3D打印機(jī)催生“制造”革命

喜歡科幻片的朋友也許知道出現(xiàn)在《星際迷航》中的未來(lái)機(jī)器“復(fù)制機(jī)”（Replicator）。這臺(tái)復(fù)制機(jī)具有重新排列分子的功能，當(dāng)告訴它想要什么東西時(shí)，就會(huì)馬上制作出來(lái)。“3D打印機(jī)”未來(lái)就有可能實(shí)現(xiàn)這種愿望，因而受到了人們的廣泛關(guān)注。
3D打印機(jī)一邊讓打印頭及托盤移動(dòng)一邊慢慢堆疊材料，逐步輸出造型物（圖1）。利用其堆疊材料的特點(diǎn)，可以同時(shí)輸出建筑物的墻壁和樓梯，能夠輕松制作出復(fù)雜的造型物。

圖1 低于20萬(wàn)日元的低價(jià)位3D打印機(jī)中的代表性產(chǎn)品。很多店鋪都在銷售，包括山田電機(jī)及亞馬遜日本網(wǎng)站等  
※以下各產(chǎn)品的數(shù)值中，●分別表示最小層疊間距和最大造型尺寸
其實(shí)，3D打印機(jī)在二十多年前就開始用于商業(yè)用途了。但當(dāng)時(shí)十分昂貴，大多價(jià)格在數(shù)十萬(wàn)元到數(shù)百萬(wàn)元之間。3D打印機(jī)突然受到關(guān)注的原因是，多款低價(jià)位產(chǎn)品的問(wèn)世（圖2），現(xiàn)在還有數(shù)千元的產(chǎn)品。
中小企業(yè)及個(gè)人也買得起的、價(jià)格低于50萬(wàn)日元的幾款主要3D打印機(jī)  
  
圖2 低價(jià)位3D打印機(jī)除了圖1的“Cube”之外還有多款。  
  
還有用戶自己組裝的自制套件  
以前因成本而無(wú)法購(gòu)買3D打印機(jī)的中小企業(yè)及個(gè)人，可以使用這種打印機(jī)試制產(chǎn)品的動(dòng)向會(huì)不斷擴(kuò)大。過(guò)去只有部分大企業(yè)及研究機(jī)構(gòu)才能使用的計(jì)算機(jī)，在個(gè)人電腦問(wèn)世之后，成了任何人都能使用的產(chǎn)品�；蛟S3D打印機(jī)也會(huì)像計(jì)算機(jī)一樣，隨著自身的發(fā)展而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品制造的“個(gè)人化”。
價(jià)格因開放化而降低
3D打印機(jī)的價(jià)格急劇降低的原因是，出現(xiàn)了一個(gè)名為“RepRap”的開放化3D打印機(jī)開發(fā)項(xiàng)目。RepRap由英國(guó)巴斯大學(xué)高級(jí)講師艾德里安·鮑耶（Adrian Bowyer）創(chuàng)設(shè)。
與開源軟件一樣，RepRap的設(shè)計(jì)圖也是公開的，因此“多家基于RepRap開發(fā)3D打印機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)企業(yè)陸續(xù)問(wèn)世，包括被美國(guó)3D Systems公司收購(gòu)的英國(guó)Bits from Bytes及美國(guó)Makerbot等”（RepRap Community Japan代表加藤大直），由此掀起了3D打印機(jī)熱潮。
隨著低價(jià)位3D打印機(jī)數(shù)量的增加，致力于3D造型的用戶在全球范圍內(nèi)不斷增加�？梢愿惺艿竭@種火爆勢(shì)頭的網(wǎng)站之一是“Thingiverse”。該網(wǎng)站有生活用品、服飾配件及藝術(shù)作品等不同種類的3D數(shù)據(jù)。用戶可免費(fèi)下載喜歡的數(shù)據(jù)，馬上用3D打印機(jī)打印出來(lái)（圖3）。使用這些網(wǎng)站，自己不會(huì)制作3D數(shù)據(jù)的人也能用3D打印機(jī)打印物品，這促進(jìn)了3D打印機(jī)的使用范圍擴(kuò)大。
●還出現(xiàn)了將大量3D數(shù)據(jù)集中在一起的網(wǎng)站  
  
