探秘南京“3D打印机”
时间：2012-11-07 10:13 来源：未知 作者：中国3d打印网 阅读：次
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本报记者 顾善闻 报道
南京宝岩自动化有限公司董事长杨继全
南京宝岩自动化有限公司销售总监刘凯
【优势明显】
效率为王，省钱省时间
相比传统制造工艺，3D打印机的优点非常明显。
一是节省原材料和人工。由于采用“添加制造技术”，它的用料只有原来的1/3到1/2，打印速度却快4倍。同时因省却生产线和一部分组装过程，可降低人工成本。
第二个优点是，理论上，只要电脑可以设计出的造型，3D打印机都可以打印出来，2011年在加拿大展出的3D打印汽车Urbee，即以其时尚前卫的流线型外观吸引了众多关注。
据了解，宝岩开发的各种3D打印机价格在1万至25万之间。“根据不同的客户需求，我们可以不一样的配置，有低到几千元的个人家庭三维打印机，也有针对企业的高精度或者彩色三维打印机。”南京宝岩自动化有限公司销售总监刘凯说。
公司总经理黄岩说，在常规工业设计中，生产一个手机座，需要根据图纸制作模具，再利用模具进行生产，通常需要几天甚至一周时间。而使用3D打印机，能直接跳过模具制作环节完成产品生产，只要两三个小时就能打印出来，成本仅需几十元。
“和传统数控机床比起来，3D打印机的工艺是反的，就是拿一个毛坯料进行切割，从无到有，慢慢叠加，再复杂的模型都可以做。数控机床做时需要装配的，3D打印机可以一次成型。就像数控机床没办法弄一个做出来就可以转的轴承，但是3D打印机就可以一次性把这个部件打印出来。”刘凯说。
3D打印机激发了人们的想象力。工程师们可以用其打印模具，“极客”牙医可用它来打印假牙，汽车维修公司可以用其来打印稀缺的汽车零部件，而不是忍受全球物流的繁琐和时间消耗。另外像捷豹、路虎等汽车生产商，其所用环氧树脂基复合材料所制部件中已有超过三分之一通过3D打印机生产。
今年7月，美国宇航局（NASA）在地球上进行低重力抛物线飞行过程中，测试了3D打印机。或许宇航员们以后能用3D打印机来制造发射时遗漏的设备或物品。
“今年，我们的产品国内外市场都在推广，国外客户主要是东南亚、中东以及南美洲。就年生产能力而言，我们已经达到2万台，南京工厂1万台每年的产量没问题。”刘凯说。
【两大挑战】
价格偏高，原料太少
在国内，尽管像宝岩这样的众多3D打印机生产商技术提升很快，但就整个3D打印的产业链来看，我国只能算得上是刚刚起步。而在国外，尤其是美国，3D打印技术已经在教育、建筑、医疗、工业设计、军事等领域得到了广泛的运用。
“美国的3D打印机普遍精度高，材料丰富，产品稳定成熟；不过，国内的清华、华中科技大、西安交大、南师大等众多院校近年来也都有新机型推出。在低端市场上国内外的差距已经不明显了。只是在高端领域，不少核心技术国外对我们是严密封锁的，比如美国斯坦福大学做的3D打印机已经能做出人体活性器官了，这要和生物医学等相联系，也就是说要学科交叉，这在国内还是空白。总之，中国在3D打印的技术研究上并不落后，主要是在产品上和国外、特别是美国还有一些距离。表现在两个方面，一是材料，二是软件。”
在军工领域，相比于传统的数控机床，尖端的3D打印机在飞机引擎、潜艇推进系统等很多关键部件的制造加工中有着难以替代的作用。
不过，3D打印机的发展也面临着一些挑战。据国外知名3D打印机Stratasys系列的国内代理商徐鹏介绍，一汽、上汽、北汽和西门子都是其客户。但该类3D打印机的价格从10万元到500万元之间，高昂的机器价格和材料费让购买者更多集中于大型企业和高校。
而在模型生产领域，3D打印机相比传统制造仅占很小部分。其中可打印的原材料稀少是一个严重问题。目前可利用的原材料包括光敏树脂、尼龙、石膏和金属粉末等。对于价格稍便宜的3D打印机，可打印塑料模型，但坚硬度过低，精准度不高。更多企业想要金属类模型，但这种类型的打印机价格最低也需500万元。
不过，可以预料的是，随着技术的越来越成熟，3D打印机的价格会逐步降低，并为市场广泛接受。
个人3D打印机是3D打印技术普及的助推力量。以美国Makerbot公司推出的1299美元至2700美元的3D打印机为代表，相比几万甚至几百万美元工业级3D打印机，个人3D打印机亲民的价格让更多普通爱好者有机会亲自动手做一些小玩意。自2009年公司成立，Makerbot卖出的3D打印机数已达到13000台。
当然，这台设备也仅能做些玩偶模型或者浴帘环等结构简单的小东西。对于更多人而言，购买的动机也仅是试着用一用。但创作的乐趣在于激发创造力。
【他山之石】
美国公司已成行业龙头
3年前尚处于技术前沿的3D打印如今已成制造业中的新兴战略领域。
2012年8月，美国总统奥巴马拨款3000万美元，在俄亥俄州建立了国家级3D打印添加剂工业研究中心，并计划第一步投入5亿美元用于3D打印，以确保美国制造业不继续转移到中国和印度。长期跟踪3D打印行业的咨询公司表示，2011年，3D打印机的市场规模为17亿美元左右，到2015年该市场将达37亿美元。
