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首先利用三維造型軟件設(shè)計(jì)出產(chǎn)品的三維模型
轉(zhuǎn)換
利用處理軟件將設(shè)計(jì)出的三維模型離散、分層
分層數(shù)據(jù)
打印
將離散后的數(shù)據(jù)輸入3D打印設(shè)備進(jìn)行制造
日前，正在全國(guó)各大影院上映的《十二生肖》中一個(gè)高科技鏡頭令無(wú)數(shù)觀影者留下深刻印象，影片中成龍扮演的國(guó)際大盜用高科技掃描手套獲取了實(shí)驗(yàn)室內(nèi)擺放1:1獸首模型的三維數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)程傳輸?shù)搅硪欢送锏碾娔X上，瞬間就從電腦連接的打印機(jī)上復(fù)制出與實(shí)驗(yàn)室完全一致的立體銅獸首。這個(gè)小小的片段，正是演繹了時(shí)下科技界最熱議的3D打印技術(shù)。
面對(duì)國(guó)內(nèi)外如火如荼的3D打印熱潮，3D打印究竟有哪些奇妙之處，上海3D打印產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀又如何？記者日前走訪了多家滬上3D打印代理商和下游使用客戶，最直觀的感受是上海的3D打印僅是“小荷才露尖尖角”。市場(chǎng)人士則認(rèn)為，上海相關(guān)部門急需加快調(diào)研和布局3D產(chǎn)業(yè)。
3D打印的東西能不能用？
位于張江集電港7號(hào)樓內(nèi)，掛有上海福斐科技發(fā)展有限公司門牌的“不起眼”公司，卻是上海乃至全國(guó)最大的3D打印設(shè)備經(jīng)銷商，主要代理美國(guó)的3D system和Stratasys公司的快速成型產(chǎn)品，這兩家企業(yè)也是全球排名前兩位的美國(guó)上市企業(yè)。剛推開公司玻璃門，一個(gè)擺滿“五花八門”3D打印產(chǎn)品的展示架就吸引了記者的目光，扳手、水龍頭、鞋子、汽車模型，甚至還有奧特曼，一個(gè)個(gè)產(chǎn)品栩栩如生。但當(dāng)記者用手觸摸那雙橘紅色的鞋子時(shí)，心中不免失望，猶如“石頭般”堅(jiān)硬，原來(lái)這是由石蠟打印出來(lái)的。
3D打印的東西難道不能用？前不久，國(guó)際上不都已經(jīng)打印出能穿的女性內(nèi)衣了嗎？面對(duì)記者的疑問(wèn)，福斐科技公司經(jīng)理張樂奎說(shuō)，3D打印分為很多技術(shù)類型，每種不同的技術(shù)類型對(duì)應(yīng)著不同的打印材料，比如，展架上這款“只能看、不能穿”的鞋子采用的是激光燒結(jié)成型技術(shù)，對(duì)應(yīng)的是石蠟、陶瓷粉末等材料，如果采用其他成型工藝和相關(guān)材料打印，打出能穿的鞋子也不無(wú)可能。
張樂奎說(shuō)，3D打印又稱“快速成型”技術(shù)，它是“增材制造”的主要實(shí)現(xiàn)形式。所謂增材制造是指區(qū)別于傳統(tǒng)的“去除型”制造，不需要原胚和模具，直接根據(jù)計(jì)算機(jī)圖形數(shù)據(jù)，通過(guò)增加材料的方法生成任何形狀的物體，最大優(yōu)點(diǎn)就是能簡(jiǎn)化制造程序，縮短新品研制周期，減低開發(fā)成本和風(fēng)險(xiǎn)。
對(duì)于進(jìn)入這個(gè)行業(yè)已經(jīng)6年多的張樂奎來(lái)說(shuō)，3D打印并不是什么新概念。他介紹，早在上世紀(jì)90年代初就已經(jīng)有了商業(yè)化的快速成型設(shè)備，進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)是在2000年左右，主要是以工業(yè)應(yīng)用為主，目前在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上，3D打印概念炒作得非常火熱，但是對(duì)于應(yīng)用成熟的工業(yè)設(shè)計(jì)行業(yè)來(lái)說(shuō)，這門技術(shù)已經(jīng)不是新概念了。所以，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)購(gòu)買3D打印機(jī)的主要客戶群體還是集中在工業(yè)客戶上，如商業(yè)交通工具、航空航天、電子消費(fèi)品、教育、文創(chuàng)、醫(yī)療、制鞋、家電等等行業(yè)。
3D打印技術(shù)“尚不成熟”
