3D打印为各行各业带来的利弊分析
- 2015-03-04 11:03:082315
随着技术的发展和进步，3D印刷不仅改变了很多行业的经营方式和我们生活的方方面面，而且还将触发新一轮的工业革命。这听起来似乎有些危言耸听，但以下这些事实也许会让你意识到3D印刷对企业、消费者和经济所产生的巨大影响。
1.减少环境污染
传统制造业往往是污染和浪费的代名词，而3D印刷则能有效地减少制作过程中所产生的垃圾和二氧化碳，从而给环境带来积极的影响。
除了可以减少材料浪费外，由于3D印刷基本都是按需取材，使用的材料主要有塑料长丝、金属粉末或碳纤维等，甚至还有一些采用熔融沉积造型技术的打印机可利用可降解塑料来进行生产。因此大大减少了材料浪费。除此之外，3D印刷技术可以让人们更方便地生产出替代零件，从而延长整个产品的使用寿命，避免其在出现零件故障的时候就被扔掉。
同时，以前很多产品都需要跨越千山万水才能到达终目的地。而有了3D印刷技术之后，这些产品的生产和装备工作都可以在当地完成。人们只需要运输原材料就可以了，而且这些原材料所占的空间要远远小于成品。
这一切看上去都那么美好，但有研究表明，3D打印机本身也存在着一些不够环保的因素。比如一台3D打印机通常会浪费40%~45%的墨水。如果打印机用完后没有及时关闭，也会耗掉比平时更多的电。随着3D打印机的普及，打印机制造商也应该想办法让更多消费者了解到该如何解决这些问题。
2.创造新的艺术媒介
目前，选择用手工方式来进行艺术创作的人已经越来越少。而3D打印机的出现则为人们带来了一种新的现代艺术形式。比如美国艺术家约书亚·哈克就曾在2014纽约3D打印展上展出过自己的3D打印镂空雕刻系列作品。
此外，3D打印机还可以用来复制世界名品，让更多的人欣赏到艺术大家的作品。位于荷兰首都阿姆斯特丹的梵高艺术馆就与富士胶片公司合作复制了一大批梵高的画作。
3.实现教育创新
日前，3D打印机制造商Makerbot宣布推出一个名为“Makerbot学院”的计划，旨在为美国的每一所学校都提供一台3D打印机。该公司执行官布雷·佩蒂斯表示：“这将改变我们的孩子对创新和制造技术的看法。”
此外，Makerbot还计划将其创新中心逐步引入美国高校。2014年2月13日，美国个创新中心在美国纽约州立大学成立。该中心配备有30多台3D打印机和几台3D扫描仪，这为当地学生和居民接触3D打印技术开辟了一条道路。
4.实现太空打印
3D印刷技术的一项重要应用就是能够生产宇航员在太空中使用的零件及其他物品。它还有助于加快空间站的建设速度。为了解决这些问题，由一群3D打印爱好者组成的空间制造公司与美国宇航局的马歇尔航天飞行中心合作推出了一款适用于太空的3D打印机。这款打印机可以在失重的情况下生产零件，从而使宇航员在太空中的工作和生活变得更加自给自足。
值得一提的是，一位工程师还在美国宇航局的资助下设计出了一款能够打印食品的3D打印机，据说这样生产出的食物会比冻干的食品更适合宇航员食用。
5.掀起制造业革命
大批量生产对3D印刷技术来说是一项艰巨的挑战，但随着高产型打印机的涌现和技术的不断进步，3D打印机正在以下领域与传统制造技术一决高下。
食品。一切液体或粉末状的食品都可以用3D打印机来进行生产，所以印刷食品会成为将来的一个热门话题。
军队。*用品通常都是定制的，而且经常要更新换代。目前市场上已经出现了3D打印的枪支，而这项技术在军队的全面应用也只是一个时间问题。
电子。电子产品的尺寸、形状和所用材料决定了它将成为3D印刷技术容易攻下的一座城池。
玩具。家用3D打印机和开放的设计资源将改变孩子们的游戏方式。
汽车。3D印刷技术已经在汽车制造业得到了广泛应用。福特公司就宣布正在用3D印刷技术来测试零件。和小型的汽车公司也将从中受益，因为3D印刷技术可以有效提高任何一家公司生产零件的效率。
6.重塑医疗保健行业
生物印刷是3D印刷发展快的一个领域，这项技术可以通过喷墨打印机生产出活性组织。以美国的生物科技公司Organovo为例，该公司不但在2014年实现了人体肝组织的商业化3D印刷，而且还与美国国家眼科研究所和美国国家转化科学推进中心合作，研究眼组织的打印课题。
相关研究人员表示，他们已经找到了一种更有效地制造细胞的方法。这种名为“细胞块”打印的技术能将细胞的存活率从现行方法的50%~80%提高到100%。所有这些都引起了人们对3D打印复杂器官的浓厚兴趣，但由于此项目涉及道德、伦理和政治等诸多问题，因此势必会引起人们的激烈争论。
7.改变家庭生活方式
每个人都希望自己的家庭生活能够变得更为便利，而家用3D打印机也在变得越来越小巧，越来越便宜。人们可以用这类打印机制作自己喜欢的珠宝、家居用品、玩具、工具和各种尺寸、形状或颜色的物品。
此外，人们还可以用3D打印机在家生产家用电器的零件，从而缩短订购和等待的周期。据市场研究公司战略分析预测，家用3D印刷市场的产值将在2030年达到700亿美元。
8.进入不发达地区
即便是基础的产品，发展中国家也往往与供应市场存在差距，但3D印刷则能将发展中国家带入到化的发展进程中来。以位于奥斯汀的re:3D公司为例，该公司曾在2013年5月推出了一款适合发展中国家消费者使用的经济型工业级3D打印机。目前，这款产品已经开始在拉丁美洲进行推广，而且在当地政府的大力支持下，Gigabot还将被用在智利的很多项目中，比如3D服装生产以及用可回收材料进行打印试验等。
3D印刷技术还可以通过与3D印刷研究者的合作给发展中国家带来帮助。例如，很多发展中国家对假肢的需求量很大，但又不具备独立生产的能力。一位加拿大教授借助3D打印技术发明了一种假肢，具备正常人手约80%的功能，很多乌干达的残疾人现在都享受到了这种假肢带给他们的便利。
9.影响经济
3D印刷业将对经济产生深远影响。麦肯锡研究院在其发布的一份报告中指出，3D打印将对经济产生颠覆性的影响，它将显著缩短新产品的开发周期。将有越来越多的公司在采用新技术或开发新产品的过程中重视客户的反馈和设计意见。3D印刷业也将减少新产品投入市场的成本，从而让小型企业获得更多的市场机会。
3D技术在中国的增长速度与在美国和欧洲几乎没有差别。2013年6月，中国推出了一款据称是当时世界上大的3D打印机，直径有1.8米长。3D技术的出现将促进各国实现本土化生产，并对中国的生产制造业形成一定的冲击。
10.引发知识产权危机
现在，人们很容易就能在网站上找到3D印刷设计图纸，这看起来似乎很容易，但免费的设计势必会引起大量的知识产权问题。由于大多数设计都没有申请保护，因此可以被任何人复制或销售，而一项花费了巨额成本设计出来的物品也可以更便宜的价格进行复制和销售。由此可见，由3D印刷技术引发的知识产权危机将成为3D印刷业亟待解决的一个难题。