回首2015：3D打印六大關(guān)鍵詞強(qiáng)勢(shì)出擊

“2015年是3D打印的關(guān)鍵年，各個(gè)大國(guó)都不約而同的將3D打印技術(shù)的發(fā)展前景放在戰(zhàn)略高度來(lái)加以支持，不僅僅歐盟支持的SASAM項(xiàng)目組發(fā)布了增材制造標(biāo)準(zhǔn)化路線圖，America Makes發(fā)布了包括增材制造設(shè)計(jì)、材料、工藝、價(jià)值鏈、基因組的增材制造技術(shù)路線圖。

　　2015的意義在于，之前混沌不清的方向亦變得清晰，對(duì)于默默堅(jiān)持和耕耘在3D打印行業(yè)的不少?gòu)S家來(lái)說(shuō)，有的找準(zhǔn)了自身發(fā)展的優(yōu)勢(shì)與方向，有的堅(jiān)定了對(duì)未來(lái)的決心，在3D打印走向行業(yè)快速發(fā)展期之際，唯有那些不浪費(fèi)時(shí)間，專(zhuān)心苦練內(nèi)功，跟隨與開(kāi)拓3D打印趨勢(shì)的企業(yè)會(huì)在競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出。

　　經(jīng)歷了2015，若你還認(rèn)為3D打印是個(gè)小伎倆罷了，在不愿意花時(shí)間學(xué)習(xí)和深入了解的情況下，就輕蔑地對(duì)這一技術(shù)全盤(pán)否定，那你還是圈外人士。

　　經(jīng)歷了2015，若你還認(rèn)為憑著“吸引眼球”就可以探索出商業(yè)模式，那你還在3D的邊緣，你所吸引的眼球?qū)⑴c你未來(lái)所能獲得的成功成反比。

　　經(jīng)歷了2015，若你覺(jué)得這場(chǎng)3D只是一場(chǎng)熱，這場(chǎng)熱來(lái)了很快又會(huì)過(guò)去，那你還需要惡補(bǔ)市場(chǎng)戰(zhàn)略的相關(guān)知識(shí)，去清晰的判斷一個(gè)行業(yè)誕生期與成長(zhǎng)期的區(qū)別。

　　正如喬布斯所說(shuō)，未來(lái)－是由現(xiàn)在的點(diǎn)連成的線組成，3D科學(xué)谷在2016年開(kāi)工的第一天，與智慧的你，我們一起數(shù)數(shù)2015年的關(guān)鍵詞，看看這些點(diǎn)將帶來(lái)什么樣的線，這樣的線將把我們帶去什么樣的遠(yuǎn)方？

　　關(guān)鍵詞一： 高通量

　　3D打印這個(gè)行業(yè)存在著兩個(gè)截然不同方向的并行趨勢(shì)，一個(gè)是朝著更小尺寸的精細(xì)物品，另一個(gè)是朝著更大尺寸的方向發(fā)展。正如小編在Top 10 最大的3D打印機(jī)中提到的，除了這些邁向更大尺寸的打印機(jī)正在將3D打印技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域推向一個(gè)又一個(gè)全新的領(lǐng)域，在原有技術(shù)基礎(chǔ)上衍生出的新技術(shù)亦為高通量打印打開(kāi)了另一扇大門(mén)：

　　2015年初，Carbon 3D經(jīng)典紅色小球，不但令業(yè)界驚嘆，亦直接帶來(lái)了谷歌1億美金的跟投。

　　2015年9月，英國(guó)謝菲爾德大學(xué)的高速燒結(jié)技術(shù)采用紅外線燈和噴墨打印頭來(lái)代替激光。打印頭快速準(zhǔn)確地將材料傳送到粉末床上。隨后紅外線熔化將粉末固化成形狀，然后是下一層，比激光燒結(jié)速度快很多。高速燒結(jié)100倍的速度于激光燒結(jié)。而且，高速燒結(jié)可以與注塑成型制造數(shù)百萬(wàn)小而復(fù)雜的零件相比也具有成本競(jìng)爭(zhēng)力。