3D打印到底需要哪些技術(shù)的支撐？在上海悅?cè)痣娮涌萍加邢薰靖笨偨?jīng)理張國(guó)良看來(lái)，信息技術(shù)、精密機(jī)械、材料科學(xué)是快速成型產(chǎn)業(yè)的三大關(guān)鍵技術(shù)。
要想打印出何種形狀的物品，首先要有先進(jìn)的軟件及數(shù)字化工具，設(shè)計(jì)出該物品的三維數(shù)字模型，并根據(jù)模型能夠自動(dòng)分析出打印程序。在《十二生肖》中的神奇的三維掃描手套現(xiàn)實(shí)中還不能做到。但是相對(duì)于數(shù)據(jù)模型的建立，精密機(jī)械技術(shù)更為關(guān)鍵，3D打印以“每層疊加”為加工方式，這對(duì)打印設(shè)備的精準(zhǔn)度和穩(wěn)定性要求極高，一旦有一層出現(xiàn)問(wèn)題，整個(gè)產(chǎn)品就會(huì)變形。
但張國(guó)良認(rèn)為，材料才是困擾3D打印的最頭疼問(wèn)題。據(jù)介紹，用于3D打印的原材料較為特殊，必須能夠液化、絲化、粉末化，打印后又能重新結(jié)合起來(lái)，材料工藝要求極高。目前，這些材料都由快速成型廠家直接提供，尚未實(shí)現(xiàn)第三方供應(yīng)材料的模式。而對(duì)于一些小型的面向個(gè)人的3D打印機(jī)，已經(jīng)出現(xiàn)了可以通用的材料，但是范圍也非常的小，量也不是很大。
張樂奎介紹，快速成型材料基本上可以分為高分子材料和金屬材料兩大類，高分子材料如光敏樹脂、ABS、PC、尼龍粉、石膏粉、蠟等，是目前主流的快速成型材料。金屬材料受快速成型工藝的局限及材料本身的限制，應(yīng)用并不廣泛；未來(lái)，金屬材料可能會(huì)在應(yīng)用中體現(xiàn)它的優(yōu)勢(shì)，可能會(huì)有更多的金屬加工工藝及金屬材料出現(xiàn)。但他表示，目前整個(gè)材料的成本還是非常高。比如，即使打印一個(gè)一次性紙杯大小的產(chǎn)品，整個(gè)耗材價(jià)格可能也要100到200元，一般老百姓也“玩不起”。因此，從成本角度看，也難以替代規(guī)模經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)方式下的產(chǎn)品。
進(jìn)入尋常百姓家還“有點(diǎn)遠(yuǎn)”
伴隨著3D概念的熱炒，網(wǎng)上3D打印機(jī)的銷售也風(fēng)生水起。記者在淘寶網(wǎng)上發(fā)現(xiàn)，一些小型個(gè)人桌面式3D打印設(shè)備開始在網(wǎng)上“叫賣”，價(jià)格3000元至10000元不等，但成交量卻寥寥無(wú)幾，而這也與滬上主要經(jīng)銷商的市場(chǎng)銷售數(shù)據(jù)一致。專門做德國(guó)EOS快速成型設(shè)備的悅?cè)痣娮樱ツ赇N售2000多萬(wàn)元，但基本是每套幾百萬(wàn)元的工業(yè)用大型設(shè)備。福斐科技去年銷售的200多套設(shè)備中，也沒有個(gè)人用設(shè)備。
張樂奎說(shuō)，三維打印機(jī)的定位一直是研發(fā)設(shè)備，應(yīng)用在新產(chǎn)品開發(fā)的前端，用來(lái)做設(shè)計(jì)模型。因此，現(xiàn)在市場(chǎng)上超過(guò)90%的裝機(jī)客戶都是工業(yè)（商用）客戶。民用客戶（個(gè)人3D打印機(jī)客戶、家庭3D打印機(jī)客戶）的數(shù)量雖然在遞增，但是裝機(jī)量還是非常的少，主要是因?yàn)槿S打印機(jī)（快速成型機(jī)）硬件設(shè)備昂貴、耗材昂貴，專業(yè)知識(shí)要求較高。
他說(shuō)，除了經(jīng)濟(jì)成本，對(duì)普通人來(lái)說(shuō)，三維設(shè)計(jì)軟件的使用可能都是“門外漢”，要想設(shè)計(jì)出個(gè)性化的產(chǎn)品根本不可能。但是，目前國(guó)際上一些大的快速成型設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)，正在不斷攻關(guān)一些“傻瓜型”設(shè)計(jì)軟件，未來(lái)只要會(huì)上網(wǎng)就能打印出個(gè)性化創(chuàng)意設(shè)計(jì)也不是沒有可能。到那時(shí)，個(gè)人3D打印機(jī)即民用3D打印機(jī)肯定會(huì)和工業(yè)客戶一樣，呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。
