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歐洲航天局近日公布的月球基地計劃頗為吸引人眼球——該計劃不僅涉及月球的探測與開發，還與時下熱門的3D打印技術相關。 根據計劃，月球基地將由機器人建造，而機器人將就地取材，利用3D打印技術，將月球上的土壤制造成建筑材料。 除了這一計劃，引人關注的3D打印技術的應用還包括打印骨骼、自行車，甚至是步槍。這一切似乎都在表明，3D打印改變傳統制造業和我們的生活只是時間問題了。 然而，事實真的如此嗎？ 從原型制造到3D打印 被認為推動了第三次工業革命進程的3D打印技術，涉及信息技術、材料科學、精密機械等多個方面。該技術的主要特點是，可直接根據計算機圖形數據，通過增材制造的方法生成各種形狀的產品。與傳統的減材制造相比，3D打印不僅可以提高材料利用率，還可以用更短的時間制造出更復雜的產品。 不過，雖然時下3D打印被人們炒得不亦樂乎，但卻并非什么新概念。中國工程院院士、快速制造國家工程中心主任盧秉恒告訴記者，3D打印誕生于上世紀80年代，迄今已有30年的歷史。 據了解，3D打印最早的形式是原型制造，主要用途是工業新產品開發時模具的快速成型。從上世紀90年代開始，隨著3D打印技術的發展和激光技術的進步，研究人員不滿足于3D打印只用于原型制造，開始嘗試用3D打印技術將金屬材料直接制造成零件，即金屬結構件直接制造。 目前，在金屬結構件直接制造方面，已經有公司用3D打印技術制造飛機零件。而原型制造也不再局限于生產工業模具，而是向更廣闊的領域拓展。比如，打印立體人像、教具，或是打印假牙和骨關節替代品。 而今天3D打印概念之所以引人矚目，除了其技術不斷成熟和應用范圍不斷擴大的原因之外，美國政府對3D打印高度重視所產生的示范效應也不可忽視。2012年3月，為重振美國經濟和美國制造，奧巴馬提出建設全美制造業創新網絡，并將3D打印確定為方向之一，引發世界其他國家紛紛效仿。中國也成立了3D打印技術產業聯盟，以促進相關技術和產業的發展。 能力有局限 從飛機零件到假牙，再到步槍和房子，3D打印的每項新應用均引起人們的驚嘆，3D打印的概念也隨之變得愈發熱門。 不過，近日接受記者采訪的多位業內專家卻一致強調，3D打印并非無所不能的“神技”，所涉及的一些概念也需要進一步厘清。 中國社科院信息化研究中心秘書長姜奇平告訴記者，3D打印更適合制造快速成型的產品，比如一些精巧的工藝品，如果是手工雕刻，往往要消耗大量時間，而用3D打印的話，幾個小時就能搞定。 而涉及到人工處理，加入精密和不確定性等因素的時候，3D打印技術則很難勝任。 “比如打印瑞士手表這樣的產品就比較難。這不僅涉及到儀器精密的問題，而且人的創造性在里面也要起作用。”姜奇平說。 亞洲制造業協會首席執行官、3D打印技術產業聯盟副理事長羅軍在接受記者采訪時也表示，3D打印出來的東西毋庸置疑是逼真的，但任何一個產品都應該具有功能性，而如今由于受材料等因素限制，通過3D打印制造出來的產品在實用性上要打一個問號。 一個典型的例子是，去年12月，美國一個名為“分布式防御”的組織在YouTube上發布了一段視頻。視頻中，該組織對一把由3D打印出的下機匣部件（下機匣用于連接槍管、槍柄、彈匣及其他部件，是受美國政府嚴格管制的槍支部件）組裝而成的AR-15半自動步槍進行了實彈測試，但只發射了6顆子彈，步槍就發生了斷裂。 而對于人們津津樂道的打印飛機和汽車，姜奇平告訴記者，其實嚴格來講，3D打印制造的只是飛機和汽車的外殼及零部件，至于飛機和汽車中的精密儀器，如集成電路，顯然是用目前的3D打印技術難以實現的。 羅軍也表示，機械化的產品3D打印可以勝任，但涉及到芯片等智能化產品時，3D打印則愛莫能助。 顛覆制造業只是傳說？ 采訪中記者還了解到，即使是用于生產機械化的產品，3D打印想要顛覆傳統制造業也并非易事。 英國《經濟學人》曾如此描述3D打印技術對傳統生產方式的影響：未來的工廠，大多數的工作將不是在車間完成，而是在辦公室展開，那里會坐滿設計師、工程師、IT專家、物流專家、營銷人員和其他專業人士。 然而盧秉恒認為，這些觀點有些過分夸大了3D打印的影響。“3D打印技術不會對傳統的車間、數字機床產生太大的沖擊。3D打印技術在目前來看，最適合用于新產品的開發。而從制造角度來看，它并不是最合適的。現在大多數的3D打印技術精度還達不到傳統制造的程度，也很難實現傳統制造方式的大批量、低成本制造。”盧秉恒說。 北京隆源自動成型系統有限公司（以下簡稱北京隆源）總經理馮濤也在接受記者采訪時表達了類似的觀點。他認為，3D打印在協同制造和實現創意方面較有優勢，但無法替代傳統的制造方式。 北京隆源是中國較早將3D打印技術產業化的企業。馮濤告訴記者，他們曾用3D打印技術為汽車公司制造自動變速箱的殼體。如果按照傳統方式生產，僅開模具的花費就很大，并且周期長，而采用3D打印技術，很快就能拿到模具，價格相對低廉，性能也能達到設計預期要求。 不過馮濤向記者強調，真正在市場上銷售的車，變速箱并不是用這個方法做的。“汽車公司會對變速箱進行各種極端狀況下的測試，其中一些零件就是用3D打印方法做的。定型了以后，再開模具，然后按照傳統制造方法批量生產，這樣成本就會大大降低。”馮濤說。 盧秉恒也表示，3D打印適用于制造難加工的貴重材料，以及用傳統制造方法浪費大、甚至根本做不出來的復雜形狀。在大批量生產方面，則還須依靠傳統制造。（中國科學報） |
