全球工業(yè)正在經(jīng)歷第三次工業(yè)革命，與以往不同，本次革命對制造業(yè)的發(fā)展也會(huì)帶來巨大影響，其中一類最重要的新技術(shù)就是快速成型技術(shù)，快速成型技術(shù)大致可分為7大類，包括立體印刷、疊層實(shí)體制造、選擇性激光燒結(jié)、熔融沉積成型、三維焊接、三維打印、數(shù)碼累積成型等。
美國白宮發(fā)表了一份聲明，宣布美國政府部門將聯(lián)合私營部門共同出資建立制造業(yè)創(chuàng)新研究所，以扶持美國制造業(yè)和鼓勵(lì)企業(yè)在本土投資。而研究所建立后的主要任務(wù)將是研發(fā)3D打印技術(shù)。
美國國防部、能源部和商務(wù)部等5家政府部門將共同出資4500萬美元，首筆資金為3000萬美元;由俄亥俄州、賓夕法尼亞州和西弗吉尼亞州的企業(yè)、學(xué)校和非營利性組織組成的聯(lián)合團(tuán)體將出資4000萬美元。
據(jù)國際模協(xié)秘書長羅百輝介紹，快速制造思想產(chǎn)生于上世紀(jì)80年代。1992年，美國DTM公司(現(xiàn)已并入美國3DSystems公司)研制成功世界第一臺采用粉末材料的激光快速制造裝備。美國、德國、日本等國的制造企業(yè)將之用于蠟、砂型的快速制造，大大提升了傳統(tǒng)鑄造工藝的技術(shù)水平。
3D打印技術(shù)源于上世紀(jì)
當(dāng)下發(fā)展中國家的勞動(dòng)力成本正逐年上升，要在新一輪競爭中勝出，得靠技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)勢3D打印又稱增材制造技術(shù)，3D打印技術(shù)的核心制造思想最早起源于19世紀(jì)末的美國，到20世紀(jì)80年代后期3D打印技術(shù)發(fā)展成熟并被廣泛應(yīng)用。
100多年前美國研究照相雕塑和地貌成形技術(shù)，也就是發(fā)展到今天的快速成型。它的最早的3D打印機(jī),把數(shù)據(jù)和原料放進(jìn)3D打印機(jī)中，機(jī)器會(huì)按照程序把產(chǎn)品一層層造出來。打印出的產(chǎn)品，可以即時(shí)使用。美國科學(xué)家發(fā)明了一種可打印出三維效果的打印機(jī)，并已將其成功推向市場。普通打印機(jī)能打印一些報(bào)告等平面紙張資料。而這種最新發(fā)明的打印機(jī)，它不僅使立體物品的造價(jià)降低，且激發(fā)了人們的想象力。未來3D打印機(jī)的應(yīng)用將會(huì)更加廣泛。
隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展和激光技術(shù)的進(jìn)步，研究人員開始嘗試用該技術(shù)將金屬材料直接制造成零件。3D打印更適合制造快速成型的產(chǎn)品，如一些精巧的工藝品。在大批量生產(chǎn)方面，還須依靠傳統(tǒng)制造。
今年，中國首家3D打印照相體驗(yàn)館也在西安面向公眾開放了。之所以說是開放，不是開業(yè)，是因?yàn)槟壳安⒎巧虡I(yè)行為，而是西安非凡士機(jī)器人科技有限公司(EliteRobotics)的3D打印體驗(yàn)館的體驗(yàn)項(xiàng)目。非凡士是一家成立于2011年9月，位于西安高新區(qū)創(chuàng)業(yè)園內(nèi)，致力于教育、科研與家用機(jī)器人的研究、開發(fā)和銷售，并提供機(jī)器人相關(guān)集成技術(shù)服務(wù)和領(lǐng)先解決方案的公司。
該公司使用的是MakerBotReplicator?3D打印機(jī)，非凡士的舉動(dòng)醉翁之意不于經(jīng)營3D打印照相館，而在于推廣Makerbot公司的3D打印機(jī)。他們已成為美國MakerBot公司的中國代理商，將面向全國銷售MakerBot3D打印機(jī)。
用3D打印機(jī)打印人像先得拍照，顧客要站在白色布景前，攝影師通過三維掃描儀將真人進(jìn)行360度掃描，得到全身數(shù)據(jù)后建立3D打印文件，打印機(jī)將按照數(shù)據(jù)，分毫不差地將人像“還原”。由于耗時(shí)長、材料貴，因此，3D打印人像價(jià)格不菲。盡管如此，每個(gè)月仍有三四十位顧客來體驗(yàn)這種新的打印技術(shù)。
