3D打印能掀起一场新工业革命吗?

时间:2019-10-15 15:13       来源: 清扬装修有限公司

  看起来很美,想起来很炫,用起来并不简单。预想与现实的对比,让人不禁疑惑3D打印技术真的能掀起一场新工业革命么?

  至少,美国著名科技杂志《连线》的前主编安德森这么认为。不仅如此,他还用实际行动诠释了这一观点:辞去主编职务,投身于3D打印的创业当中。3D打印是一件比互联网更重大的事情,他在新书《造物者:新工业革命》中如此写道。

  在接受媒体采访时,安德森说道:3D 打印就像当年的Macintosh(电脑操作系统)一样,会掀起一场技术革命。它将会走入千家万户,成为居家旅行必备良品,我女儿就有一台。当我看到人们用他们惊人的想象力打印出各种成品时,我意识到这是连接我们的想象和现实的新纽带,这就是一场革命。

  安德森在新书签售的演讲中把3D打印机类比1764年的珍妮纺纱机。后者是工业革命的起源,而前者将会是新一次工业革命的起源。他之所以没用惯用的蒸汽机作比方,是因为珍妮纺纱机与3D打印机一样,都基于家庭诞生,是一个历史的循环。

  毫无疑问,安德森是3D打印技术的疯狂拥趸。他的观点也遭到了无数人质疑。但其实,无需去想象遥远的未来,就目前现状分析,3D打印至少有着三大瓶颈。

墨汁局限打印能力

  3D打印不是一项高深艰难的技术。它与普通打印的区别就在于打印材料。

  目前,以色列的Object是掌握最多打印材料的公司。它已经可以使用14种基本材料并在此基础上混搭出107种材料,两种材料的混搭使用、上色也已经是现实。但是,这些材料种类与人们生活的大千世界里的材料相比,还相差甚远。不仅如此,这些材料的价格便宜的几百元一公斤,最贵的要四万元左右。

  在北京化工大学材料科学与工程学院教授苑会林看来,可打印材料的稀少和昂贵是制约3D打印技术的最大瓶颈。3D打印需要的材料必须是高分子材料,加热或激光照射之后要具有流动性,能够变成流体、半流体,成型之后有能力立刻固化。拥有这样条件的材料目前并不多。

  3D打印的发展也体现了墨汁的决定作用。当只能使用塑料、石膏的时候,3D打印的应用主要局限在样品模型制作;当它能使用钛合金的时候,也就直接打印出构件使用在飞机上。如果未来几年,土壤、岩石、细胞等都能成墨汁,再造一个世界也就成为了可能。

  对此,苑会林持相反观点。尽管,使用材料的范围会扩大,但不会囊括所有。每一个材料都有其自身化学特性,并不是都能实现液化、固化的转换。例如生命科学家想利用干细胞打印器官。干细胞如何液化、固化转换,即使转换成功,还能保证正常机能么?这些预想,我认为都不大可能实现。

变革仅在工业领域

  尽管王华明多年致力于3D打印的研究,并成功完成了科研项目,但他也并不认为3D打印会改变人民生活。

  就我多年跟3D打印技术接触来看,这项技术在工业领域,确切地说,就是在大型关键整体构件的制造方面,带来了革命性的变化。在其他方面,还看不出会带来什么变革,特别是人民生活方面。说它是工业革命,说得太大了。

  即使是在工业领域,3D打印也不是万能的。例如汽车,如果是一整片车盖,使用3D打印技术没问题,但是把整辆汽车打出来,一种材料无法完成;如果是一个部件一个部件地打印,再拼装,那还有什么意义?做个新奇酷品可以,生产使用不可能。

  在目前来看,3D打印使用的优势就在于工业中的大型整体构件。仅在这一方面,3D打印也还是刚刚起步,有很多不足。据王华明介绍,3D打印应用在工业领域就要对工艺有着很高的要求,特别是精密机械。打印出来开不开裂,能不能成型,质量能否达标,性能怎么样,都是未来3D打印技术需要努力的方向,王华明说道,更重要的是标准。进入生产领域,技术标准体系就需要建立。从这些方面来看,3D打印才刚刚起步。

不是人人都需要

  从另一个方面来看,3D打印在民间应用所主打的人人都是制造者,并不是每一个人的需求。

  例如,国外科技网站ZDNet的特约撰稿人弗莫尔斯基就十分不理解在家打印塑料小玩意跟去便利店购买相比,有着多大优势。并不是每个人都有情调,费时费力费钱地制造些小玩意儿能获得满足。更何况,现代人的生活已经够累了,希望一切都是能够买到的,谁还有心思去自己制造。

  即使是个有情趣DIY的人,他也不见得精通3D绘图软件,还得求助专业公司;他也许不只想要个塑料制品而已;他可能也不想负担那么多钱。所以,当前在民间应用3D打印的,都是极客。未来几年也会是他们。

  因此,在目前看来,一个只能制造塑料玩意儿的3D打印机能对我们的生活产生多大的颠覆性影响呢?即使有一天,3D打印成本跟购买商品成本一样低,相信也有很多人去选择购买。

  如果从现状来看,硬要说会有什么变革,那就是诸如飞机等大型工业制品成本会降低,机票可能会便宜了。

枪支、武器可能泛滥

  如同核反应既能发电,又能破坏一样。3D打印技术在初期就让人们看到了一系列隐忧,而未来的发展也会令不少人担心。如果什么都能彻底复制,想到什么就能制造出什么,听上去很美的同时,也着实让人恐惧。