　　2015年12月，美國(guó)LLNL的大面積投影微立體光刻技術(shù)可用紫外光創(chuàng)建出比以前常見(jiàn)的微立體光刻技術(shù)更大、更精細(xì)的3D對(duì)象。這項(xiàng)技術(shù)解決了大與精致的矛盾，有望將光敏樹(shù)脂3D打印的應(yīng)用在間接模具領(lǐng)域推向一個(gè)新的高度，包括那些中空的、極輕、高精、極復(fù)雜的大型部件的制造技術(shù)突破。

　　關(guān)鍵詞二：可編程材料

　　材料科學(xué)將顛覆產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)能力，材料提供商將根據(jù)產(chǎn)品的要求來(lái)開(kāi)發(fā)和提供材料，將有大量的新材料及解決方案涌現(xiàn)。

　　復(fù)合材料的打印以麻省理工，以及石墨烯實(shí)驗(yàn)室尤為典型。

　　麻省理工的創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)組建的Impossible Objects與目前只能打印各種熱塑性塑料的常見(jiàn)3D打印機(jī)相比，Impossible Objects能夠?qū)?qiáng)度更高的材料用于3D打印技術(shù)，比如碳纖維、芳綸（Kevlar）和玻璃纖維等。打印完成后的零部件要比那些使用傳統(tǒng)熱塑性材料3D打印出來(lái)的部件強(qiáng)度要高2倍—10倍。 由于其獨(dú)特的復(fù)合材料構(gòu)成，用戶(hù)也可以通過(guò)定制以用于各種應(yīng)用，包括熱和化學(xué)腐蝕等環(huán)境。

　　可編程材料不僅帶來(lái)可控制的鋼性，可控制的表面紋理，自愈合。可編程材料為4D打印帶來(lái)了商業(yè)化的空間，為產(chǎn)品附加值打開(kāi)了新的領(lǐng)域。我們將看到許多應(yīng)用會(huì)因此涌現(xiàn)。這種技術(shù)可能的應(yīng)用包括：偽裝的制造；可以推進(jìn)、吸引或引導(dǎo)液體流動(dòng)的材料；反光材料和每隔一段時(shí)間移位的材料，比如說(shuō)可以應(yīng)用到限制海洋生物在輪船的底部堆積。另外，可自愈合的材料亦有其獨(dú)特的商業(yè)價(jià)值，包括在航空航天領(lǐng)域，可以用來(lái)調(diào)整機(jī)翼結(jié)構(gòu)以適應(yīng)不同的飛行情況。另外，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)大量復(fù)雜的管道系統(tǒng)也非常適合可自愈合材料的應(yīng)用。

　　關(guān)鍵詞三：?jiǎn)我徊牧峡删幊?/strong>

　　2015年，3D打印臺(tái)灣工業(yè)技術(shù)研究院發(fā)布的“3D 打印材料晶控激光光引擎技術(shù)”，可讓單一工件同時(shí)擁有韌硬不同之特性，而其核心的“光引擎技術(shù)”就是用于控制材料的微觀結(jié)構(gòu)。

　　“光引擎技術(shù)”技術(shù)通過(guò)調(diào)控制造過(guò)程中激光光學(xué)與材料作用機(jī)制來(lái)改變金屬材料結(jié)晶結(jié)構(gòu)，可依照產(chǎn)品性能需求來(lái)調(diào)控工件不同部位所需的強(qiáng)度、硬度、韌性等機(jī)械性能。這突破了目前市場(chǎng)上3D 打印設(shè)備在同一材料打印方面僅能產(chǎn)生單一機(jī)械性質(zhì)的制造限制。

