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經濟學人2013年3季度：3D打印規(guī)模化

數(shù)字化制造：圍繞3D打印有很多的炒作。但它正迅速融入制造業(yè)的主流


在公司總部設在明尼蘇達州Eden Prairie的RedEye公司，通過檢查窗口看一眼近100個正在靜靜工作的三維（3D）打印機，你可以窺視今后的工廠將如何運作。它們有的大如送貨車，晝夜運行，只是極少數(shù)的技術人員參加，這真不簡單。相反，他們正在顯示這個革命性的生產過程如何進入制造業(yè)的主流。

3D打印機用一個特定的材料一層一層地建造產品而不是通過切割，鉆孔或加工來削減原材料，這就是為什么的過程也被稱為增量制造。有許多方法可以做到這一點，只要調整一下軟件，每一個產品可以是不同的，而不需要昂貴的再加工機器。這使得3D打印成為制造一次性產品流行方式，尤其用來制造原型件，實物模型，小工具和手工藝品。

對于（3D打�。┏謶岩蓱B(tài)度的人來說這是所有3D打印機的優(yōu)點了，全球最大的電子產品合同制造商、在中國制造眾多蘋果產品的廠商——富士康的老板郭臺銘就是其中的主要人物。他認為， 3D打印對于真正的成品制造沒有任何商業(yè)價值，僅僅是“噱頭”，他發(fā)誓如果證明是錯誤的，要倒著拼寫他的名字。

郭臺銘（或者應該說UOG ）是說對了一點：增量制造業(yè)不會取代大規(guī)模生產。盡管其技術在不斷改進，一些打印物品的光潔度和耐久性能仍然滿足不了生產需求，3D打印機也不能大規(guī)模生產線一樣低成本制作不計其數(shù)的標準部件。然而，3D打印機有他們的有點，這就是為什么一些世界上最大的制造商，如空中客車，波音，通用電氣，福特，西門子等開始要使用3D打印機。

3D打印機和服務的市場雖小，但增長迅速。根據(jù)咨詢公司——Wohlers Associates估計，3D打印全球市值去年是價值2.2十億美元，比2011年同比增長29％。隨著生產者對（3D打�。┘夹g變得更加熟悉，3D打印正在從原型轉化到最終產品，Wohlers估計去年超過25％的3D打印市場涉及到最終產品的生產。

其中的一些部件是使用RedEye的打印機打印的，在許多情況下，它們是小批量的產品，如用于構建專門藥物或造紙設備的組件。其他產品，如3D打印的工具和夾具，實際上會提高大批量生產效率：寶馬公司的裝配線工人設計和打印的自定義工具，使其更容易地去把握和定位部件。 3D打印的塑料模具和母模正在幫助建立和試驗新的生產線。一些這樣的打印部件甚至被用作壞的鋼質工具的臨時替身，（原型替換）可能要花幾周的時間。

3D打印難以找到的備件，在這種情況下幫助美國大型航空公司的一些飛機重返天空，老的麥道MD -80飛機經常因為廁所漏水而無法運營，這些飛機早已經停產，航空公司苦苦尋找備件，現(xiàn)在它的新的管道可以用航空航天級塑料（不易點燃或燃燒不會產生有毒煙霧）3D打印出來。

由于3D打印機的改善和打印材料的提升，原型的質量和光潔度與傳統(tǒng)的工廠制造的越來越難區(qū)分，Tim Thellin ，EedEye的經理說。盡管圍繞桌面3D打印機的炒作旨在愛好者和消費者，但是工業(yè)級打印機，正承擔著對于傳統(tǒng)的方法如塑料注塑成型來說非常棘手的、最困難的工作，而這種大型項目的需求在增長。Thellin先生說，其中一個例子是專業(yè)汽車車身控制面板，有復雜的形狀，組成的單個組件需要進行精確的組裝。

一些RedEye的3D打印機的觀察窗被蓋上，因為這些機器在制造國防有關的產品，或者他們的工作是商業(yè)敏感的。一個可以觀察的是正在打印RedEye的母公司， Stratasys公司生產的3D打印機的零件。它和另一家公司——3D Systems，是3D打印機的市場領導者。

3D Systems公司，總部設在南卡羅來納州，也有大量的3D打印機正被用于生產成品的例子。早期采用該技術一直是醫(yī)療保健行業(yè)，因為每一個病人是不同的，這一個領域中需要大量的定制。 數(shù)以百萬的助聽器外殼通過掃描病人耳道來3D打印，凱茜·劉易斯—— 3D Systems公司的首席營銷官說。最初的外殼通過3D打印的模具制造，隨著不刺激皮膚的生物相容性打印塑料的發(fā)展，現(xiàn)在直接打印。