  据国外媒体11月26日报道,一个自称分布式防御组织的公司目前正在进行一个名为维基武器的项目,这一颇具争议的项目可以设计出全球第一款从网络下载武器设计图,并能够完全利用3D打印机制造出来的设备。现年24岁、得克萨斯大学法律系的大二学生同时也是该组织创始人的科迪威尔逊宣布,全球第一台可以打印塑料材质武器的3D打印机原型机即将在今年末正式进入测试阶段。目前,在其公司网站上已经能够下载两款枪支的3D打印图纸。其中,AR-15冲锋枪配备了移动部件,与真枪十分接近。

  虽然,分布式防御组织打印的武器还没有测试使用。但据美国《大众科学》网站消息,一位自称HaveBlue的网友在网站发文称自己最近成功打印出真枪的部分组件,并结合真枪其他部件制作成一把枪,还在一个农场进行了试枪。6米远的地方都能瞄得很准,累计射击200余次,枪身依然完好无损。HaveBlue颇为自豪地说。

  如果他所言非虚,他将成为世界上第一个成功使用打印枪的人。但同时也引起了公众恐慌。如果手枪能够轻轻松松打印并且成功使用,那么人人持有武器的时代就会到来。特别是在中国等大多数公民不能持枪的国家,社会问题将尤为严重。因为,它的步骤太过简单,拥有一台3D打印机,下载一张图纸,购买需要的材料,就可以静待出枪。打印枪一出现,立刻启发了网民的思路,手榴弹等制作简单的杀伤武器被纳入了打印的范畴。

  不仅仅是武器,一些唯一性的东西,有了3D打印技术也不再安全。比如,手铐的钥匙。前不久,德国的一名警察就通过扫描打印出了手铐的钥匙并成功开锁。当然,对于白领来说也有福音,指纹打卡机将会形同虚设。

设计再无秘密

  3D打印是骨子里的复制,这让靠智慧、设计吃饭的人再次担忧。从网络信息共享时代吃尽苦头的创作人刚刚摸出了赚钱途径,又被3D打印的到来重重打击。3D打印成熟之后,版权问题将层出不穷。

  当iPhone第20代出来的时候,山寨厂商扫描一下,打印一下,山寨机就会源源不断。特别是制造业上的巧妙设计,将毫无秘密可言。以设计为主要成本的衣服、鞋子、名牌包将会被山寨得一模一样。把路易威登新出的帆布包,打印成皮包也不是不可能,只要用户购买了合适材料。

  即使在当前,打印墨汁还没有那么丰富,一些领域的大公司也明显感受到3D打印带来的威胁。那就是游戏模型厂商,例如乐高。现在用塑料3D打印出乐高玩具不是问题,水平高的玩家甚至能自己修改设计,打造出属于自己的乐高。

  据报道,前不久,中国发明家协会组织了一些企业到北京计算中心参观3D打印机,大多数人对这一技术不敏感,不觉得它物有所值,唯一产生兴趣的是一家想做山寨眼镜的企业。可见,3D打印技术天生对于山寨有着巨大引力。

人身攻击与异形

  2D时代,偷拍、艳照的泛滥,以及PS技术的移花接木。如果把它们都变成立体的呢?将这些2D作品转换成3D建模并不复杂,再把它们打印出来亦非难事。那么,带有明星脸的充气娃娃将会是宅男们的最爱;也可以把痛恨的人做成沙袋。但问题也就来了,用户的行为是否违法呢?照片毕竟只是一张纸而已,而一模一样的模型着实有些吓人。

  前不久,在英国广播公司网站上的一段视频中,美国威克森林大学再生医学研究所教授安东尼阿塔拉使用一台3D打印机打印出了一块柔软的人类组织。尽管打印器官还处于科学幻想阶段,但在中国科学院北京基因组研究所甄二真教授看来,这个方向在未来是有可能的。

  提取人体的干细胞制成生物墨水,打印出来,这在生物学家们看来,原理上说得通。如果未来实现,器官捐献将不再需要,人类将会摆脱疾病、残疾。但是,如果我想打印一双翅膀安在身上呢?这些邪恶的想象如果成真,究竟会出现超人还是怪物?

资源大量消耗

  3D打印让设计不再是设计师的专利,让生产不再是工厂的专利。人人都可以生产东西。随之而来的就是设计海洋、创意疲劳和信马由缰积极滥造。

  环境保护者要头痛了,在自由想象与创造欲望的驱动下,随心所欲地涂鸦将带来灾难性的后果,各种耗材被民间大量使用。大量打印品的出现并快速地更新换代,会对环境造成不小的污染。尽管在制造业领域,3D打印的出现会大大节省成本、节约资源。但普通百姓的大量使用,对资源的消耗将会有过之而无不及。

3D打印鸟喙拯救秃鹰

  美国秃鹰Beauty曾被偷猎者射中脸部,嘴部被打伤。动物援救工作者在它饿死之前找到了它,非营利组织通过插管对其喂食。Beauty在志愿者的照顾下逐渐恢复健康,但是它的喙却永远不能长回来了,面临进食困难它可能无法生存下去。在这种情况下,它很可能被执行安乐死。但是,猛禽类专家Jane Fink Cantwell拒绝为其执行安乐死。他加入了机械工程师Nate Calvin的队伍,同其他科学家、工程师甚至一位牙医一起设计了用尼龙聚合物制成的喙。这个特制的鹰喙完美地契合了秃鹰原先损坏的部分。Calvin利用3D建模软件设计出了新的鹰喙,并且用3D打印机制作出了这个喙。而Beauty在经历了艰难的手术之后,获得了重生。

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