3D打印技術(shù)并非新興產(chǎn)物，它被稱為“上上個(gè)世紀(jì)的思想，上個(gè)世紀(jì)的技術(shù)，這個(gè)世紀(jì)的市場”。盡管3D打印技術(shù)早已產(chǎn)生，但在國內(nèi)認(rèn)知度的提升卻是近一年的事。3D打印技術(shù)在全球的推廣正以驚人速度在增長。在《環(huán)球科學(xué)》雜志2013年一月刊中評選出2012年最值得銘記、對人類社會(huì)產(chǎn)生影響最為深遠(yuǎn)的十大新聞，“3D打印”位列第九，理由是“3D打印將在制造業(yè)和科研領(lǐng)域引發(fā)一場革命”。
3D打印簡史
1986年，CharlesHull開發(fā)了第一臺商業(yè)3D印刷機(jī)。
1993年，麻省理工學(xué)院獲3D印刷技術(shù)專利。
1995年，美國ZCorp公司從麻省理工學(xué)院獲得唯一授權(quán)并開始開發(fā)3D打印機(jī)。
2005年，市場上首個(gè)高清晰彩色3D打印機(jī)SpectrumZ510由ZCorp公司研制成功。
2010年11月，世界上第一輛由3D打印機(jī)打印而成的汽車Urbee問世。
2011年6月6日，發(fā)布了全球第一款3D打印的比基尼。
2011年7月，英國研究人員開發(fā)出世界上第一臺3D巧克力打印機(jī)。
2011年8月，南安普敦大學(xué)的工程師們開發(fā)出世界上第一架3D打印的飛機(jī)。
2012年11月，蘇格蘭科學(xué)家利用人體細(xì)胞首次用3D打印機(jī)打印出人造肝臟組織。
3D打印有望成為新一輪工業(yè)革命的領(lǐng)導(dǎo)者
利用3D打印技術(shù)改善藝術(shù)及生活的例子屢見不鮮。例如荷蘭時(shí)尚設(shè)計(jì)師IrisvanHerpen展示了它的服裝設(shè)計(jì)作品，這些服裝作品全部使用3D打印機(jī)一次成型。通過3D打印技術(shù)制造的服裝，突破了傳統(tǒng)服裝剪裁的限制，幫助設(shè)計(jì)師完整地展現(xiàn)其靈感。而在Cornell大學(xué)的一個(gè)項(xiàng)目中，研究團(tuán)隊(duì)制造了一臺3D打印機(jī)用于打印食物，展現(xiàn)了烹調(diào)的獨(dú)特方式。其優(yōu)勢在于能夠精確控制食物內(nèi)部材料分布和結(jié)構(gòu)，將原本需要經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)的精細(xì)烹調(diào)轉(zhuǎn)換為電子屏幕前的簡單設(shè)計(jì)。
3D打印的出現(xiàn)，讓大家眼前一亮。衣服、汽車，甚至是飛機(jī)上的高端部件，都能打印。未來，只要能制造的東西，都能靠3D打印和4D打印，打印出來。3D打印，是挽救制造業(yè)的一把鑰匙，讓傳統(tǒng)制造業(yè)插上了信息化的翅膀。
今天的3D技術(shù)，主要特指基于電腦和互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字化立體技術(shù)。3D打印機(jī)出現(xiàn)在上世紀(jì)90年代中期，是利用光固化和紙層疊等技術(shù)的快速成型裝置，把計(jì)算機(jī)上的藍(lán)圖變成實(shí)物，在成本、速度和精確度上都遠(yuǎn)勝于傳統(tǒng)制造技術(shù)，其工作原理是將一項(xiàng)設(shè)計(jì)物品轉(zhuǎn)化為3D數(shù)據(jù)，然后采用分層加工、疊加成形，即通過逐層增加材料來“打印”成3D實(shí)體。與傳統(tǒng)的材料加工技術(shù)完全不同，3D打印具有仿真性強(qiáng)、速度快，價(jià)格便宜，高易用性等優(yōu)點(diǎn)，是對傳統(tǒng)制造業(yè)的顛覆性變革。有人甚至將3D打印機(jī)看成是第三次工業(yè)革命的影子，與蒸汽機(jī)和電力相提并論。
從消費(fèi)市場來說，傳統(tǒng)的大批量制造生產(chǎn)幾乎能提供任何人們最基本的吃穿住行玩等消費(fèi)產(chǎn)品，但是這些產(chǎn)品都是標(biāo)準(zhǔn)化的，千篇一律，手工生產(chǎn)的個(gè)性化產(chǎn)品雖然地道，品質(zhì)精良，內(nèi)涵豐富，但耗時(shí)巨大。而3D打印技術(shù)既可滿足人們越來越苛刻的對個(gè)性化產(chǎn)品的追求欲，還可大大提高生產(chǎn)效率。
從人力成本來說，一個(gè)技術(shù)工人可看管數(shù)臺3D打印機(jī)，就像紡織工人看管織布機(jī)一樣，而勞動(dòng)效率卻有數(shù)倍甚至數(shù)十倍的提高。正因?yàn)槿绱?，美國政府捷足先登，?D打印攬入懷中，試圖成為新一輪工業(yè)革命的領(lǐng)導(dǎo)者，繼續(xù)占據(jù)全球工業(yè)的制高點(diǎn)。
