探秘國際3D打印的現在與未來

來源：3D科學谷

　　“隨著3D打印技術的成熟，其在珠寶、服裝、食品，甚至藥品方面的應用的加速發展，EmTech 2015共同討論國際上3D打印的前沿領域究竟發展到哪一步了？下一步又去向何處？”

　　創客的激增 (A surge of makers)

　　3D打印從84年到2005年一直處於工業應用階段。桌面3D打印機已經存在了幾十年，然而價格下降到實惠的程度也只是現在。Formlabs從Kickstarter上眾籌了290萬美金後就進入了這一買得起的桌面型3D打印領域，這只是其中的一家，此後源源不斷的湧進市場各種“身懷絕技”的桌面型3D打印機。

　　從2005開始，一個非常與眾不同的3D打印市場趨勢開始出現。這就是業餘愛好者的數量激增，一直到2015年發展到現在這個勢頭越來越明顯。

　　可編程材料 (Programmable materials)

　　麻省理工學院的Self-Assembly自組裝實驗室一直致力於研究自組裝和可編程材料技術。今天，3D打印打印機有能力從打印藥片到打印食品實現個性化定制。不僅可以將對像打印出來，而且可以將預期的功能也嵌入到設備中。例如，當打印一盞燈的控制裝置的時候可以將線路板結構和其他控制裝置打印進去，形成功能結構件。

　　如何實現可定制的材料打印？材料本身，如金屬、玻璃、木材、陶瓷都有其獨特的屬性，3D打印可以將這些屬性激發出來。麻省理工在研究中實現了一系列的探索，包括用木材製造一個燈絲形狀的產品，將木材的顆粒打印到材料上，並通過像增加水或改變房間裡的濕度的方法來激活材料。這樣的“燈絲”在濕度作用下能夠彎曲或折疊。

　　另外一個案例中，麻省理工在紡織品中打印了特殊的材料使得服裝可以創造打褶或簇絨的效果，這項技術允許更多的細節和定制化圖案產生，並且使得3D打印的對象具有極其仿真的外觀和真實的感覺。

　　麻省理工認為3D打印只是個工具，如何用好這個工具就像打開了潘多拉的盒子。目前金屬加工、激光切割、水噴射和其他技術都開始與3D打印結合起來了。越來越多的混合設備使得科研人員可以做很多之前不能做的事情。

　　在軟件革命之後是硬件革命（計算機技術結合製造），現在又迎來了“智能材料的革命”，材料科學正在蓬勃發展。麻省理工正在推動材料發揮到材料的極限，以我們從未見過的功能實現出來。

　　在軟件方面，另外一家公司Betatype，其Betatype Engine建模軟件也將給可編程材料技術帶來極大的發揮空間，包括形狀漸變結構,創造複合材料，泡沫夾心板結構，及其他結構材料。不僅僅是將自由的幾何復雜性進行到極致，還給設計師帶來極大的自由度。

　　實時設計 (Real-time design)

　　3D打印的一大優勢在於可以實現大規模定制化生產。而個性化通常需要專業的建模人員來幫助實現，然而Nervous System卻通過編程來讓普通的人們“玩實時設計”。在這種情況下，通過使用瀏覽器就可以對結婚戒指的設計作出調整。不僅Nervous System的技術給用戶隨意改變形狀的酷爽體驗，客戶還可以改變是如何影響成本的。把設計放到客戶手上，這是3D打印又一發展趨勢。

　　挑戰來自設計和尺寸 (Challenge of design and scale)

　　設計思維上來說我們受傳統的設計思維束縛和影響太多，要突破思維的限制是一個長期的過程，更多的時候往往不是技術的限製而是心態的作用。

　　另一方面，3D打印尤其是金屬3D打印每往前走一小步都是充滿了探索的過程，尤其是打印尺寸，大一點點往往對設備體出來的挑戰是巨大的。然而，3D打印在前行。

　　未來 (The future)

　　1981年的時候一台賣75000美元的3D打印僅僅三年後，價格就下降到21000美元。價格越來越變得不成為製約3D打印發展的因素。而2015年，全球的3D打印機發貨量約150000台。

　　很快，當我們回首看這150000台就不會覺得有多麼不可思議，而是覺得很正常。技術本身在朝著探求其技術極限與可能性的發展方向轉向探求其技術意義和社會價值的方向發展。