,但是否能抵挡得住风雨,是否能在路上顺利跑起来,够呛。手枪真的能发出子弹?至少在国外原文中,只是提到枪身是3D打印的而已,至于膛线和枪管,并不是的,事实上3D打印的枪支不堪使用。

由于采用层层叠加的增材制造工艺,层和层之间的粘结再紧密,也无法和传统模具整体浇铸而成的零件相媲美,这意味着在一定外力条件下,打

印的部件很可能会散架。虽然现在出现了一些新的金属快速成型技术,但是要胜任大部分机械用途,比如要承力、传递扭矩等,或者进一步机加工的话,还不太可能,充其量只能做原型使用,不能作为功能性部件。其次是材料局限,成本高。目前供3D打印机使用的材料非常有限,主要是石膏、无机粉料、光敏树脂、塑料等。如果真要打印房屋或汽车,光靠这些材料是远远不够的,金属构件,恰恰是3D打印的软肋。

第三精度问题。由于分层制造存在台阶效应,每个层次虽然很薄,但在一定微观尺度下,仍会形成具有一定厚度的一级级“台阶”,如果需要制造的对象表面是圆弧形,那么就会造成精度上的偏差。还有些工艺需二次强化处理,当表面压力和温度同时提升时,3D打印的杰作必然会引起材料的收缩与变形,造成精度降低。

此外有学者还预言随着3D打印技术的成熟,越来越多的工作将不需要人的操作,那么必将带来大量的工人失业(曾经又说机器人会代替人类工作,可事实上,人类的工作是无法被及其所代替的),随之而来的就是社会问题,科技的进步必然会面临很多问题。

我试着在淘宝网去看看关于3D打印机的数量在不到3千台,而京东商城也不过数十台而已,价格多在数千元以上;而在百度上搜索关于3D打印机的生产厂商也不过数十家;这一切都在说明3D打印技术其实很难形成市场以及产业链的。

个性化消费领域:“独一无二”具有巨大的吸引力,个性化的产品会逐渐成为市场主流。这是一个最广阔的市场。3D打印最吸引人的地方就是可以按照我们自己的想法生产物品,比如手机外壳、珠宝饰品、服饰、鞋类、食品、文化创意作品等,定制化将成为常态。

3D打印的内衣,将彻底解决女性的不合身和舒适问题;3D打印的玩具,不会再有孩子拆开包装,不知道如何拼装机器人;3D打印的AK47,也许会打破这个世界旧有的观念和立法,拥有武器会成为一项普遍的权利。人体的每个部位和器官,3D打印都能完美复制,使得人体可以像机器一样随意替换一个“零件”,生命极限由此将再次得到突破。人们似乎寄予3D打印技术太多的期望,往往忽略了其背后带来的各种问题:成本问题、材料问题、标准与软件问题、成型精度问题、安全和伦理问题、知识产权问题等。3D打印的食物虽然在款式上新颖独特、精巧美观,但是多少人愿意为这些“华而不实”的食物去付出成千上万人民币,至少一半家庭很难承受这样高昂的费用,就食物的营养价值而言并没有因此而有所改变,故很难有市场。于此类似的还有转基因食物,事实证明它面临着很多的挑战。在医学上就3D打印出能具有生物活性且满足功能的器官一事也觉得有点天方夜谭,虽然通过现在的医学科技是可以通过各种的成像原理得到各种生物组织的模型,但是就再造出有活性的器官将显得有点夸张,与克隆技术相比其相差甚远,可以认识到一点的是今天的医学上的打印骨骼、牙齿、支撑架等是没有生物活性的,只是运用此技术构造一些复杂的器官或组织的支撑架以是的具有生物活性的人体细胞再次基础上分化生长,并且要达到这样的效果在医学界还是要面临很多挑战以及需要攻克很多技术上的瓶颈。当然在医学上很多方面它还是很出色的,比如义肢、牙齿、骨骼等都取得了不错的成绩。

目前在日本,就有不“洗”照片“洗”公仔的3D打印“照相馆”,“洗”出来的不再是照片,而是身高为10—20公分的立体公仔。前不久,世界第一的脱衣舞娘蒂塔·万提斯,为我们展示全球第一件 3D打印礼服。

由此可见在个性化消费领域,3D打印技术表现的非常出色,曾有学者预言全民DIY的时代到来了,其实这绝对是夸张的说法,你能想象一下数十亿的大众没人都DIY一件产品,那将要多少材料来做支撑?其带来的环境问题又将怎么解决呢?3D打印技术并不能实现无所不能,我们必须理性的去发展,以便更好的服务这个世界的发展与进步。

根据以上分析我想表达的观点是:3D打印技术应该定位在工业发展的辅助地位,在无性能要求且形状复杂的零部件的制造商加以补充以更好的解决实际应用问题。而在医学、科研等方面也看可以开放其最佳的用途,而不是去做些性能上面的改进,重点放在辅助地位而不是主导地位。在其他方面一样可以做少量的发展,旨在在创新设计已经艺术形态上进行发展,同样不需要对大众进行推广,只要能满足大众在娱乐方面的需要即可。每一种新生科技的发展都有其不可逾越的瓶颈,只有在理性的基础上才能将其更好的发挥并推动整个社会的发展,我个人不觉的3D没有未来,而是需要一个更好的定位,以便实现其所为和其所不为,一味的肯定及花费大量的人力、物力去改进其功能及用途可能会适得其反。

所以3D应该定位在科学技术发展的辅助地位,应随着整体大环境的改变而做相应的调整,不能大手笔去这些无意义的事情,并不是每一项新科技都会成功,历史的经验告诉我们必须理性的对待新事物的发展。

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