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18.3 3D打印的优缺点和发展情况
    如果我们只是把3D打印当成一种快速成形技术,优点是非常明显的。随着其在工业领域的应
用,可以让设计、创意与生产分开,从而实现减少库存的生产,这等于提供了新的商务模式,因此
势必会引起制造业的变革。目前3D打印技术还存在很多难题,如加工精度、材料应用等方面,在制
造业的应用不是一时半刻能够普遍实现的。
 
18.3.1 优点
    3D打印突破了原来人们熟悉的历史悠久的传统制造技术的限制,为以后的创新提供了舞台。
    首先,3D打印技术可以加工用传统方法难以制造的零件。过去传统的制造方法就是一个毛坯,
把不需要的地方切除掉,是多维加工的;或者采用模具,把金属和塑料熔化再灌进去,以此方法得到
此零件。这对复杂的零部件来说加工起来非常困难。立体打印技术对于复杂零部件而言具有极大的
优势,立体打印技术可以打印非常复杂的东西。
    其次,实现了首件的净型成形,这样后期辅助加工量大大减小,避免了委外加工的数据泄密
和时间跨度,尤其适合一些高保密性的行业.如军工、核电领域。
    最后,由于制造准备和数据转换的时间大幅减少,使得单件试制、小批量生产的周期和成本
降低,特别适合新产品的开发和单件小批量零件的生产。
    速度快、高易用性等优势使得3D打印成为一种潮流,并且在很多领域得到了应用。如今3D打
印机已经在建筑设计、医疗辅助、工业模型、复杂结构、零配件、动漫模型等领域都有了一定程
度的应用。尤其是在飞机、核电和火电等使用重型机械、高端精密机械的行业,3D打印技术“打
印”的产品是自然无缝连接的,结构之间的稳固性和连接强度要远远高于传统方法。
    优点总结下来有以下几点:
    .节省工艺成本。制造一些复杂的模具不需要增加太大成本,只要量身定做,多样化小批最生产即可。
    .节省流程费用。有些零件无须组装,直接一次成形。
    .设计空间无限。设计空间无限扩大,只有你想不到的.没有打印不出来的造型。
    .节省运输和库存。零时间文付,甚至省去了库存和运输成本,只要有打印机和材料,直接
下载3D模型文件即可。
    .精确复制。材料可以任意组合,并且可以精确地复制实体。
 
18.3.2 缺点
    事实上,3D打印技术要成为主流的生产制造技术还尚需时日。21世纪初,3D打印机的实际使
用仍属于快速成形范畴,即为企业在生产正式的产品前提供产品原型的制造,业内也将这类原型
称为手板。据统计,3D打印机生产的产品中80%依旧是产品原型,仅有20%是最终产品。虽然3D
打印机技术在21世纪初已取得不小的进步,比如材料增多、打印机和原材料价格逐渐下降,但目
前依旧是一项年轻的技术,在没有变得更加成熟和廉价前。并不会被企业大规模采用。
    缺点总结下来有以下几点:
    .材料昂贵。研究者们在多材料打印上已经取得了一定的进展,但除非这些进展达到成熟并
有效,否则材料依然会是3D打印的一大障碍。
    .机器种类无法满足所有人。由于打印实物的需求五花八门,以现有的机器种类来看,还无法满足所有人的需求。
    .知识产权问题.如何制定3D打印的法律法规用来保护知识产权,也是我们面临的问题之
一,否则就会出现泛滥的现象。
    .道德底线问题。如果有人打印出生物器官或者活体组织,是否有违道德?我们又该如何处
理呢?如果无法尽快找到解决方法。相信我们在不久的将来会遇到极大的道德挑战。
    .单件价格成本高。现在3D打印都是按克来算钱的,所以打印一件成品的价格仍偏高。
 
18.3.3 国外3D打印发展现况
    3D技术在工业制造、医疗领域、文化创意和教育等领域有着广泛的应用,其技术优势在于让
企业新产品开发周期大大缩短,从而节约开发成本,提高企业市场竞争力。
    美国和欧洲在3D打印技术的研发及推广应用方面处于领先地位。美国是全球3D打印技术和应
用的领导者,欧洲十分重视对3D打印技术的研发应用。除欧美外,其他国家也在不断地加强3D打
印技术的研发及应用。澳大利亚在2013年制定了金属3D打印技术路线;南非正在扶持基于激光的
大型3D打印机器的开发;日本着力推动3D打印技术的推广应用。
    据美国消费者电子协会最新发布的年度报告显示,随着汽车、航空航天、工业和医疗保健等
领域市场需求的增加,社会对3D打印服务的需求量将逐年增长,有望从2011年的17亿美元增长至
2017年的50亿美元。
 
18.3.4 国内3D打印发展现况
    3D打印技术在国内掀起了一股技术创新热,作为产品三维效果展示的技术保障,3D可视化呈
现在国内也获得了广泛的应用。许多传统制造业企业也都嵌入了3D可视化技术,使用基于各类引
擎的3D可视化呈现技术来设计和展示产品,已经成为国内行业发展的趋势。中国3D打印设计服务
市场快速增长,已有几家企业利用3D打印制造技术生产设备和提供服务。用发展的眼光来看,3D
打印首先影响的会是模具行业。即便在国内制造业不景气的今天,模具行业仍然风景独好,一方
面是对技术要求高,另一方面是市场有需求,在产品大规模生产之前,必须要进行多次打样和修
改。3D打印机的出现,其实是消灭了模具反复打造的流程,能直接从计算机图形数据中生成任何
形状的零件,可极大地缩短产品的研制周期,大幅减少成本投入。
 
18.3.5 展望
    现在来看,3D打印机在欧美国家已经形成了一种潮流和嚎头.多为极客和高端用户服务。
纽约另一家利用3D技术生产消费品的公司Quirky拥有20万的注册用户,他们在线收集用户的创意
和产品设计图纸,用3D打印机以最快的速度成形。通常设计者通过一个创意就可以获得不少的
收入.有的用户一年能赚几万美元。而美国加利福尼亚州的Legacy Effect公司,利用Objet 3D打印
机为电影特效片段制造3D模型和原型,为演员量身定制可以完全适合演员的脸、颈部和头部的道
具,在电影《侏罗纪公园》、《阿凡达》、《钢铁侠》及《复仇者联盟》中都有应用。日本一家
公司甚至推出了面向个人的“Baby复原服务”,该服务只需提供婴儿在母亲肚子里的X光照片,他
们便可以在复原成三维图像后,打印出一个肚子里的婴儿模型作为纪念。
    国内目前3D打印机还有待普及.一方面是应用于工业的高端型号投入较大,行业投资人比较
慎重,处于观望状态;另一方面,应用普及也就是从最近才开始的,用户缺乏对3D打印有深入的
认识,由于有些新闻在描述上运用了夸张的手法及大胆的预测.所以给人的感觉是这些是电影中的情节。
    业内人士介绍,和美国相比,中国缺少DIY和创意设计的习惯,所以3D打印机的最大优势往
往得不到发挥,要成为主流的生产制造技术还需要3-5年的时间。此外,国外3D打印机售价过
高,而且有些限制出口,国产3D打印机在精度、速度和打印的尺寸上还无法满足商用的需求,在
几何图形优化、描绘和材质贴图、对切割和中空部件做打印准备、支持任意三维软件生成的数
据,以及对超大模型的自动分段等方面还需要进一步提升。不过,随着热度的提升,这块蓝海很
快就会被发现,解决只是时间问题。

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