3D打印新態(tài)勢

說到3D打印,大家會想到什么呢?打印一個小玩偶?或者是一個精密的小零件?不過,雖然我們經(jīng)常能在新聞上聽到3D打印出來的各種各樣的東西,但這些東西都是「樣品」,都還沒進(jìn)入大量生產(chǎn)的階段。美國麻省理工學(xué)院每年都會評選出一個名單,名單上包含了當(dāng)年全球五十家最聰明的公司。在最新出爐的名單上,有一家來自硅谷的3D打印公司位列榜單的第十八名。這家公司叫 Carbon,就是英文里「碳元素」這個詞Carbon( [ka: rban))這家公司,2013年オ成立,讓3D打印實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)成為可能。在這個榜單上,這家公司和一些蘋果、因特爾之類的巨頭公司排名不相上下;通用電氣和谷歌等巨頭都是它的投資人。目前,這家公司已經(jīng)融資兩億多美元了現(xiàn)在做3D打印的公司很多,而這家公司之所以能夠脫穎而出,就是因?yàn)樗I(lǐng)了硅谷的一個新趨勢:那就是,3D打印勢必要從小眾的、打印著玩兒的這么一個技術(shù),走向批量生產(chǎn)」的方向。而這家公司做的,就是讓3D打印批量生產(chǎn)這件事兒成為可能爾知道嗎?現(xiàn)在市場上主流的「3D打印」,嚴(yán)格來說根本都不算是3D打印。傳統(tǒng)的3D打印,其實(shí)就是一遍一遍地2D打印,技術(shù)也是2D打印的技術(shù),然后再把打印出來的東西一層一層地「摞」起來這就是 Carbon的3D打印和其他公司的不同之處:它不是一層一層「據(jù)」起來的,而是整個從水槽中綏綏升起的不止是聽上去比現(xiàn)在的3D打印更酷炫, Carbon還能解決現(xiàn)在市場上這種

「3D打印」的三個問題

一，速度太饅,有時候打印個東西要好幾個小時

二,「一層一層地打印」,這樣打印出來的零件質(zhì)量有缺陷

三,可以用來3D打印的材料太少。這三個因素加起來,你就知道為什么現(xiàn)在做不到用3D打印大量生產(chǎn)了吧!而 Carbon的技術(shù)和傳統(tǒng)3D打印相比,有這么幾個優(yōu)點(diǎn)一,打印速度快,某些情況下能比其他的3D打印速度快上好幾干倍二,能用作3D打印的原料更加廣泛,比如橡膠狀弾性體,或者耐用的硬塑料,都可那么 Carbon是怎么做到的呢?這個公司的技術(shù)核心,就是「數(shù)字光合成技術(shù)」。Carbon運(yùn)用高分子化學(xué)中的知識,利用光和氧氣讓零件從水里「長」出來。光,可以吧液體樹脂變成固體,而氧氣呢,能夠抑制這一過程。而 Carbon做的,就是準(zhǔn)確地制光和氧氣。那么,它具體是怎么做的呢？我們可以把 Carbon的打印機(jī)想象成一個洗碗池,當(dāng)然了,人家里面裝的不是測鍋水,而是一種特殊的、專門用來3D打印的液體。這個洗碗池有個特點(diǎn):它的底部有個窗口,底下放著一個投影儀,這個投影儀負(fù)責(zé)往上面投紫外區(qū)域的光。你可別小看這個洗碗池的「窗口」:這個窗口不僅能讓光線透過去,還能透過氧氣。這有點(diǎn)像什么呢?有點(diǎn)像我們平時佩載的隱形眼鏡。傳統(tǒng)的3D打印是怎么做的呢?在傳統(tǒng)方法中,當(dāng)平臺降下來的時候,氧氣透不過去這「窗口」,也就是說,打印機(jī)做出一個2D的圖形,然后把它粘到窗口上。說到3D打印,大家會想到什么呢?