在另一個例子中， 3D Systems公司曾與加利福尼亞州圣何塞的Align技術合作，使用透明塑料匹配矯牙來取代金屬牙套矯正牙齒。，而是對準套的 “光刻機” 。掃描患者的口腔用來制定治療計劃，這反過來又產生一個數(shù)字文件，該文件用于3D打印一組中的20個左右的模具，每個模具都略有不同，并依據(jù)他們制作一系列透明塑料牙套。在佩戴的幾個月內，每個牙套穩(wěn)定地把患者的牙齒移動到所需的位置。去年Align 3D打印了1千7百萬的牙套。

高高飛行

航空航天工業(yè)由于制造量對較低也擁抱3D打印技術，零件生產往往是非關鍵項目，但是現(xiàn)在不同了。即使F-18在3D打印技術普及之前已經服役了二十年，今天，一個典型的F-18戰(zhàn)斗機可能包含約90 3D打印部件。這是因為部分的駕駛艙和冷卻管道采用3D打印的零件進行更換。3D System表示：F-35飛機，美國新服役的攻擊機，大約有900部件已經確定適合增量制造。

世界上最大的制造商，美國GE，毫不懷疑從能源到醫(yī)療保健的眾多領域中增量制造的重要性。它打算極可能多的保持該技術，以確保競爭優(yōu)勢。在2012年11月GE買下Morris科技——總部設在辛辛那提的一家提供增量制造服務行業(yè)的領導者之一。除其他領域外，Morris已經能夠制造無人機的輕質部件。吸引了GE的是它的技術潛力，生產通過傳統(tǒng)方式很難制造的、復雜的，輕質的組件。預計到2020年GE會為其噴氣發(fā)動機打印成千上萬的零件。

所有這一切無一例外在中國發(fā)生著，隨著國家的勞動力成本增加和一些離岸生產移回美國和歐洲，北京的官員把增量制造看成提升自己的制造基地競爭力的一種方法，雖然3D打印技術還不如美國先進，但中國有很大的野心。

3D打印與中國大量的傳統(tǒng)的工廠相配合，例如北京龍源電力自動化制造系統(tǒng)公司，使用3D打印的一種形式——激光燒結，生產經過特殊處理的鑄造砂模，然后采用傳統(tǒng)的鑄造方式鑄造金屬零件。3D打印技術的使用意味著可以在數(shù)周而不是數(shù)個月生產原型車發(fā)動機需要的所有部件。
一些世界上最大的3D打印機可以在中國找到。采用3D打印量身定做的宇航員座椅，在波音公司和空中客車公司的短途飛機領域的中國競爭對手工作的工程師，正在使用巨型3D打印機，其中一個由12米長，打印鈦金屬部件（包括機翼備件和機身框架）。

開啟電源
通過能夠在組件上或其中直接印刷電路的系統(tǒng)，3D打印作為生產工具的價值將進一步加大。在一家英國公司GKN Aerospace，迪斯尼和施樂公司正在嘗試這樣的工藝。在與英國Warwick大學的一個聯(lián)合項目中， GKN開發(fā)了稱為“carbomorph”的可打印材料，它有壓阻屬性，意味著被擠壓時，其電阻會變化，它可用于打印功能開關，按鈕和傳感器。
總部設在阿爾伯克基的Optomec ，已經發(fā)布了一個打印電子產品方法，被稱為Aerosol噴射。這是通過霧化導電材料液體形成一個密集的氣溶膠，然后通過鞘氣體聚焦成為一束沉積各個層上。它可以產生電路和元件，包括電線，電阻器，電容器和半導體，小到10微米（一微米是百萬分之一米）。Optomec正在把LED照明打印到壁紙上，控制電路打印到一個小型無人駕駛飛機的翅膀上（無人機由Stratasys公司3D打�。� 。
該公司還正在與多家手機制造商合作，直接在手機上進行電路打印。最新的智能手機有多個蜂窩無線電的接受裝置，WiFi，藍牙，GPS等等，它們通常是由污染環(huán)境的化學方法電鍍制造，Optomec可以使用導電銀墨直接打印出來，試用系統(tǒng)最近被安裝在中國的生產線上。

（未完）

詳細請見：中國3D打印行業(yè)咨詢網 http://www.centurier.com/nd.jsp?id=170&_np=4_11

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