要學(xué)3D打印，首先你要弄懂制造技術(shù)的三大思維

前兩篇文章，分別從3D打印給人的感覺(jué)“鋪天蓋地的3D打印，離你很近卻又離你很遠(yuǎn)”和3D打印行業(yè)的規(guī)模現(xiàn)狀“熊眼看3D：如果制造業(yè)是一個(gè)大西瓜，那3D打印還是一粒芝麻”角度為大家介紹3D打印。從本篇文章開(kāi)始，我們將從技術(shù)上進(jìn)一步深入介紹3D打印。

如果你只是知道“3D打印”這個(gè)名詞，以及看過(guò)3D打印的報(bào)道，但對(duì)其背后的技術(shù)并不了解，那實(shí)際上你還是個(gè)門(mén)外漢。為什么媒體都稱3D打印要引發(fā)第三次工業(yè)革命？為什么說(shuō)3D打印要顛覆制造業(yè)？這項(xiàng)新技術(shù)與傳統(tǒng)的制造技術(shù)相比有什么不同？

制造技術(shù)的三大思維

這時(shí)，你需要先理清楚制造技術(shù)的三大思維：等材制造、減材制造、增材制造。

當(dāng)古代人想要做出一件青銅器、兵器或者錢(qián)幣的時(shí)候，他們通常會(huì)采用鑄造工藝。鑄造是一項(xiàng)古老而先進(jìn)的技術(shù)，根據(jù)甘肅馬家窯出土的青銅刀判斷，5000余年前的古人就開(kāi)始使用鑄造技術(shù)了。直到今天，鑄造工藝仍然是制造業(yè)中的一項(xiàng)重要技術(shù)，比如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、變速箱缸體等仍然采用鑄造工藝。這種以鑄造、注塑等為代表的制造思維，在制造過(guò)程中材料的體積幾乎不發(fā)生變化，我們稱之為“等材制造”。

△古代鑄造

△現(xiàn)代鑄造

而第二種制造思維歷史也很悠久，比如古代人想制作一根茅用于捕捉獵物，那么他需要有一個(gè)茅頭，然后找一根木棍將木棍的一頭用刀削尖，然后插上茅頭。將木棍通過(guò)削掉多余部分，達(dá)到自己想要的結(jié)構(gòu)，這種制造思維我們稱之為“減材制造”。如今，隨著工業(yè)化的發(fā)展，減材制造被運(yùn)用的最為廣泛，比如機(jī)床加工，絕大部分的金屬零配件都采用機(jī)加工的方式來(lái)生產(chǎn)。一般以金屬棒材、塊材為原材料，通過(guò)機(jī)床的刀具進(jìn)行切削，得到最終的零件。而以制造設(shè)備形式出現(xiàn)的這種減材制造技術(shù)，已經(jīng)有300年歷史。

△減材制造（機(jī)加工）螺紋

第三種思維就是我們所要介紹的主角，我們稱之為“增材制造”（3D打印），顧明思議，通過(guò)增加材料來(lái)制造物體。比如農(nóng)村蓋房子，就是將磚頭一塊一塊的壘起來(lái)，如此來(lái)說(shuō)“增材制造”的歷史也很悠久了。而蓋房子的過(guò)程是人工去堆積磚頭，而本文所講的3D打印是用計(jì)算機(jī)程序控制材料自動(dòng)堆積。

△人工蓋房子

△增材制造（3D打印）技術(shù)制造墻體

因此嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，“增材制造”始于1983年，距今已經(jīng)有35年歷史。當(dāng)時(shí)，SLA（Stereo Lithography Apparatus，立體光刻設(shè)備） 3D打印技術(shù)的發(fā)明者Chuck Hull正在為一個(gè)美國(guó)的小公司工作，使用高強(qiáng)度紫外線來(lái)把液體塑料固化成固體，它的產(chǎn)品之一是涂層一個(gè)桌子。Hull說(shuō)："在某個(gè)時(shí)候我想到了我們正在固化的塑料薄片，我想也許我能堆積這些薄片來(lái)創(chuàng)建一個(gè)原型部件"。在無(wú)數(shù)次的嘗試之后，Hull終于打印出了一個(gè)小杯子，1986年Hull成立了3D Systems公司將SLA 3D打印技術(shù)商業(yè)化。目前，3D Systems公司已經(jīng)成為全球3D打印領(lǐng)域的龍頭企業(yè)。

以上就是制造技術(shù)的三大思維，以前人民習(xí)慣于使用前兩種技術(shù)，對(duì)3D打印技術(shù)了解甚少。從最近幾年，3D打印技術(shù)才得到廣泛的關(guān)注，在國(guó)家政府、廣大媒體、從業(yè)人員的大力推動(dòng)下，越來(lái)越多的行業(yè)開(kāi)始嘗試3D打印技術(shù)。從航空航天、軍工、醫(yī)療、教育科研、齒科、模具、汽車、藝術(shù)時(shí)尚、考古、食品、鞋子、房子等等各個(gè)行業(yè)，思維超前的企業(yè)和個(gè)人，已經(jīng)利用3D打印技術(shù)進(jìn)行了大量的創(chuàng)新，毫無(wú)疑問(wèn)這些人跟上了時(shí)代的潮流。人們?cè)谶M(jìn)入增材思維以后，一些以前難以解決的難題被解決了，一些以前難以想象的事情被實(shí)現(xiàn)了。

如今隨著3D打印技術(shù)越來(lái)越成熟，打印速度越來(lái)越快，原材料價(jià)格越來(lái)越便宜，設(shè)備價(jià)格逐漸下降，3D打印的應(yīng)用門(mén)檻也越來(lái)越低，3D打印正在朝著新的未來(lái)奮力前行。