3D打印设备在同一材料打印产生机械的制造限制
- 2016-01-06 09:01:296991
“2015年是3D打印的关键年，各个大国都不约而同的将3D打印技术的发展前景放在战略高度来加以支持，不仅仅欧盟支持的SASAM项目组发布了增材制造标准化路线图，AmericaMakes发布了包括增材制造设计、材料、工艺、价值链、基因组的增材制造技术路线图。
2015的意义在于，之前混沌不清的方向亦变得清晰，对于默默坚持和耕耘在3D打印行业的不少厂家来说，有的找准了自身发展的优势与方向，有的坚定了对未来的决心，在3D打印走向行业快速发展期之际，唯有那些不浪费时间，专心苦练内功，跟随与开拓3D打印趋势的企业会在竞争中脱颖而出。
经历了2015，若你还认为3D打印是个小伎俩罢了，在不愿意花时间学习和深入了解的情况下，就轻蔑地对这一技术全盘否定，那你还是圈外人士。
经历了2015，若你还认为凭着“吸引眼球”就可以探索出商业模式，那你还在3D的边缘，你所吸引的眼球将与你未来所能获得的成功成反比。
经历了2015，若你觉得这场3D只是一场热，这场热来了很快又会过去，那你还需要恶补市场战略的相关知识，去清晰的判断一个行业诞生期与成*的区别。
正如乔布斯所说，未来-是由现在的点连成的线组成，3D科学谷在2016年开工的天，与智慧的你，我们一起数数2015年的关键词，看看这些点将带来什么样的线，这样的线将把我们带去什么样的远方?
关键词一：高通量
3D打印这个行业存在着两个截然不同方向的并行趋势，一个是朝着更小尺寸的精细物品，另一个是朝着更大尺寸的方向发展。正如小编在*0大的3D打印机中提到的，除了这些迈向更大尺寸的打印机正在将3D打印技术的应用领域推向一个又一个全新的领域，在原有技术基础上衍生出的新技术亦为高通量打印打开了另一扇大门：
2015年初，Carbon3D经典红色小球，不但令业界惊叹，亦直接带来了谷歌1亿美金的跟投。
2015年9月，英国谢菲尔德大学的高速烧结技术采用红外线灯和喷墨打印头来代替激光。打印头快速准确地将材料传送到粉末床上。随后红外线熔化将粉末固化成形状，然后是下一层，比激光烧结速度快很多。高速烧结100倍的速度于激光烧结。而且，高速烧结可以与注塑成型制造数百万小而复杂的零件相比也具有成本竞争力。
2015年12月，美国LLNL的大面积投影微立体光刻技术可用紫外光创建出比以前常见的微立体光刻技术更大、更精细的3D对象。这项技术解决了大与精致的矛盾，有望将光敏树脂3D打印的应用在间接模具领域推向一个新的高度，包括那些中空的、极轻、高精、极复杂的大型部件的制造技术突破。
关键词二：可编程材料
材料科学将颠覆产品的设计和开发能力，材料提供商将根据产品的要求来开发和提供材料，将有大量的新材料及解决方案涌现。
复合材料的打印以麻省理工，以及石墨烯实验室尤为典型。
麻省理工的创始团队组建的ImpossibleObjects与目前只能打印各种热塑性塑料的常见3D打印机相比，ImpossibleObjects能够将强度更高的材料用于3D打印技术，比如碳纤维、芳纶(Kevlar)和玻璃纤维等。打印完成后的零部件要比那些使用传统热塑性材料3D打印出来的部件强度要高2倍—10倍。由于其独特的复合材料构成，用户也可以通过定制以用于各种应用，包括热和化学腐蚀等环境。
可编程材料不仅带来可控制的钢性，可控制的表面纹理，自愈合。可编程材料为4D打印带来了商业化的空间，为产品附加值打开了新的领域。我们将看到许多应用会因此涌现。这种技术可能的应用包括：伪装的制造;可以推进、吸引或引导液体流动的材料;反光材料和每隔一段时间移位的材料，比如说可以应用到限制海洋生物在轮船的底部堆积。另外，可自愈合的材料亦有其独特的商业价值，包括在航空航天领域，可以用来调整机翼结构以适应不同的飞行情况。另外，液压传动系统大量复杂的管道系统也非常适合可自愈合材料的应用。
关键词三：单一材料可编程
2015年，3D打印中国台湾工业技术研究院发布的“3D打印材料晶控激光光引擎技术”，可让单一工件同时拥有韧硬不同之特性，而其核心的“光引擎技术”就是用于控制材料的微观结构。
“光引擎技术”技术通过调控制造过程中激光光学与材料作用机制来改变金属材料结晶结构，可依照产品性能需求来调控工件不同部位所需的强度、硬度、韧性等机械性能。这突破了目前市场上3D打印设备在同一材料打印方面仅能产生单一机械性质的制造限制。
关键词四：无缝衔接
基于粉末床的选择性激光熔化技术已经确立了在金属领域大有作为的前景，在创新行业，数字过程链为开发人员和设计人员提供了许多优点，智能网络下的机器动态合作，将系统技术纳入生产环境，而自动化达到更高的水平。终目标是达到更开放的工业系列生产解决方案，且更具成本效益。
2015年，德国ConceptLaser提出的明日工厂概念，按照“工业4.0”的理念，Conceptlaser为这一目标制定了三个重要方面：数字网络系统，集成到生产环境和自动化的过程-这就是为什么“明天工厂”的系列产品具备高度的集成功能。
从设计领域例如仿生、轻量结构、拓扑优化、功能集成到生产和质量保证，全套工艺链的完整实现成为工业级金属增材制造的发展趋势。
关键词五：仿生学-创成式设计
有没有想过设计可以交给电脑来自动完成?GenerativeDesign-创成式设计，按照公式生成仿生学建模，创成式设计使建筑师和工程师能够进行以前无法想象的设计并获得以前无法想象的结果。
典型应用如欧特克像搭建乐高一样搭建机舱结构，NervousSystems为NB搭建的“泡沫细胞三维阵列结构”平台，提供相对密度低，高度多孔结构的建模，带来既轻又强的结构属性。这有点像自然界的木材和骨的泡沫结构，在不同的区域因为结构的不同而显示出不同的材料特性。
关键词六：混合打印
2015年8月，美国联邦政府通过国家制造业创新网络投入了7500万美元建立混杂柔性电子制造创新研究所(FlexibleHybridElectronicsManufacturingInnovationInstitute(FHE-MII)以应对电子产品变革面临的各种挑战。
可以打印混杂柔性电子的典型企业包括包括哈佛的Voxel8,麻省理工的MultiFab，以及Optomec。虽然这几家技术不同，竞争中有互补关系，但FHE-MII的建立使我们可以预见功能性电子的3D打印技术产业集群将崛起。
未来学家ChristopherBarnatt曾在2014年预测Optomec将成为一家实力强大的主流3D打印公司。而2015年末，Optomec获得GE和欧特克的投资，于此同时Optomec亦在打印给飞机叶片“穿戴”的移动式感应器获得了商业转化价值。
可以说趋势总是与要发生的事情那么惊人的吻合。随着材料和工艺的成熟，3D打印技术走向更加的集成化，其酝酿的商业机会以及对传统制造方式的颠覆作用不容小觑。