近年來,3D打印技術逐漸走入公眾視線,我們通過一系列新聞得知了這一仿佛“上天入地,無所不能”的“包打天下”的高精尖科技:3D打印的航天器零部件、3D打印的手槍、3D打印的心臟血管、3D打印的巧克力……除了航空、軍工、醫療行業的神秘技術,作為普通人,我們也同樣關心自己什么時候才能用上3D打印機?價格幾何?3D打印機將給我們帶來怎樣的生活便利與享受?而這些問題的答案對于生活在威海的人來說是令人歡欣鼓舞的,本文將揭開3D打印機的神秘面紗,一窺威海3D打印行業的全貌。
3D打印的原理是什么?
加熱抽絲再平鋪,層層累積如同搭積木
3D打印機其實是一種快速成型設備,目前,桌面式3D打印機多利用FDM(Fused Deposition Modeling熔融層積)原理,通過對PLA或ABS耗材的加熱、軟化、使其出絲并通過噴頭的移動層層覆蓋、逐漸凝固,最終得到成品。當然,打印食品用的3D打印機所使用的耗材就是各種食物了,其中的原理則是相同的。
桌面級3D打印機都能干啥?如同打開了哆啦A夢的口袋
桌面級3D打印機能做的事情相當多,就如專家所言:“我們現在不能說3D打印機可以打印一切,但基本可以說,它可以打印一切形狀。”只要你能想得到,并用電腦畫出圖,就可以交給3D打印機去打印了。
對于個人用戶,3D打印機可以用于各項家庭常用物品的設計和制造上,不管是桌椅、杯子、碗碟、涼鞋、牙刷還是給孩子用的玩具,都可以輕松實現。筆者采訪到了正在加拿大攻讀物理學博士的田先生,他正計劃為家里購置一臺3D打印機:“因為所學專業的原因,我對3D打印機一直就比較關注,買一個回家之后拆解一下,我可以更好的了解它的工作原理,以后我做實驗用的小零件也不用買了,自己就能打印出來。空閑時間可以打一個好玩的東西出來,那都是獨一無二的,在商場里是買不到,相信家里人會很開心。”
3D打印機的出現也是“自拍控”們的福音,從此拍照愛好者不僅可以用相機拍下自己的平面圖像,更可以通過3D打印機打印一個立體人像,留下自己在不同時期的形體狀態。只需通過人體掃描儀對自己進行掃描獲取相應數據利用電腦進行建模,然后就可以靜靜等待3D打印機制作出的三維立體人像了。
對于廣大吃貨們最為關心的3D打印食物的問題,記者也找到了答案:3D打印食物看似神秘其實非常簡單,比如3D打印巧克力,只需要給原本的3D打印機更換一個干凈的專用噴頭,將巧克力灌注進去就可以了,不過遺憾的是這種簡單的方法只能通過個人的創意改變巧克力的形狀,并不能改變巧克力本身的口味。
對于企業用戶,3D打印機適合一直不斷研發的公司使用,因其有利于實現銷量較低的“高級定制”產品的制作。比如客機的空調出風口,需求量就很少,生產成本較高,使用3D打印機可以更為快捷和便利。與傳統工業相比,3D打印機的優勢在于可以大大節省時間成本和經濟成本,以儀表公司為例,用傳統方式開模制作一個表的外殼十分昂貴,少則幾千多則幾十萬,耗費的時間也很長,一旦不合適想要再次修改就要重新開模,成本難以控制。而3D打印機只需要畫出立體圖,就可以立刻生產,無需等待,修改方式也十分便捷。
3D打印價格幾何?
對企業來說很實惠 對個人而言有點貴
目前,市面上常見的桌面級3D打印機售價在幾千元到一萬元左右,相當于一臺普通電腦的價格。
如果只想購買3D打印的產品,那么,商家通常會按照打印重量(每克2—3元人民幣)或者打印時間(每小時20-30元)來收費。對3D打印機而言,只要體積相同,不論圖紙的復雜程度如何,打印時間基本都是一樣的。按照最高精度打印的話,一個高度為4.5厘米的物體,大概需要一個小時就可以打印出來。
在威海制造3D打印機的都有誰?
新銳創業人和高校科研者都不愿錯過
在威海,有幾位“敢于吃螃蟹的人”早已開始研發3D打印機并投入生產,不論是個人的自主創業還是高校的科研創新,這些3D打印機的產品質量和精度都處于業界領先水平。因此可以說,威海制造的桌面級3D打印機已經可以“飛入尋常百姓家”,讓我們享受這一高科技帶來的福利。
大學畢業后,年輕的張海洋選擇了自主創業的人生道路,幾經摸索,目光敏銳的他看準了3D打印行業的無限前景。從去年5月立項研發至今,經過反復嘗試、修改和更新,他已經制造出了屬于自己的第四代3D打印機,“我自己跑過全國很多地方,可以說,我的產品在市場上基本是處于領先水平的,而且我可以不依賴別人的技術。”張海洋在說起自己的3D打印機時十分自豪。“前幾天還有廠家讓我們幫忙制作奶粉罐上用的塑料蓋子和小勺,這個要求是很容易實現的。”現在,張海洋正著手制作一種新型的家用3D打印機,造型更為小巧可愛,可以專門用于打印食物,到時候,想要在家打印巧克力、奶油甚至是冰淇淋,都不成問題。
哈爾濱工業大學(威海)汽車工程學院的張繼春老師一直致力于汽車零部件的制造和研究。利用自身的科研平臺優勢以及對世界科技前沿的精準判斷和把握,張繼春博士引進德國的先進技術,將自己投入到了3D打印機的研究之中。值得一提的是,目前市面上超過90%的3D打印機噴頭使用的都是XYZ軸的移動方式,而張博士制造的3D打印機并沒有采用這一已經發展了很多年的技術,他通過科技創新,使用并聯臂式噴頭,可減少其運行時間,將打印速度至少加快30%。
一開始,張繼春博士的3D打印機主要為自己實驗室和學校其他老師、部門提供一些幫助,廣受好評和歡迎。比如學校里的HRT方程式賽車零件非常容易損壞,張老師的實驗室就經常幫他們打印各種零件,學生使用的四驅車磕了角,因為零件無法購買,同學們就自己打印出來,非常方便。現在,張老師和他的3D打印機已經有了一定的知名度,不少企業都主動找上了張老師的實驗室,尋求合作,最初為學校水上自行車提供的零件現在已經有企業投入了量產。在張老師的實驗室,記者見到了來領取自己定制的3D打印零件的李先生,他說,3D打印機的出現十分及時,因為開發新產品成本總是很高,自己經常需要制作一些小電器的零件,以前都是先開模然后再反復修改,特別麻煩,現在可以使用張老師這里的3D打印,就方便多了。
3D打印的未來:10年內家家戶戶都會有
談到3D打印產業的未來,作為高校教師的張繼春博士和作為自主創業者的張海洋都充滿了信心和期待。
張繼春博士說:“毫無疑問,3D打印機將改變我們的生活,為我們提供全方位的服務,樂觀一點估計,在未來的5到10年內,桌面式3D打印機會和如今的電腦一樣,實現人手一臺,我們可以把3D打印機當成一個大玩具,它既有趣又能干活,能夠制造專屬于你的獨一無二的東西,充分實現產品的個性化。3D打印會不斷有新的產品出來,可以不斷更新,除了個人用戶之外,各行各業都能會用到,因此不會淘汰,這個市場也不會飽和,有無限的發展空間。”