回首2015：3D打印六大關鍵詞強勢出擊

來源：3D科學谷

　“2015年是3D打印的關鍵年，各個大國都不約而同的將3D打印技術的發展前景放在戰略高度來加以支持，不僅僅歐盟支持的SASAM項目組發布了增材製造標準化路線圖，America Makes發布了包括增材製造設計、材料、工藝、價值鏈、基因組的增材製造技術路線圖。

　　2015的意義在於，之前混沌不清的方向亦變得清晰，對於默默堅持和耕耘在3D打印行業的不少廠家來說，有的找准了自身發展的優勢與方向，有的堅定了對未來的決心，在3D打印走向行業快速發展期之際，唯有那些不浪費時間，專心苦練內功，跟隨與開拓3D打印趨勢的企業會在競爭中脫穎而出。

　　經歷了2015，若你還認為3D打印是個小伎倆罷了，在不願意花時間學習和深入了解的情況下，就輕蔑地對這一技術全盤否定，那你還是圈外人士。

　　經歷了2015，若你還認為憑著“吸引眼球”就可以探索出商業模式，那你還在3D的邊緣，你所吸引的眼球將與你未來所能獲得的成功成反比。

　　經歷了2015，若你覺得這場3D只是一場熱，這場熱來了很快又會過去，那你還需要惡補市場戰略的相關知識，去清晰的判斷一個行業誕生期與成長期的區別。

　　正如喬布斯所說，未來－是由現在的點連成的線組成，3D科學谷在2016年開工的第一天，與智慧的你，我們一起數數2015年的關鍵詞，看看這些點將帶來什麼樣的線，這樣的線將把我們帶去什麼樣的遠方？

　　關鍵詞一： 高通量

　　3D打印這個行業存在著兩個截然不同方向的並行趨勢，一個是朝著更小尺寸的精細物品，另一個是朝著更大尺寸的方向發展。正如小編在Top 10 最大的3D打印機中提到的，除了這些邁向更大尺寸的打印機正在將3D打印技術的應用領域推向一個又一個全新的領域，在原有技術基礎上衍生出的新技術亦為高通量打印打開了另一扇大門：

　　2015年初，Carbon 3D經典紅色小球，不但令業界驚嘆，亦直接帶來了谷歌1億美金的跟投。

　　2015年9月，英國謝菲爾德大學的高速燒結技術採用紅外線燈和噴墨打印頭來代替激光。打印頭快速準確地將材料傳送到粉末床上。隨後紅外線熔化將粉末固化成形狀，然後是下一層，比激光燒結速度快很多。高速燒結100倍的速度於激光燒結。而且，高速燒結可以與註塑成型製造數百萬小而復雜的零件相比也具有成本競爭力。

　　2015年12月，美國LLNL的大面積投影微立體光刻技術可用紫外光創建出比以前常見的微立體光刻技術更大、更精細的3D對象。這項技術解決了大與精緻的矛盾，有望將光敏樹脂3D打印的應用在間接模具領域推向一個新的高度，包括那些中空的、極輕、高精、極複雜的大型部件的製造技術突破。

　　關鍵詞二：可編程材料

　　材料科學將顛覆產品的設計和開發能力，材料提供商將根據產品的要求來開發和提供材料，將有大量的新材料及解決方案湧現。

　　複合材料的打印以麻省理工，以及石墨烯實驗室尤為典型。

　　麻省理工的創始團隊組建的Impossible Objects與目前只能打印各種熱塑性塑料的常見3D打印機相比，Impossible Objects能夠將強度更高的材料用於3D打印技術，比如碳纖維、芳綸（Kevlar）和玻璃纖維等。打印完成後的零部件要比那些使用傳統熱塑性材料3D打印出來的部件強度要高2倍—10倍。由於其獨特的複合材料構成，用戶也可以通過定制以用於各種應用，包括熱和化學腐蝕等環境。

