在公司總部設(shè)在明尼蘇達(dá)州Eden Prairie的RedEye公司，通過(guò)檢查窗口看一眼近100個(gè)正在靜靜工作的三維（3D）打印機(jī)，你可以窺視今后的工廠將如何運(yùn)作。它們有的大如送貨車(chē)，晝夜運(yùn)行，只是極少數(shù)的技術(shù)人員參加，這真不簡(jiǎn)單。相反，他們正在顯示這個(gè)革命性的生產(chǎn)過(guò)程如何進(jìn)入制造業(yè)的主流。

 

 

　　3D打印機(jī)用一個(gè)特定的材料一層一層地建造產(chǎn)品而不是通過(guò)切割，鉆孔或加工來(lái)削減原材料，這就是為什么的過(guò)程也被稱(chēng)為增量制造。有許多方法可以做到這一點(diǎn)，只要調(diào)整一下軟件，每一個(gè)產(chǎn)品可以是不同的，而不需要昂貴的再加工機(jī)器。這使得3D打印成為制造一次性產(chǎn)品流行方式，尤其用來(lái)制造原型件，實(shí)物模型，小工具和手工藝品。

 

　　對(duì)于（3D打印）持懷疑態(tài)度的人來(lái)說(shuō)這是所有3D打印機(jī)的優(yōu)點(diǎn)了，全球最大的電子產(chǎn)品合同制造商、在中國(guó)制造眾多蘋(píng)果產(chǎn)品的廠商——富士康的老板郭臺(tái)銘就是其中的主要人物。他認(rèn)為， 3D打印對(duì)于真正的成品制造沒(méi)有任何商業(yè)價(jià)值，僅僅是“噱頭”，他發(fā)誓如果證明是錯(cuò)誤的，要倒著拼寫(xiě)他的名字。

 

　　郭臺(tái)銘（或者應(yīng)該說(shuō)UOG ）是說(shuō)對(duì)了一點(diǎn)：增量制造業(yè)不會(huì)取代大規(guī)模生產(chǎn)。盡管其技術(shù)在不斷改進(jìn)，一些打印物品的光潔度和耐久性能仍然滿足不了生產(chǎn)需求，3D打印機(jī)也不能大規(guī)模生產(chǎn)線一樣低成本制作不計(jì)其數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)部件。然而，3D打印機(jī)有他們的有點(diǎn)，這就是為什么一些世界上最大的制造商，如空中客車(chē)，波音，通用電氣，福特，西門(mén)子等開(kāi)始要使用3D打印機(jī)。

 

　　3D打印機(jī)和服務(wù)的市場(chǎng)雖小，但增長(zhǎng)迅速。根據(jù)咨詢(xún)公司——Wohlers Associates估計(jì)，3D打印全球市值去年是價(jià)值2.2十億美元，比2011年同比增長(zhǎng)29％。隨著生產(chǎn)者對(duì)（3D打?。┘夹g(shù)變得更加熟悉，3D打印正在從原型轉(zhuǎn)化到最終產(chǎn)品，Wohlers估計(jì)去年超過(guò)25％的3D打印市場(chǎng)涉及到最終產(chǎn)品的生產(chǎn)。

 

　　其中的一些部件是使用RedEye的打印機(jī)打印的，在許多情況下，它們是小批量的產(chǎn)品，如用于構(gòu)建專(zhuān)門(mén)藥物或造紙?jiān)O(shè)備的組件。其他產(chǎn)品，如3D打印的工具和夾具，實(shí)際上會(huì)提高大批量生產(chǎn)效率：寶馬公司的裝配線工人設(shè)計(jì)和打印的自定義工具，使其更容易地去把握和定位部件。 3D打印的塑料模具和母模正在幫助建立和試驗(yàn)新的生產(chǎn)線。一些這樣的打印部件甚至被用作壞的鋼質(zhì)工具的臨時(shí)替身，（原型替換）可能要花幾周的時(shí)間。

 

　　3D打印難以找到的備件，在這種情況下幫助美國(guó)大型航空公司的一些飛機(jī)重返天空，老的麥道MD -80飛機(jī)經(jīng)常因?yàn)閹┧鵁o(wú)法運(yùn)營(yíng)，這些飛機(jī)早已經(jīng)停產(chǎn)，航空公司苦苦尋找備件，現(xiàn)在它的新的管道可以用航空航天級(jí)塑料（不易點(diǎn)燃或燃燒不會(huì)產(chǎn)生有毒煙霧）3D打印出來(lái)。

 

　　由于3D打印機(jī)的改善和打印材料的提升，原型的質(zhì)量和光潔度與傳統(tǒng)的工廠制造的越來(lái)越難區(qū)分，Tim Thellin ，EedEye的經(jīng)理說(shuō)。盡管?chē)@桌面3D打印機(jī)的炒作旨在愛(ài)好者和消費(fèi)者，但是工業(yè)級(jí)打印機(jī)，正承擔(dān)著對(duì)于傳統(tǒng)的方法如塑料注塑成型來(lái)說(shuō)非常棘手的、最困難的工作，而這種大型項(xiàng)目的需求在增長(zhǎng)。Thellin先生說(shuō)，其中一個(gè)例子是專(zhuān)業(yè)汽車(chē)車(chē)身控制面板，有復(fù)雜的形狀，組成的單個(gè)組件需要進(jìn)行精確的組裝。