圖3 出現(xiàn)了“Thingiverse”等將全世界的用戶制作的3D數(shù)據(jù)集中在一起的網(wǎng)站。在網(wǎng)站上找到喜歡的數(shù)據(jù)后，可以下載數(shù)據(jù)并用3D打印機(jī)打印出來(lái)，能夠馬上獲得實(shí)物  
目前還出現(xiàn)了“Cubify”等購(gòu)買其他用戶制作的3D數(shù)據(jù)的網(wǎng)站。如果將來(lái)3D數(shù)據(jù)銷售服務(wù)普及，人們能夠用3D打印機(jī)打印日用品等，也許現(xiàn)在經(jīng)由宅急便收取快件的網(wǎng)購(gòu)會(huì)退出歷史舞臺(tái)。
3D打印機(jī)可帶來(lái)讓數(shù)據(jù)變成物質(zhì)的新體驗(yàn)，甚至可能會(huì)改變我們的生活和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。但3D打印機(jī)在普及之前還有很多問(wèn)題需要解決。
目前，商業(yè)用途方面，3D打印機(jī)已被應(yīng)用于產(chǎn)品的開發(fā)與試制、建筑、醫(yī)療及藝術(shù)等領(lǐng)域（圖4）。其原因是，雖然商用3D打印機(jī)價(jià)格高，但可以獲得相應(yīng)的品質(zhì)。而尚處于黎明期的個(gè)人用低價(jià)位3D打印機(jī)輸出的造型物往往表面稍顯粗糙。而且打印速度及價(jià)格等方面也很難說(shuō)能讓大部分人滿意。專家指出，“3D打印機(jī)要像紙質(zhì)打印機(jī)一樣普及，技術(shù)及成本方面都需要進(jìn)行大幅改進(jìn)”（日本3D數(shù)據(jù)使用協(xié)會(huì)理事長(zhǎng)相馬達(dá)也）。
●現(xiàn)有3D打印機(jī)的主要用途和今后的課題  
  
圖3 出現(xiàn)了“Thingiverse”等將全世界的用戶制作的3D數(shù)據(jù)集中在一起的網(wǎng)站。在網(wǎng)站上找到喜歡的數(shù)據(jù)后，可以下載數(shù)據(jù)并用3D打印機(jī)打印出來(lái)，能夠立即獲得物品  
目前，3D打印機(jī)的操作方法還不夠簡(jiǎn)單，還需要3D打印機(jī)及相關(guān)軟件的知識(shí)。為此，引進(jìn)3D打印機(jī)的大學(xué)等教育機(jī)構(gòu)不斷增加，還出現(xiàn)了舉辦3D打印機(jī)研討會(huì)的團(tuán)體和企業(yè)。當(dāng)技術(shù)進(jìn)步和知識(shí)普及兩個(gè)條件都已成熟時(shí)，估計(jì)才會(huì)顯現(xiàn)出3D打印機(jī)的真正價(jià)值。
“看到朋友的笑臉?lè)浅ｉ_心”
毛利宣裕是光固化快速成型3D技術(shù)方面的專家，為了探索個(gè)人使用3D打印機(jī)的可能性，他下狠心購(gòu)買了當(dāng)時(shí)高達(dá)40萬(wàn)日元的產(chǎn)品。
因?yàn)閺氖缕�車修理業(yè)的朋友總是苦于買不到舊外國(guó)車的部件，毛利便答應(yīng)用3D打印機(jī)為其制作部件。經(jīng)過(guò)一個(gè)半月的摸索，部件終于制作完成，朋友滿面笑容地表達(dá)了謝意。毛利表示，今后將召開研討會(huì)來(lái)幫助3D打印機(jī)用戶。（作者：松元 英樹，日經(jīng)技術(shù)在線！供稿）
  
毛利宣裕（左）2012年為家里添置了3D打印機(jī)�？蛷d一旁設(shè)置了兩臺(tái)中型3D打印機(jī)（右）