3D打印迅速發展，自己在家做手辦這價格太香了
與目前很多新興科技（5G、自動駕駛等）相比，3D 打印看起來技術含量似乎很低，但它的實用價值卻完全不在其他科技之下。只是因為我國制造業太成熟發達，以目前的 3D 打印水平來說完全無法對傳統制造業造成影響，所以大家感知不強。
但3D打印在國外卻異?；馃?。因為疫情的影響導致外國人民無法順利買到「中國制造」的商品，與此同時3D打印項目卻呈指數增長。
3D 打印簡化了制造流程、縮短供應鏈和分銷鏈，只需要將設計好的模型輸入3D打印機即可獲得成品，實現了「生產個人化」。
01.什么是3D打印
3D 打印雖然也叫打印，但和傳統打印幾乎沒有相似之處。
3D 打印是一種「制造過程」，它將材料逐漸堆疊，形成一個三維體。以傳統方式制作一個手機殼可能需要經過模具制作、注塑、切割、鉆孔加工等等工序，生產不同的商品需要不同的模具和不同的工具。
而 3D 打印則不用那么麻煩，只需要不斷堆疊手機殼材料就能得到。這樣做的好處顯而易見，生產過程被大大縮減。
3D 打印業發展出了很多不同的技術分支，常見的是熔融沉積成型（FDM），它將由丙烯腈丁二烯苯乙烯（ABS），聚乳酸（PLA）或其他「熱塑性塑料」熔化成絲狀，并通過噴嘴擠出。噴嘴會根據設計好的模型圖一層層移動，在特定位置擠出打印材料。上圖打印的手機殼就是采用 FDM 技術。
第一批上市的 3D 打印機就是 FDM，目前面向個人消費者、業余愛好者的基本也都是這種。FDM 型 3D 打印機的價格已經到了大多數中國家庭能夠承受的程度。
Ps: 因為專利問題，熔融沉積成型也可能叫做熔絲成型（FFM）、熔絲制造（FFF），其實都是一個東西。
另一種比較常見的3D打印技術是立體光刻或光固化成型（SLA），該技術基于液態光敏樹脂的光聚合原理工作。這種液態材料在一定波長和強度的紫外線照射下會迅速發生光聚合反應，從液態轉變為固態，實物的精度比 FDM 要高很多。
SLA 的工作模式和 FDM 有很大區別。液態樹脂被裝在底部透明的容器中，紫外線光從底部照射液態樹脂，已完成部分被逐漸抬起。如果說 FDM 是從「腳」開始，那SLA 就是從「頭」開始。
除此之外還有數字光處理（DLP）；激光燒結（SLS）；電子束熔融（EBM）等等打印技術。這些技術讓3D打印材料覆蓋范圍更廣，除了塑料外，金屬、光學透明、橡膠等常見材料都可以使用3D打印。
但不管一種技術，他們的邏輯都是一層層疊加。
02.3D打印可以做什么
3D 打印應用范圍非常廣泛，并且實用性很強。
利用 3D 打印，設計師可以快速將概念轉換成模型或原型。對于這種小批量生產來說3D打印有很大的優勢。它可以按需生產，節約了很多流程和成本，并且效率更高。這也同樣適用于影視行業的道具制作。
就像傳統設計一樣，3D 打印也孕育出了不少設計模型交易網站，你可以直接購買設計師做好的3D模型，然后在家自己生產，不過得自己上色。但是對于有美術基礎的朋友來說，這意味著你完全可以在家自己做手辦，對比網上的手辦，這價格簡直太香了。
今后在設計部門，3D 打印機或許會像傳統復印機一樣常見。
3D 打印還可以在醫療行業大顯神通，它可以為病人定制假肢、牙齒或者其他身體器官。聽上去很遙遠？
實際上瑞典公司 SONOVA 已經利用3D打印攻占了全球助聽器行業 50% 的市場。特別是在美國和歐洲的助聽器外殼生產領域，3D 打印已經完全占據了所有的生產線。使用傳統方式制作助聽器外殼的公司已經無法生存。
除了成本和時間，3D 打印在醫療行業的優勢是它可以根據患者自身情況，定做專屬于他的醫療用品。
