轉換思維，看3D打印技術如何突圍

我們不妨轉換一下看待3D打印的視角，來突破當前的瓶頸。

近年3D打印已經逐漸進入大眾的視野，關注度也在日益攀升。雖然這一技術在誕生至今25年內有所成就，但離3D打印實現質的飛躍還有很長一段路要走。

一、3D打印當前的瓶頸

據悉，3D打印機目前還沒有良好的生產制造方案。另外，這項技術不僅失敗率非常高，而且再生性比較低，一旦報廢就意味著成本的飆升。那么是什么在制約3D打印技術創新呢？

事實上，3D打印技術與其他前沿技術一樣都是由一些常見的材料、軟件工程問題和機械系統所構成。很明顯，這不是因為材料特殊或控制太先進復雜而造成的困境，而是我們看待這些技術的方式：只把它看作單一的部件制造，而缺乏系統性。

二、轉換思維看3D打印

如果將3D打印看成是一個由各個部分組成的體系。這樣從每個模塊深入研究或許會有出其不意的效果。

通常來說，一個生產體系劃可分為四個要素：

設計：指的是用戶在使用其功能設計后將能實現些什么。

硬件：真正能實現物理作品的部分。

材料：包括樹脂、金屬、陶瓷、塑料或天然材料等，通過3D打印技術，這些材料最終將變成實在的功能產品。

軟件：負責將設計數據轉化成制造數據，包括安裝在機器上的軟件和向機器傳送數據的軟件。

這個體系中最容易被忽略的是要素是每個領域直接碎片式的連接路徑——為制造某個部件而制造，缺乏整體效率。陳舊的思維方式制約了我們真正實現3D打印潛力的進程。如果我們能夠擯棄傳統的思維方式，或許就可以真正將3D打印技術用到實處。

三、3D打印設計亟待更新

我們如今的打印設計還是圍繞著老舊的技術。到了今天，所有被打印出來的事物都只是為了貢獻另一種物體的制造過程而設計，比如為了制模。3D技術目前能實現的只是幫忙人們越過制模這個階段，直接進入制造環節。但其實關于發展新的設計工具來改善工程制造，前人已做了很多努力和嘗試，而始于立體制造的發展使得3D打印技術直到如今依舊像是老式生產的替補。

目前，我們建造快速成型機都是多面能手，但是完成各類制造工程中等級最低的共通部分，難以達到較高的水準。事實上，我們需要的是更專業化的機器。

因此，在設計這些打印機之前，我們要明確這些技術所能解決的生產生活問題，再圍繞需要解決的現實問題來建造一臺針對性很強的3D打印機。

四、3D打印“硬與軟”之間的結合

除了關注現實生活中的生產應用，我們是不是也可以考慮一下3D打印機的互聯網連接及智能化？

如果我們能為3D打印機設計更為實用的軟件，那么這些硬件設備也能更加高效地運轉起來。也就是說，我們需要“智能”的3D打印機，它擁有大量的監測傳感器和互聯網接入，以便監控和實時分析。比如Autodesk開源3D打印機Ember，其配置的傳感器能夠幫助機器在運轉時自如地從故障中恢復，提高打印的可靠性，并能夠實時回送工程進展報告。

五、3D打印與細觀結構材料技術

3D打印的獨特之處是實現從一臺機器中打印出各種復合材料，一次性為項目實現多重制造屬性，使生產成本大大降低。這里的“材料”是指被某些屬性綁定的物質。比如木梁和紙張，根本上它們同屬木質纖維。真正讓它們形成區別的是這些纖維的組織結構模式。

細觀結構材料技術允許我們獲得更多單一材料之外的利用價值，使3D打印獲得更高的靈活性和有效性。相比較于對不同的性能便要依賴不一樣的材料，設計師可以利用細觀結構材料技術來創造一種擁有各種所需的性能特點的物體，這只需要一臺機器及一種成份（改變基礎成本的組織結構）?？梢哉f，這是未來3D打印發展的新領域。

由圖表可見，復合材料只是某些已知材料的特定范式。而利用細觀結構材料技術能夠借助常見的物質制造出前所未有的材料。

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