它的优势在建筑设计业也有所体现。通常建筑的设计需要经过多次改动。但是制作模型往往并不是件简单的事,特别是在一遍遍的改动下。而3d打印就能简化设计师们的工作量,只要把图纸通过软件输入3D打印机内,几个小时就能打印出来。一些比较前卫的、复杂的建筑,人工制作模型比较困难的,3D打印技术就能够提供这样的帮助。 问:3D打印技术对于推动工业产业,尤其是制造业的进步,是否具有特别意义? 徐院士:确实是。与前两次工业革命相比,在3D打印技术得到广泛运用的情况下,现代制造业也许不再运用工厂。这种将人力、资金、设备等生产要素大规模集中化的生产方式,转变为一种以3D打印机为基础的,更加灵活、所需要投入更少的生产方式,这种趋势被称之为社会化制造。当这种方式得到广泛运用,那么每个人都可以是一家工厂。 而且我认为,3D打印将极有可能孕育第三次工业革命。我打个比方,我们的生产线可以做到,送一头牛进去然后出来牛肉罐头,同样也能把牛肉罐头放进去,然后生产出一头牛。后者就是3D打印能做到的。 3D打印将显著提高人类对物质世界的控制能力,几乎是一种最理想的工具手段,也许未来将会以我们难以预料的方式,永久改变人类的文明进程。 精度和效率成最主要挑战 问:3D打印技术很强大,但也面临着不少问题和挑战。要想进行大规模的应用,短期内是否还比较难? 徐院士:你说得对。主要是精度和效率,我们做出来的不少成品精度在0.1毫米左右,表面光滑度也不高,真正要作为机械工程的零部件来说,它的精度还很不够。所以,我们希望能够争取把金属材料的精度,做到10微米(1微米=0.001毫米)、20个微米,40个微米。如果我们能达到这个水平,那就有可能直接用3D打印做零件,而不是翻模具重新来做。 另外,要把精度分辨得极高以后,它必然带来的问题就是效率会比较低。所以怎样又快又好地打印出成品,还需要我们改进和研究。除此之外,并不是传统的材料,3D打印都可以拿过来用,现在用得最多的是塑料,金属和陶瓷等还在进一步的探索中。因此有必要开发更好的材料,这样应用范围就会大很多。不过真正高精度、高强度的材料,做起来难度也大。因为一次3D打印做出来以后,还有长期应用、耐疲劳等问题。另外,生产出来的材料,有的要求要大,有的要求要薄,这些要求以及工艺稳定性都亟待解决。所以想要真正做到零部件生产,难度非常大。 因此3D打印离大规模应用还有一定距离,短期内还不能够实现,至少我们目前水平还没有达到。除了产业联盟,我们的大学、研究所,要用更多的精力去研究光源、材料、制造零部件的3D打印设备,这些也是非常重要的。 问:3D打印技术现在处于一个什么样的状态?我国又有什么样的计划呢? 徐院士:今年早些时候,中国3D打印技术产业联盟秘书长罗军就表示过,中国有潜力成为世界最大的3D打印市场。未来三年内中国将正式启动至少10个3D打印创新中心,发展500家传统企业进入3D打印技术产业联盟。3D打印市场的产值,则可能会从10亿元人民币,增长到100亿元。 不过,事实上3D打印的颠覆之路还很长。总体而言,它目前仍处在起步阶段,距离大规模应用还有一段时间。传统制造业所擅长的批量化、规模化生产以及精益化生产,恰恰是3D打印的短板。而公众对于3D打印技术的认识也不够全面,它并非无所不能,其技术核心在于,它可以解决高难度、复杂、个性化的设计需要,只有当传统生产方式无法应用的时候,它的魅力才能显示出来。
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