我們不妨轉(zhuǎn)換一下看待3D打印的視角，來突破當(dāng)前的瓶頸。

近年3D打印已經(jīng)逐漸進入大眾的視野，關(guān)注度也在日益攀升。雖然這一技術(shù)在誕生至今25年內(nèi)有所成就，但離3D打印實現(xiàn)質(zhì)的飛躍還有很長一段路要走。

一、3D打印當(dāng)前的瓶頸

據(jù)悉，3D打印機目前還沒有良好的生產(chǎn)制造方案。另外，這項技術(shù)不僅失敗率非常高，而且再生性比較低，一旦報廢就意味著成本的飆升。那么是什么在制約3D打印技術(shù)創(chuàng)新呢？

事實上，3D打印技術(shù)與其他前沿技術(shù)一樣都是由一些常見的材料、軟件工程問題和機械系統(tǒng)所構(gòu)成。很明顯，這不是因為材料特殊或控制太先進復(fù)雜而造成的困境，而是我們看待這些技術(shù)的方式：只把它看作單一的部件制造，而缺乏系統(tǒng)性。

二、轉(zhuǎn)換思維看3D打印

如果將3D打印看成是一個由各個部分組成的體系。這樣從每個模塊深入研究或許會有出其不意的效果。

通常來說，一個生產(chǎn)體系劃可分為四個要素：

設(shè)計：指的是用戶在使用其功能設(shè)計后將能實現(xiàn)些什么。

硬件：真正能實現(xiàn)物理作品的部分。

材料：包括樹脂、金屬、陶瓷、塑料或天然材料等，通過3D打印技術(shù)，這些材料最終將變成實在的功能產(chǎn)品。

軟件：負責(zé)將設(shè)計數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成制造數(shù)據(jù)，包括安裝在機器上的軟件和向機器傳送數(shù)據(jù)的軟件。

這個體系中最容易被忽略的是要素是每個領(lǐng)域直接碎片式的連接路徑——為制造某個部件而制造，缺乏整體效率。陳舊的思維方式制約了我們真正實現(xiàn)3D打印潛力的進程。如果我們能夠擯棄傳統(tǒng)的思維方式，或許就可以真正將3D打印技術(shù)用到實處。

三、3D打印設(shè)計亟待更新

我們?nèi)缃竦拇蛴≡O(shè)計還是圍繞著老舊的技術(shù)。到了今天，所有被打印出來的事物都只是為了貢獻另一種物體的制造過程而設(shè)計，比如為了制模。3D技術(shù)目前能實現(xiàn)的只是幫忙人們越過制模這個階段，直接進入制造環(huán)節(jié)。但其實關(guān)于發(fā)展新的設(shè)計工具來改善工程制造，前人已做了很多努力和嘗試，而始于立體制造的發(fā)展使得3D打印技術(shù)直到如今依舊像是老式生產(chǎn)的替補。

目前，我們建造快速成型機都是多面能手，但是完成各類制造工程中等級最低的共通部分，難以達到較高的水準。事實上，我們需要的是更專業(yè)化的機器。

因此，在設(shè)計這些打印機之前，我們要明確這些技術(shù)所能解決的生產(chǎn)生活問題，再圍繞需要解決的現(xiàn)實問題來建造一臺針對性很強的3D打印機。

四、3D打印“硬與軟”之間的結(jié)合

除了關(guān)注現(xiàn)實生活中的生產(chǎn)應(yīng)用，我們是不是也可以考慮一下3D打印機的互聯(lián)網(wǎng)連接及智能化？

如果我們能為3D打印機設(shè)計更為實用的軟件，那么這些硬件設(shè)備也能更加高效地運轉(zhuǎn)起來。也就是說，我們需要“智能”的3D打印機，它擁有大量的監(jiān)測傳感器和互聯(lián)網(wǎng)接入，以便監(jiān)控和實時分析。比如Autodesk開源3D打印機Ember，其配置的傳感器能夠幫助機器在運轉(zhuǎn)時自如地從故障中恢復(fù)，提高打印的可靠性，并能夠?qū)崟r回送工程進展報告。

五、3D打印與細觀結(jié)構(gòu)材料技術(shù)

3D打印的獨特之處是實現(xiàn)從一臺機器中打印出各種復(fù)合材料，一次性為項目實現(xiàn)多重制造屬性，使生產(chǎn)成本大大降低。這里的“材料”是指被某些屬性綁定的物質(zhì)。比如木梁和紙張，根本上它們同屬木質(zhì)纖維。真正讓它們形成區(qū)別的是這些纖維的組織結(jié)構(gòu)模式。

細觀結(jié)構(gòu)材料技術(shù)允許我們獲得更多單一材料之外的利用價值，使3D打印獲得更高的靈活性和有效性。相比較于對不同的性能便要依賴不一樣的材料，設(shè)計師可以利用細觀結(jié)構(gòu)材料技術(shù)來創(chuàng)造一種擁有各種所需的性能特點的物體，這只需要一臺機器及一種成份（改變基礎(chǔ)成本的組織結(jié)構(gòu)）?？梢哉f，這是未來3D打印發(fā)展的新領(lǐng)域。

由圖表可見，復(fù)合材料只是某些已知材料的特定范式。而利用細觀結(jié)構(gòu)材料技術(shù)能夠借助常見的物質(zhì)制造出前所未有的材料。

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