什么是3D打印？3D打印究竟能干什么？（2）

3D打印的用途大致可以分為三種：概念建模，原型測(cè)試，和直接數(shù)字制造。
概念建模和原型測(cè)試是比較傳統(tǒng)的兩種用途，簡(jiǎn)單的說就是制作模型，主要功能是做驗(yàn)證，如結(jié)構(gòu)驗(yàn)證，外觀驗(yàn)證，功能驗(yàn)證和裝配驗(yàn)證。直接數(shù)字制造是現(xiàn)在流行的一種趨勢(shì)，即打印出來的成品可以直接作為一個(gè)最終的產(chǎn)品或者是零件直接使用到終端。
可以給大家舉幾個(gè)例子。比如概念建模，有公司和雪佛蘭合作做了一個(gè)公益的活動(dòng)，內(nèi)容是征集小朋友對(duì)未來汽車的想象.通過他們的畫筆畫出汽車圖案，而把圖案變?yōu)閿?shù)字模型，再通過打印和后期的著色形成一個(gè)實(shí)體物品。這是一個(gè)夢(mèng)想變成現(xiàn)實(shí)的過程，可以把一個(gè)原始的想法變?yōu)橐粋�(gè)漂亮的樣品。
直接數(shù)字制造的例子是與時(shí)裝相關(guān)，一個(gè)武漢大學(xué)學(xué)生的作品。手鐲和服裝都是采用尼龍打印，設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)完畢后打印把整個(gè)概念展示出來，再經(jīng)過穿戴和韌性的測(cè)試后模特把它穿到了T臺(tái)上。
直接制造工具這方面一般都是與金屬類相關(guān)的，目前的價(jià)格還是比較高，多數(shù)用在跟國(guó)防、航空等有減重和保密要求的行業(yè)。國(guó)家正在建造的世界上最大的天文臺(tái)望遠(yuǎn)鏡天眼里有些關(guān)鍵零部件來設(shè)計(jì)和通過金屬打印完成制造的。
3D打印的常規(guī)的流程
首先是要有數(shù)據(jù)，如果有實(shí)物可以通過3D掃描建立3D打印模型，如果有2D圖紙可以通過軟件轉(zhuǎn)化成一個(gè)3D模型。如果什么都沒有的話，那就只有從零開始用軟件來建模。然后把模型用切片軟件，完成切片之后就可以開始3D打印了。打印完成之后絕大部分還需要做后處理（打磨、電鍍、噴霧、拉伸等，上色是可選項(xiàng)），否則就是個(gè)半成品。
3D打印的主要優(yōu)勢(shì)
首先是省時(shí)，跟傳統(tǒng)工藝對(duì)比來說的，本身的建造速度老實(shí)講現(xiàn)在還是有點(diǎn)慢。其次是省料，它幾乎不產(chǎn)生廢料。再者是精確，特別是對(duì)曲面還有復(fù)雜工藝的還原。最后是個(gè)性，能滿足越來越個(gè)性化，復(fù)雜原型的設(shè)計(jì)。所以從整體上來說，3D打印非常適合個(gè)性、復(fù)雜、小批量、非標(biāo)件的原型生產(chǎn)。

但其最大的優(yōu)勢(shì)在于，隨著零件復(fù)雜度的提升，其制造工藝難度和成本并不會(huì)增加。也就是設(shè)計(jì)師只需要考慮零件功能的實(shí)現(xiàn)，并不需要過于糾結(jié)該采用怎樣的制造工藝去生產(chǎn)。
3D打印對(duì)于復(fù)雜件的制造有非常大的優(yōu)勢(shì)，所以它還是主要用于工業(yè)制造上。這就涉及到了3D打印應(yīng)用層次的問題，也就是為什么我們并沒有感覺到3D打印對(duì)我們的生活有什么直接的改變。
3D打印應(yīng)用的層次
“原型制造”是3D打印最低層次的應(yīng)用，比如制造模型、原型等單個(gè)的東西，但這也是3D打印最傳統(tǒng)的應(yīng)用。
第二級(jí)別是“代替”。制作代替現(xiàn)在的某個(gè)零件。但應(yīng)用并不廣泛，因?yàn)閭鹘y(tǒng)制造工藝非常適合大規(guī)模批量化的生產(chǎn)，3D打印并不占優(yōu)。
第三個(gè)是“零件整合”。單一零件制作3D打印可能并不占優(yōu)勢(shì)，但是如果能將多個(gè)零件整合成一個(gè)零件打印出來，整體的價(jià)值便上去了。
最高級(jí)的應(yīng)用不僅整合了多零件，而且還進(jìn)行了優(yōu)化。因?yàn)?D打印可以做非常復(fù)雜的工藝，這是其他工藝沒法實(shí)現(xiàn)的。通用航空之前用3D打印做了一個(gè)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油嘴，這是一個(gè)里程碑式的案例。這個(gè)噴油嘴整合了20多個(gè)零件，里面還有非常復(fù)雜的冷卻管道、潤(rùn)滑管道。不僅提高燃油效率高，還不需要生產(chǎn)20多個(gè)零件裝配起來，使用壽命也延長(zhǎng)了5倍。
因此3D打印如何影響每一個(gè)人，可能需要在思維上做一些調(diào)整。在未來某一天，我們?cè)O(shè)計(jì)的時(shí)候，不需要考慮用什么工具來生產(chǎn)，甚至連思考如何設(shè)計(jì)這個(gè)過程也會(huì)發(fā)生變化。只需要去考慮設(shè)計(jì)目標(biāo)，給出邊界值，通過數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)模擬就能得到最優(yōu)的結(jié)果。比如去年英國(guó)的一個(gè)最高設(shè)計(jì)獎(jiǎng)，就給了這樣一個(gè)案例。一個(gè)航天的小部件，通過拓?fù)鋬?yōu)化的方式，重量是原來的一半都不到，但是強(qiáng)度是原來的一倍多，最后采用3D打印的制造方式。這樣，優(yōu)勢(shì)就很明顯了。
3D打印的經(jīng)濟(jì)化分析
產(chǎn)品數(shù)量在千個(gè)之內(nèi)還是比較明顯，但隨著3D打印成本的下降，數(shù)量范圍是不斷增加的。以鑄造為例，在數(shù)量、生產(chǎn)時(shí)間、復(fù)雜度這幾個(gè)因素中也有一個(gè)平衡點(diǎn)。未來我們會(huì)見到越來越多奇形怪狀的物件，它是直接由數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)來決定的形狀。這種工藝復(fù)雜度的增加，不會(huì)給3D打印帶來困難，但是對(duì)傳統(tǒng)工藝來說，這種增加就是噩夢(mèng)。
現(xiàn)在采用3D打印工藝做生產(chǎn)的企業(yè)是越來越多了，前一陣通用就收購(gòu)了兩家3D打印的公司，做金屬3D打印的。許多人認(rèn)為，這或許是3D打印進(jìn)入主流制造業(yè)的一個(gè)標(biāo)志。另外，3D打印還有一些在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用，還有人用它來打印一些光學(xué)器件。未來，建筑，飛機(jī)等各式各樣的應(yīng)用，都會(huì)涉及到。3D打印其實(shí)是一種基礎(chǔ)工具性的東西，就像互聯(lián)網(wǎng)或者高速公路一樣，是所有人都會(huì)用得到的。http://www.ezby3d.com/武漢易制科技有限公司