　　關(guān)鍵詞四：無(wú)縫銜接

　　基于粉末床的選擇性激光熔化技術(shù)已經(jīng)確立了在金屬領(lǐng)域大有作為的前景，在創(chuàng)新行業(yè)，數(shù)字過(guò)程鏈為開(kāi)發(fā)人員和設(shè)計(jì)人員提供了許多優(yōu)點(diǎn)，智能網(wǎng)絡(luò)下的機(jī)器動(dòng)態(tài)合作，將系統(tǒng)技術(shù)納入生產(chǎn)環(huán)境，而自動(dòng)化達(dá)到更高的水平。最終目標(biāo)是達(dá)到更開(kāi)放的工業(yè)系列生產(chǎn)解決方案，且更具成本效益。

　　2015年，德國(guó)Concept Laser提出的明日工廠概念，按照“工業(yè)4.0”的理念，Concept laser為這一目標(biāo)制定了三個(gè)重要方面：數(shù)字網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，集成到生產(chǎn)環(huán)境和自動(dòng)化的過(guò)程-這就是為什么“明天工廠”的系列產(chǎn)品具備高度的集成功能。

　　從設(shè)計(jì)領(lǐng)域例如仿生、輕量結(jié)構(gòu)、拓?fù)鋬?yōu)化、功能集成到生產(chǎn)和質(zhì)量保證，全套工藝鏈的完整實(shí)現(xiàn)成為工業(yè)級(jí)金屬增材制造的發(fā)展趨勢(shì)。

　　關(guān)鍵詞五：仿生學(xué)－創(chuàng)成式設(shè)計(jì)

　　有沒(méi)有想過(guò)設(shè)計(jì)可以交給電腦來(lái)自動(dòng)完成？Generative Design－創(chuàng)成式設(shè)計(jì)，按照公式生成仿生學(xué)建模，創(chuàng)成式設(shè)計(jì)使建筑師和工程師能夠進(jìn)行以前無(wú)法想象的設(shè)計(jì)并獲得以前無(wú)法想象的結(jié)果。

　　典型應(yīng)用如歐特克像搭建樂(lè)高一樣搭建機(jī)艙結(jié)構(gòu)，Nervous Systems為NB搭建的“泡沫細(xì)胞三維陣列結(jié)構(gòu)”平臺(tái)，提供相對(duì)密度低，高度多孔結(jié)構(gòu)的建模，帶來(lái)既輕又強(qiáng)的結(jié)構(gòu)屬性。這有點(diǎn)像自然界的木材和骨的泡沫結(jié)構(gòu)，在不同的區(qū)域因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的不同而顯示出不同的材料特性。

　　關(guān)鍵詞六：混合打印

　　2015年8月，美國(guó)聯(lián)邦政府通過(guò)國(guó)家制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)投入了7500萬(wàn)美元建立混雜柔性電子制造創(chuàng)新研究所(Flexible Hybrid Electronics Manufacturing Innovation Institute (FHE-MII)以應(yīng)對(duì)電子產(chǎn)品變革面臨的各種挑戰(zhàn)。

　　可以打印混雜柔性電子的典型企業(yè)包括包括哈佛的Voxel8, 麻省理工的MultiFab，以及Optomec。雖然這幾家技術(shù)不同，競(jìng)爭(zhēng)中有互補(bǔ)關(guān)系，但FHE-MII的建立使我們可以預(yù)見(jiàn)功能性電子的3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)集群將崛起。

　　未來(lái)學(xué)家Christopher Barnatt曾在2014年預(yù)測(cè)Optomec將成為一家實(shí)力強(qiáng)大的主流3D打印公司。而2015年末，Optomec獲得GE和歐特克的投資，于此同時(shí)Optomec亦在打印給飛機(jī)葉片“穿戴”的移動(dòng)式感應(yīng)器獲得了商業(yè)轉(zhuǎn)化價(jià)值。

　　可以說(shuō)趨勢(shì)總是與要發(fā)生的事情那么驚人的吻合。隨著材料和工藝的成熟，3D打印技術(shù)走向更加的集成化，其醞釀的商業(yè)機(jī)會(huì)以及對(duì)傳統(tǒng)制造方式的顛覆作用不容小覷。