3D打印機催生“制造”革命

喜歡科幻片的朋友也許知道出現(xiàn)在《星際迷航》中的未來機器“復制機”（Replicator）。這臺復制機具有重新排列分子的功能，當告訴它想要什么東西時，就會馬上制作出來�！�3D打印機”未來就有可能實現(xiàn)這種愿望，因而受到了人們的廣泛關(guān)注。
3D打印機一邊讓打印頭及托盤移動一邊慢慢堆疊材料，逐步輸出造型物（圖1）。利用其堆疊材料的特點，可以同時輸出建筑物的墻壁和樓梯，能夠輕松制作出復雜的造型物。

圖1 低于20萬日元的低價位3D打印機中的代表性產(chǎn)品。很多店鋪都在銷售，包括山田電機及亞馬遜日本網(wǎng)站等  
※以下各產(chǎn)品的數(shù)值中，●分別表示最小層疊間距和最大造型尺寸
其實，3D打印機在二十多年前就開始用于商業(yè)用途了。但當時十分昂貴，大多價格在數(shù)十萬元到數(shù)百萬元之間。3D打印機突然受到關(guān)注的原因是，多款低價位產(chǎn)品的問世（圖2），現(xiàn)在還有數(shù)千元的產(chǎn)品。
中小企業(yè)及個人也買得起的、價格低于50萬日元的幾款主要3D打印機  
  
圖2 低價位3D打印機除了圖1的“Cube”之外還有多款。  
  
還有用戶自己組裝的自制套件  
以前因成本而無法購買3D打印機的中小企業(yè)及個人，可以使用這種打印機試制產(chǎn)品的動向會不斷擴大。過去只有部分大企業(yè)及研究機構(gòu)才能使用的計算機，在個人電腦問世之后，成了任何人都能使用的產(chǎn)品�；蛟S3D打印機也會像計算機一樣，隨著自身的發(fā)展而實現(xiàn)產(chǎn)品制造的“個人化”。
價格因開放化而降低
3D打印機的價格急劇降低的原因是，出現(xiàn)了一個名為“RepRap”的開放化3D打印機開發(fā)項目。RepRap由英國巴斯大學高級講師艾德里安·鮑耶（Adrian Bowyer）創(chuàng)設。
與開源軟件一樣，RepRap的設計圖也是公開的，因此“多家基于RepRap開發(fā)3D打印機的風險企業(yè)陸續(xù)問世，包括被美國3D Systems公司收購的英國Bits from Bytes及美國Makerbot等”（RepRap Community Japan代表加藤大直），由此掀起了3D打印機熱潮。
隨著低價位3D打印機數(shù)量的增加，致力于3D造型的用戶在全球范圍內(nèi)不斷增加�？梢愿惺艿竭@種火爆勢頭的網(wǎng)站之一是“Thingiverse”。該網(wǎng)站有生活用品、服飾配件及藝術(shù)作品等不同種類的3D數(shù)據(jù)。用戶可免費下載喜歡的數(shù)據(jù)，馬上用3D打印機打印出來（圖3）。使用這些網(wǎng)站，自己不會制作3D數(shù)據(jù)的人也能用3D打印機打印物品，這促進了3D打印機的使用范圍擴大。
●還出現(xiàn)了將大量3D數(shù)據(jù)集中在一起的網(wǎng)站  
  
圖3 出現(xiàn)了“Thingiverse”等將全世界的用戶制作的3D數(shù)據(jù)集中在一起的網(wǎng)站。在網(wǎng)站上找到喜歡的數(shù)據(jù)后，可以下載數(shù)據(jù)并用3D打印機打印出來，能夠馬上獲得實物  
目前還出現(xiàn)了“Cubify”等購買其他用戶制作的3D數(shù)據(jù)的網(wǎng)站。如果將來3D數(shù)據(jù)銷售服務普及，人們能夠用3D打印機打印日用品等，也許現(xiàn)在經(jīng)由宅急便收取快件的網(wǎng)購會退出歷史舞臺。
3D打印機可帶來讓數(shù)據(jù)變成物質(zhì)的新體驗，甚至可能會改變我們的生活和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。但3D打印機在普及之前還有很多問題需要解決。
目前，商業(yè)用途方面，3D打印機已被應用于產(chǎn)品的開發(fā)與試制、建筑、醫(yī)療及藝術(shù)等領(lǐng)域（圖4）。其原因是，雖然商用3D打印機價格高，但可以獲得相應的品質(zhì)。而尚處于黎明期的個人用低價位3D打印機輸出的造型物往往表面稍顯粗糙。而且打印速度及價格等方面也很難說能讓大部分人滿意。專家指出，“3D打印機要像紙質(zhì)打印機一樣普及，技術(shù)及成本方面都需要進行大幅改進”（日本3D數(shù)據(jù)使用協(xié)會理事長相馬達也）。
●現(xiàn)有3D打印機的主要用途和今后的課題  
  
圖3 出現(xiàn)了“Thingiverse”等將全世界的用戶制作的3D數(shù)據(jù)集中在一起的網(wǎng)站。在網(wǎng)站上找到喜歡的數(shù)據(jù)后，可以下載數(shù)據(jù)并用3D打印機打印出來，能夠立即獲得物品  
目前，3D打印機的操作方法還不夠簡單，還需要3D打印機及相關(guān)軟件的知識。為此，引進3D打印機的大學等教育機構(gòu)不斷增加，還出現(xiàn)了舉辦3D打印機研討會的團體和企業(yè)。當技術(shù)進步和知識普及兩個條件都已成熟時，估計才會顯現(xiàn)出3D打印機的真正價值。
“看到朋友的笑臉非常開心”
毛利宣裕是光固化快速成型3D技術(shù)方面的專家，為了探索個人使用3D打印機的可能性，他下狠心購買了當時高達40萬日元的產(chǎn)品。
因為從事汽車修理業(yè)的朋友總是苦于買不到舊外國車的部件，毛利便答應用3D打印機為其制作部件。經(jīng)過一個半月的摸索，部件終于制作完成，朋友滿面笑容地表達了謝意。毛利表示，今后將召開研討會來幫助3D打印機用戶。（作者：松元 英樹，日經(jīng)技術(shù)在線！供稿）
  
毛利宣裕（左）2012年為家里添置了3D打印機�？蛷d一旁設置了兩臺中型3D打印機（右）