      如果想打印下一層,你得先把這一層從窗口分離出去,重新注入樹脂、重新定位,一遍一遍重復(fù)。你想啊,這么一層一層的打印,速度肯定就饅下來了這就是為什么 Carbon這個「洗碗池」底部的「窗口」這么特殊:記得我們剛才說過光線和氧氣這對化學(xué)反應(yīng)里的「冤家」都能透過這個「窗口」嗎? Carbon的方法是在光線照到底部的同時,氧氣也透過底部,阻礙反應(yīng),也就是3D打印成品里「鏤空」的部這就是我們剛才提到的「數(shù)字光合成技術(shù)」,簡單地說,「數(shù)字光合成技術(shù)」就是讓光和氧氣同時發(fā)生作用,讓3D打印能夠在一瞬間完成。怎么樣,是不是聽著很神奇了打印得特別快, Carbon打印出來的東西和傳統(tǒng)的3D打印相比,還有一個非常大的好處,就是它打印出來的零件是完整的一塊。我們剛才也說了,傳統(tǒng)的3D打印是一層一層的打,打出來的零件有些特性會受到影響,比如說表面不夠光滑。但 Carbon打印的3D零件,是一瞬間「一起」打印出來的,而不是一層一層打印出來的,所以它的表面特別光滑,看起來像注塑成型制作出來的零件,非常了不起。提高了打印速度、擴(kuò)大了打印的原材料后, Carbon說了,3D打印終于可以被用在規(guī)模化的生產(chǎn)中了。他們公司的口號就是:「生產(chǎn)樣本沒意思,大量生產(chǎn)才有意思?！苟@句口號,恰好說出了3D打印這個行業(yè)的新趨勢。我們現(xiàn)在的生產(chǎn)流程是怎樣的呢?首先,產(chǎn)品設(shè)計(jì)師把一款產(chǎn)品設(shè)計(jì)出來;設(shè)計(jì)出來以后,先把樣品生產(chǎn)出來,大家把樣品拿在手上,摸一摸看一看,看看這個東西是不是和想象中一個樣子;大家覺得樣品沒問題了以后,再找到工廠,讓工廠給機(jī)器開模。「開?！咕褪巧a(chǎn)過程中模具的開發(fā)制作,在生產(chǎn)工序里面,這個步驟是最花錢的;等模開好了之后,才可以開始批量生產(chǎn)。說到3D打印,大家會想到什么呢?打印一個小玩偶?

     而用類似 Carbon這種「數(shù)字光合成技術(shù)」的3D打印,就能跳過中間建模那些步驟從「設(shè)計(jì)」這一步直接跳到批量生產(chǎn)。你比如說,最近他們和回迪達(dá)斯合作,準(zhǔn)督生產(chǎn)十萬雙運(yùn)動鞋,這些運(yùn)動鞋的與眾不同

之處就在于,它們的氣墊都是3D打印出來的。這款氣墊看上去有點(diǎn)像蜂窩,上面有很多非常細(xì)密的鏤空部分,讓這個氣墊有非常好的綬沖性,穿著這雙鞋跑步,能大大減少跑步對膝蓋的傷害。

和傳統(tǒng)鞋墊比起來,這種3D打印出來的鞋墊有四個好處

第一,它非常非常輕

第二,這個鞋墊非常柔韌、靈活

第三,特別耐用

第四,和傳統(tǒng)鞋墊相比,它的誕生過程可謂非同尋常:它是直接從液體打印出來的而不是我們剛オ說的,先做樣本看看、再讓工廠開模也就是說,以后誰能找到一種快速、大量制造高質(zhì)量零件的辦法,誰就能改變制造業(yè)。

     換句話說,「高端制造業(yè)」的競爭,實(shí)際上就是「誰能按需求定制、還能吧東西做得又快又好」的比這個技術(shù)在我們的日常生活中有哪些應(yīng)用呢?比如在醫(yī)療領(lǐng)域,就算是心臟支架這么精密的東西,我們現(xiàn)在還常常用「均碼」,其實(shí)沒有兩個人的身體是完全一樣的,衣服還分大小號呢,手術(shù)里用到的零件,怎么可能所有人都用一個號呢?像 Carbon這種下一代的3D打印技術(shù),就有可能把這個問題解決了:如果一位病人需要一個心臟支架,3D打印能快速為他打印一個專屬于他的、基于他的解剖學(xué)構(gòu)的、可以在一年半載后消失的支架,而不是醫(yī)生從架子上拿一個標(biāo)準(zhǔn)型號給他除了醫(yī)療領(lǐng)域,3D打印還可以被運(yùn)用在很多其他方面:有人用來打印電動摩托車的精密部件,還有人用來打印矯正牙齒的牙套,等等。除了 Carbon這種新公司,一些老牌科技公司也想在這領(lǐng)域有所作為比如惠普公司就推出了3D打印機(jī)打印高強(qiáng)度的尼龍零件;除了用尼龍作為原材料,他們還在研發(fā)用橡膠、工程塑料等材料作為原料;而且,惠普的3D打印機(jī)自身50%的零部件就是3D打印出來的。

    另一家名字叫作「桌面金屬」,想用不同種類的金屬合金提高打印速度。和其他金屬3D打印系統(tǒng)不同的是,這家公司不用激光或切割工具3D打印,而是采用一項(xiàng)專有的單通道噴射技術(shù),讓它打印金屬零件的速度比現(xiàn)在的方式快100倍に看,為了能讓3D打印大規(guī)模應(yīng)用、批量生產(chǎn),大家都在尋找提高打印速度、増加打印材料的辦法: Carbon想用「數(shù)字光合成技術(shù)」、惠普想以尼龍為原材料、「桌面金屬」想用「單通道噴射技術(shù)」,但目標(biāo)都是一樣的。說到3D打印,大家會想到什么呢?打印一個小玩偶?