3D Systems公司(DDD.NYSE)是全球最大的3D打印机生产商和解决方案提供者。从2009年收购桌面工厂以来，3D Systems陆续收购了25家公司以补充产品线和提升技术实力，其如今的规模是2009年年底的3倍，市值是当时的10倍，达近24亿美元，目前市盈率高达75倍。公司首席技术总监查尔斯·胡尔是3D打印技术的发明者，1988年，该公司就生产了第一台3D打印机。
3D Systems向客户提供“一站式”全套增值解决方案。它不仅提供打印机，还出售打印机配套的原材料、相关设计软件，并为客户提供培训，涉及模具、医疗、教育、珠宝等行业。
近年来，服务在公司收入中所占比例越来越高，2011年公司服务收入已达9312万美元，占比由2007年的23.2%升至40%。在服务、原材料和打印机三块业务的整体拉动下，公司2011年收入同比增长44%至2.3亿美元，净利润更是飙升81%至3542万美元。
2012年5月，3D Systems通过一款新型打印机“立方体”(Cube)打开了日常消费市场，它的自带程序里已预先装载大量物品设计图，比如棋子、首饰、厨具等，操作简单易上手，顾客无须学习复杂的3D设计软件，便可直接打印所需物品。
互联网服务提供商Shapeways是3D Systems的网络版，它并不直接出售打印机，而是通过社交网络把“全价值链”搬到了线上。用户在网站注册后，既可以把自己的产品设计上传到网站，也可以购买现有的3D设计图，再选择和购买原材料，就可以下单，公司会将打印出来的成品送货上门。
此外，用户也可以在线展示和销售产品，并将产品卖给其他人。2011年Shapeways已经印制了75万种产品，最受欢迎的是珠宝首饰、iPhone手机套和玩具火车，使用的材料包括塑料、不锈钢、银、陶瓷和玻璃。目前，Shapeways还在研发更多的3D打印原料，如木材、蜡甚至钛、金等高端金属。
公司2011年收入1.56亿美元，净利润2063万美元。2012年4月，Stratasys收购了以色列巨头Objet，合并后市值达到14亿美元，对3D Systems的霸主地位形成挑战。
目前，国内的3D打印主要集中在家电及电子消费品、建筑、教育、模具检测、医疗及牙科正畸、文化创意及文物修复、汽车及其他交通工具、航空航天等领域。据业内人士估计，3D打印机在国内企业级装机量达400台左右，2010年以来年增速均在70%左右，市场规模超过1亿元。
延伸阅读
3D打印能做的
10件事
1.产品原型
产品研发中的原型设计是目前应用快速成型技术最多的领域。利用这种技术可以很方便地制造出产品原型，供技术人员用来外观研讨或测试之用。这就比传统的外发制作原型的办法省了不少时间与金钱，也保密和方便了很多。
2.艺术品
3D印刷能够创作出许多令人惊叹的艺术作品。这些作品如果用常规方法创作，要么十分困难，要么费时费力，在这一领域三维打印就显现出优势。
3.精密零部件验证
在零件制造行业，这项技术正在逐步取代传统制造技术。某些高强度或特用材料制造出的发动机零件可用于常规模拟测试，精确和一次成型对于很多精密零件的初期审核来说无比重要，3D打印技术恰好能满足这些高精度、材料模拟等专业需求并提高制造速度与保密性。
4.家庭装饰
如今家庭装饰都讲求个性与人性化，追求感官愉悦，这就给了3D打印技术发挥的空间。欧美现已有多家公司提供利用快速成型设备制作个性装饰的服务。
5.建筑模型
现如今众多设计机构的大型设施或场馆都利用快速成型先期构建精确建筑模型来进行效果展示与相关测试，其优势和无可比拟的逼真效果为设计师所认同。
6.医疗手术与牙科
利用3D打印机制作的膝关节手术植入体，能很好地与病人原有的组织模拟结合进行手术。3D打印技术的诞生，在手术前关节或牙科导板、人体结构模型等方面发挥着极大的作用。
7.人偶玩具
只需要绘制出动漫效果图，粉丝发送到制作机构，数小时或当天就可以在家收到喜欢的人偶手板。
8.犯罪现场重建
不是所有的警察都会有福尔摩斯那样强大的推理能力，碰到错综复杂的案情，他们经常要重建犯罪现场来帮助推理。想很快地把现场海量的物品，如椅子、沙发、台灯等复原出来，最简单的办法不是用沙盘，而是用3D打印机。在美剧《犯罪现场调查》中，3D打印技术已经派上了用场。
9.珠宝
珠宝商是最早“试吃”3D打印技术这只“螃蟹”的先锋之一。他们将这种技术引入到了珠宝制作中去，简单地说就是“石蜡变珠宝”。
10.医疗器械
3D印刷能做花哨的东西，也能做实用的东西，这些东西甚至能拯救生命。在进行复杂的手术前，外科医生已经开始利用3D打印机“打印”身体部位以供参考。3D打印机也能够在医疗设备或专业辅助器械的开发中，发挥特殊材料（通过严格医疗材质认证的部分打印材料）的专业用途。
(责任编辑：admin)
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