 

　　一些RedEye的3D打印機(jī)的觀察窗被蓋上，因?yàn)檫@些機(jī)器在制造國(guó)防有關(guān)的產(chǎn)品，或者他們的工作是商業(yè)敏感的。一個(gè)可以觀察的是正在打印RedEye的母公司， Stratasys公司生產(chǎn)的3D打印機(jī)的零件。它和另一家公司——3D Systems，是3D打印機(jī)的市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者。

 

　　3D Systems公司，總部設(shè)在南卡羅來(lái)納州，也有大量的3D打印機(jī)正被用于生產(chǎn)成品的例子。早期采用該技術(shù)一直是醫(yī)療保健行業(yè)，因?yàn)槊恳粋€(gè)病人是不同的，這一個(gè)領(lǐng)域中需要大量的定制。 數(shù)以百萬(wàn)的助聽(tīng)器外殼通過(guò)掃描病人耳道來(lái)3D打印，凱茜·劉易斯—— 3D Systems公司的首席營(yíng)銷(xiāo)官說(shuō)。最初的外殼通過(guò)3D打印的模具制造，隨著不刺激皮膚的生物相容性打印塑料的發(fā)展，現(xiàn)在直接打印。

 

　　在另一個(gè)例子中， 3D Systems公司曾與加利福尼亞州圣何塞的Align技術(shù)合作，使用透明塑料匹配矯牙來(lái)取代金屬牙套矯正牙齒。，而是對(duì)準(zhǔn)套的 “光刻機(jī)” 。掃描患者的口腔用來(lái)制定治療計(jì)劃，這反過(guò)來(lái)又產(chǎn)生一個(gè)數(shù)字文件，該文件用于3D打印一組中的20個(gè)左右的模具，每個(gè)模具都略有不同，并依據(jù)他們制作一系列透明塑料牙套。在佩戴的幾個(gè)月內(nèi)，每個(gè)牙套穩(wěn)定地把患者的牙齒移動(dòng)到所需的位置。去年Align 3D打印了1千7百萬(wàn)的牙套。

 

　　高高飛行

 

　　航空航天工業(yè)由于制造量對(duì)較低也擁抱3D打印技術(shù)，零件生產(chǎn)往往是非關(guān)鍵項(xiàng)目，但是現(xiàn)在不同了。即使F-18在3D打印技術(shù)普及之前已經(jīng)服役了二十年，今天，一個(gè)典型的F-18戰(zhàn)斗機(jī)可能包含約90 3D打印部件。這是因?yàn)椴糠值鸟{駛艙和冷卻管道采用3D打印的零件進(jìn)行更換。3D System表示：F-35飛機(jī)，美國(guó)新服役的攻擊機(jī)，大約有900部件已經(jīng)確定適合增量制造。

 

　　世界上最大的制造商，美國(guó)GE，毫不懷疑從能源到醫(yī)療保健的眾多領(lǐng)域中增量制造的重要性。它打算極可能多的保持該技術(shù)，以確保競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。在2012年11月GE買(mǎi)下Morris科技——總部設(shè)在辛辛那提的一家提供增量制造服務(wù)行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者之一。除其他領(lǐng)域外，Morris已經(jīng)能夠制造無(wú)人機(jī)的輕質(zhì)部件。吸引了GE的是它的技術(shù)潛力，生產(chǎn)通過(guò)傳統(tǒng)方式很難制造的、復(fù)雜的，輕質(zhì)的組件。預(yù)計(jì)到2020年GE會(huì)為其噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)打印成千上萬(wàn)的零件。

 

　　所有這一切無(wú)一例外在中國(guó)發(fā)生著，隨著國(guó)家的勞動(dòng)力成本增加和一些離岸生產(chǎn)移回美國(guó)和歐洲，北京的官員把增量制造看成提升自己的制造基地競(jìng)爭(zhēng)力的一種方法，雖然3D打印技術(shù)還不如美國(guó)先進(jìn)，但中國(guó)有很大的野心。

 

　　3D打印與中國(guó)大量的傳統(tǒng)的工廠相配合，例如北京龍?jiān)措娏ψ詣?dòng)化制造系統(tǒng)公司，使用3D打印的一種形式——激光燒結(jié)，生產(chǎn)經(jīng)過(guò)特殊處理的鑄造砂模，然后采用傳統(tǒng)的鑄造方式鑄造金屬零件。3D打印技術(shù)的使用意味著可以在數(shù)周而不是數(shù)個(gè)月生產(chǎn)原型車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)需要的所有部件。

 

　　一些世界上最大的3D打印機(jī)可以在中國(guó)找到。采用3D打印量身定做的宇航員座椅，在波音公司和空中客車(chē)公司的短途飛機(jī)領(lǐng)域的中國(guó)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手工作的工程師，正在使用巨型3D打印機(jī)，其中一個(gè)由12米長(zhǎng)，打印鈦金屬部件（包括機(jī)翼備件和機(jī)身框架）。