目前美國航天局也在廣泛采用 3D 打印技術。為美國航空航天提供微天線的供應商Optisys LLC 利用 3D 打印技術將追蹤天線陣列的離散量從 100 個減少到僅 1 個，交貨日期從 11 個月縮減到 2 個月，同時重量減輕 95%。
現在 3D 打印機還被搬到了國際空間站中，宇航員可以自定義一些工具，而不用等待一下次補給。
除了以上已經被廣泛應用的領域，3D 打印還實驗性的制作過食品（糕點和披薩）、建筑、交通工具（船和汽車），機器人組件等等。
目前看來3D打印的用途還有很多，需要一些想象力和創造力，將3D打印的潛力開發出來，但是這一切的前提還是3D打印技術的發展。
03.優勢和局限性
3D打印技術目前有一定的優勢，但是同時也存在著一些不能忽視的局限性。
3D打印的優勢：
1、結構更復雜。沒錯，3D 打印可以輕松制作更復雜的結構，一些結構甚至是其他制造方式難以或無法制作的。
2、自定義輕松。3D 打印只需要修改數字模型就能輕松生產不同版本的物品，幾乎沒有額外的成本。
3、啟動成本低。在傳統制造行業中，整個工藝流程復雜，每個組件都需要專門的模具，且啟動時間長。3D 打印則完全沒有這些問題。
3D打印的局限性：
1、物理性能不佳。通常來說 3D 打印成品的物理性能不如傳統制造好。由于是逐層創建的，因此在一個方向上的強度會更低。塑料3D打印物品常常用在非關鍵部位。不過 DMLS 和 SLM 等特殊打印技術生產的金屬物品也可以用在航天航空這樣的嚴苛行業。
2、大批量生產時成本變高。3D 打印啟動成本低，但在大批量生產時不如傳統制造有競爭力。原因是大批量生產開模后只要數量越多，制造單價就會降低。而3D打印機一次能做的數量和時間是固定的，想要增加產量就只能增加打印機數量。
3、精度有限。3D 打印的精度取決于打印技術和機器的校準。常見的 FDM 公差大約在 ±0.5mm 左右，意味著如果要打印一個10mm 的孔，誤差可能在 9.5mm 和 10.5mm 之間。這種程度的公差對于小零件來說非常夸張。工業用的 SLA 打印將公差控制在 ±0.01mm 左右，但這是在非常理想的情況下。用于關鍵部位的金屬3D打印件都需要在打印完成后進行其他工藝的精加工，減少公差提升表面光潔度。并且精加工通常都是人工操作。
04.關于3D打印的一些擔憂
3D 打印使制造門檻陡然降低，這使得一些不法分子可能利用3D打印技術制造專門的犯罪工具。
去年 8 月特朗普宣布3D打印槍支合法后被緊急叫停。這意味著只要有槍支的3D 模型，任何人都可以在家制造槍支。
普通家庭通常只能使用 FMD 打印塑料手槍，內部撞釘等組件依然需要鐵質。經試驗即便塑料手槍強度很低，但裝上必要組件后依然可以發射標準手槍子彈。并且塑料材質讓其更容易偽裝和隱藏，在使用后只需要一把火就能銷毀。
而更先進的打印技術完全有能力制造性能優良的金屬槍支，對于恐怖分子和毒販來說購買高性能3D打印機幾乎談不上成本，自造的槍支因為沒有登記，也難以追溯。如何管控3D打印的規范性，杜絕犯罪分子利用3D打印進行違法犯罪活動，這是各國政府都需要考慮的一個難題。
結論
就像 80 年代個人電腦進入家庭一樣，過去幾年3D打印機的種類和用途爆炸式增長。它確實已經顛覆了某些行業，但還遠不足以撼動成熟的傳統制造業，而其他可能性則大多超出我們的預測范圍。
如果3D打印技術能在個人消費市場產生和電腦一樣的影響力，那它確實有可能改變制造行業，改變每一個人的生活。
本文編輯：@ 小淙
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