未来的生活都可以实现3D打印
在书中,两位作者分析了3D打印10大优势,即制造复杂物品和实现产品多样化不增加成本、无须组装、零时间交付、设计空间无限、零技能制造、不占空间、便携制造、能减少废弃副产品、材料无限组合、精确的实体复制。
他们认为,就将复杂设计变成实体物品而言,3D打印机比其他生产模式(如人工生产或机器生产)更精确、更通用。因为实体物品由丰富的、非模块化的螺旋结构的原材料制成,它的基本单位是原子,不那么规则且难以控制,且材料在实体世界具有多样性,很难有意义地捕捉数字形式的“模拟”材料。3D打印机虽不能粉碎开放的原子,使它们更具可塑性,却可将一度不能兼容的原材料巧妙地结合在一起,打印成单一的物品。即使遇到困难,实现对材料组成控制还有另一种方式,即体素化,由于体素是等效的实体像素,它可以是微小的、固体材料的碎片,也可能是微小的容器。因此,体素制成的物品可以替代构成大多数实体材料的模拟材料。譬如饭桌,如果用光学扫描仪扫描它的外表面,把扫描获得的数据转换成设计文件。一旦将桌子的实体尺寸转换成数字格式,就可以轻易使用设计软件暂时获得对桌子设计的控制,先编辑桌子的设计文件,然后就能用3D打印出一张新桌子。
那么,在以3D打印为突破口的第三次工业革命中,中国目前处在什么位置呢?利普森和库曼指出:“根据增材制造业顾问和分析师特里·沃勒斯提供的数据,尽管中国在大规模生产方面占主导地位,但3D打印机数量仅占全球总量的8.5%。”令人欣慰的是,我国的3D打印技术已处于世界领先水平。今年“两会”期间,中国航母舰载机歼-15总设计师孙聪就透露,歼-15项目率先采用了数字化协同设计理念:是三维数字化设计改变了设计流程,提高了试制效率。