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掌上紙引未來
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3D打印又稱增材制造，在計(jì)算機(jī)控制下層層堆砌原材料，通過點(diǎn)和面組合成為物體，打印過程就像是一磚一瓦建造房屋。吳鑫華向記者介紹，3D打印采用的原材料不同，應(yīng)用領(lǐng)域和市場發(fā)展也不盡相同。3D打印最主要的原材料有兩種：一種是塑料，成品主要用于兒童和青少年教育，在生活中比較常見；另一種是金屬，金屬3D打印技術(shù)近五年來迅速發(fā)展，主要用于制造工業(yè)品零部件。“提到3D打印技術(shù)，人們腦海中首先浮現(xiàn)的多是些形態(tài)各異、五顏六色的物品，這些基本都是塑料材質(zhì)的3D打印成品，真正給制造業(yè)帶來突破的是金屬3D打印。”
吳鑫華向記者介紹，3D打印在制造業(yè)上優(yōu)勢主要體現(xiàn)在三方面：“一是提高了生產(chǎn)效率，以往一個(gè)工業(yè)部件從設(shè)計(jì)到成品通常需要幾年時(shí)間，3D打印技術(shù)可以把整個(gè)過程縮短至幾天。二是小批量制造產(chǎn)品時(shí)，可以跳過傳統(tǒng)生產(chǎn)方式中制造模具的環(huán)節(jié)，從而節(jié)約了生產(chǎn)成本。三是可用于生產(chǎn)復(fù)雜零部件，比如制造空心構(gòu)件以減輕整個(gè)成品的重量、制造更符合設(shè)計(jì)專家期望的高功能成品等。根據(jù)3D打印的特性，高附加值產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景更廣闊，生命力也更強(qiáng)，業(yè)界普遍看好3D技術(shù)在航空航天和醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用。”吳鑫華認(rèn)為，3D打印技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用可以滿足患者的個(gè)性化需求，與人們生活關(guān)系最緊密，比如，可以根據(jù)患者的年齡、病患部位打印出跟患者原來的關(guān)節(jié)、骨骼一樣的植入體，就像是量體裁衣。
美國消費(fèi)者技術(shù)協(xié)會(huì)與聯(lián)合包裹服務(wù)公司今年5月聯(lián)合發(fā)布了一份名為《3D打印：工業(yè)生產(chǎn)下一場革命》的報(bào)告，預(yù)測未來4年3D打印市場的營收將增長2倍至210億美元。2012至2014年，3D打印市場價(jià)值每年遞增30%。報(bào)告預(yù)測，3D打印行業(yè)今年市場價(jià)值將達(dá)到73億美元，包括打印機(jī)器、材料以及打印服務(wù)等，到2020年該行業(yè)的價(jià)值有望達(dá)到210億美元。
3D打印自誕生之初就被賦予了革命性意義，在吳鑫華看來，3D打印技術(shù)對(duì)世界的影響是深遠(yuǎn)的，并非戲劇化地掀起一場技術(shù)革命。在工業(yè)領(lǐng)域，3D打印技術(shù)是與鑄造、鍛造、焊接并列的一項(xiàng)加工工藝，3D技術(shù)推動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)是個(gè)長遠(yuǎn)目標(biāo)，不可能一蹴而就。吳鑫華指出，3D打印技術(shù)與其他工藝一樣各有所長，將長期并存，人們可以根據(jù)對(duì)產(chǎn)品性能的要求，選擇適合的生產(chǎn)技術(shù)。由于3D打印機(jī)的尺寸限制，3D打印不可能替代所有加工工藝，一些體積較大的構(gòu)件仍須通過傳統(tǒng)加工技術(shù)制造。此外，大規(guī)模批量生產(chǎn)產(chǎn)品時(shí)，選擇鑄造可以降低生產(chǎn)成品，更符合市場需求。
當(dāng)下，3D打印技術(shù)成為“熱詞”，不少企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)紛紛購置3D打印設(shè)備，但實(shí)際上如果沒有材料、加工等專業(yè)知識(shí)支持，打印出的物體大多只能成為展示品，并不能投入使用，造成了資源的極大浪費(fèi)。吳鑫華指出，3D打印出物品不應(yīng)只追求“神似”，更關(guān)鍵的是需要保證成品符合國家及國際的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其中對(duì)各種材料的加工參數(shù)的優(yōu)化、后處理工藝的優(yōu)化等重要環(huán)節(jié)，材料和加工領(lǐng)域的“門外漢”很難勝任。吳鑫華還表示，3D打印技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化最佳模式的以將客戶需求和科研目標(biāo)綁定，以市場和客戶為主導(dǎo)，客戶提出對(duì)產(chǎn)品材料、性能的具體要求，科研團(tuán)隊(duì)進(jìn)行針對(duì)性地研發(fā)，這樣可以保證成品迅速轉(zhuǎn)化為市場價(jià)值。
在吳鑫華看來，比起工業(yè)上的價(jià)值，3D打印更值得關(guān)注的它突破了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思維方式。過去，設(shè)計(jì)人員在構(gòu)思時(shí)存在不確定產(chǎn)品是否可以生產(chǎn)的顧慮，運(yùn)用3D打印技術(shù)，他們就可以放開束縛自由設(shè)計(jì)。同時(shí)，這項(xiàng)技術(shù)還為未來的教育打開了一片新天地，促進(jìn)對(duì)兒童想象力的開發(fā)。
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