　　可編程材料不僅帶來可控制的鋼性，可控制的表面紋理，自癒合。可編程材料為4D打印帶來了商業化的空間，為產品附加值打開了新的領域。我們將看到許多應用會因此湧現。這種技術可能的應用包括：偽裝的製造；可以推進、吸引或引導液體流動的材料；反光材料和每隔一段時間移位的材料，比如說可以應用到限制海洋生物在輪船的底部堆積。另外，可自癒合的材料亦有其獨特的商業價值，包括在航空航天領域，可以用來調整機翼結構以適應不同的飛行情況。另外，液壓傳動系統大量複雜的管道系統也非常適合可自癒合材料的應用。

　　關鍵詞三：單一材料可編程

　　2015年，3D打印台灣工業技術研究院發布的“3D 打印材料晶控激光光引擎技術”，可讓單一工件同時擁有韌硬不同之特性，而其核心的“光引擎技術”就是用於控製材料的微觀結構。

　　“光引擎技術”技術通過調控製造過程中激光光學與材料作用機制來改變金屬材料結晶結構，可依照產品性能需求來調控工件不同部位所需的強度、硬度、韌性等機械性能。這突破了目前市場上3D 打印設備在同一材料打印方面僅能產生單一機械性質的製造限制。

　　關鍵詞四：無縫銜接

　　基於粉末床的選擇性激光熔化技術已經確立了在金屬領域大有作為的前景，在創新行業，數字過程鍊為開發人員和設計人員提供了許多優點，智能網絡下的機器動態合作，將系統技術納入生產環境，而自動化達到更高的水平。最終目標是達到更開放的工業系列生產解決方案，且更具成本效益。

　　2015年，德國Concept Laser提出的明日工廠概念，按照“工業4.0”的理念，Concept laser為這一目標制定了三個重要方面：數字網絡系統，集成到生產環境和自動化的過程-這就是為什麼“明天工廠”的系列產品具備高度的集成功能。

　　從設計領域例如仿生、輕量結構、拓撲優化、功能集成到生產和質量保證，全套工藝鏈的完整實現成為工業級金屬增材製造的發展趨勢。

　　關鍵詞五：仿生學－創成式設計

　　有沒有想過設計可以交給電腦來自動完成？Generative Design－創成式設計，按照公式生成仿生學建模，創成式設計使建築師和工程師能夠進行以前無法想像的設計並獲得以前無法想像的結果。

　　典型應用如歐特克像搭建樂高一樣搭建機艙結構，Nervous Systems為NB搭建的“泡沫細胞三維陣列結構”平台，提供相對密度低，高度多孔結構的建模，帶來既輕又強的結構屬性。這有點像自然界的木材和骨的泡沫結構，在不同的區域因為結構的不同而顯示出不同的材料特性。

　　關鍵詞六：混合打印

　　2015年8月，美國聯邦政府通過國家製造業創新網絡投入了7500萬美元建立混雜柔性電子製造創新研究所(Flexible Hybrid Electronics Manufacturing Innovation Institute (FHE-MII)以應對電子產品變革面臨的各種挑戰。

　　可以打印混雜柔性電子的典型企業包括包括哈佛的Voxel8, 麻省理工的MultiFab，以及Optomec。雖然這幾家技術不同，競爭中有互補關係，但FHE-MII的建立使我們可以預見功能性電子的3D打印技術產業集群將崛起。

　　未來學家Christopher Barnatt曾在2014年預測Optomec將成為一家實力強大的主流3D打印公司。而2015年末，Optomec獲得GE和歐特克的投資，於此同時Optomec亦在打印給飛機葉片“穿戴”的移動式感應器獲得了商業轉化價值。

　　可以說趨勢總是與要發生的事情那麼驚人的吻合。隨著材料和工藝的成熟，3D打印技術走向更加的集成化，其醞釀的商業機會以及對傳統製造方式的顛覆作用不容小覷。