转换思维，看3D打印技术如何突围

我们不妨转换一下看待3D打印的视角，来突破当前的瓶颈。

近年3D打印已经逐渐进入大众的视野，关注度也在日益攀升。虽然这一技术在诞生至今25年内有所成就，但离3D打印实现质的飞跃还有很长一段路要走。

一、3D打印当前的瓶颈

据悉，3D打印机目前还没有良好的生产制造方案。另外，这项技术不仅失败率非常高，而且再生性比较低，一旦报废就意味着成本的飙升。那么是什么在制约3D打印技术创新呢？

事实上，3D打印技术与其他前沿技术一样都是由一些常见的材料、软件工程问题和机械系统所构成。很明显，这不是因为材料特殊或控制太先进复杂而造成的困境，而是我们看待这些技术的方式：只把它看作单一的部件制造，而缺乏系统性。

二、转换思维看3D打印

如果将3D打印看成是一个由各个部分组成的体系。这样从每个模块深入研究或许会有出其不意的效果。

通常来说，一个生产体系划可分为四个要素：

设计：指的是用户在使用其功能设计后将能实现些什么。

硬件：真正能实现物理作品的部分。

材料：包括树脂、金属、陶瓷、塑料或天然材料等，通过3D打印技术，这些材料最终将变成实在的功能产品。

软件：负责将设计数据转化成制造数据，包括安装在机器上的软件和向机器传送数据的软件。

这个体系中最容易被忽略的是要素是每个领域直接碎片式的连接路径——为制造某个部件而制造，缺乏整体效率。陈旧的思维方式制约了我们真正实现3D打印潜力的进程。如果我们能够摈弃传统的思维方式，或许就可以真正将3D打印技术用到实处。

三、3D打印设计亟待更新

我们如今的打印设计还是围绕着老旧的技术。到了今天，所有被打印出来的事物都只是为了贡献另一种物体的制造过程而设计，比如为了制模。3D技术目前能实现的只是帮忙人们越过制模这个阶段，直接进入制造环节。但其实关于发展新的设计工具来改善工程制造，前人已做了很多努力和尝试，而始于立体制造的发展使得3D打印技术直到如今依旧像是老式生产的替补。

目前，我们建造快速成型机都是多面能手，但是完成各类制造工程中等级最低的共通部分，难以达到较高的水准。事实上，我们需要的是更专业化的机器。

因此，在设计这些打印机之前，我们要明确这些技术所能解决的生产生活问题，再围绕需要解决的现实问题来建造一台针对性很强的3D打印机。

四、3D打印“硬与软”之间的结合

除了关注现实生活中的生产应用，我们是不是也可以考虑一下3D打印机的互联网连接及智能化？

如果我们能为3D打印机设计更为实用的软件，那么这些硬件设备也能更加高效地运转起来。也就是说，我们需要“智能”的3D打印机，它拥有大量的监测传感器和互联网接入，以便监控和实时分析。比如Autodesk开源3D打印机Ember，其配置的传感器能够帮助机器在运转时自如地从故障中恢复，提高打印的可靠性，并能够实时回送工程进展报告。

五、3D打印与细观结构材料技术

3D打印的独特之处是实现从一台机器中打印出各种复合材料，一次性为项目实现多重制造属性，使生产成本大大降低。这里的“材料”是指被某些属性绑定的物质。比如木梁和纸张，根本上它们同属木质纤维。真正让它们形成区别的是这些纤维的组织结构模式。

细观结构材料技术允许我们获得更多单一材料之外的利用价值，使3D打印获得更高的灵活性和有效性。相比较于对不同的性能便要依赖不一样的材料，设计师可以利用细观结构材料技术来创造一种拥有各种所需的性能特点的物体，这只需要一台机器及一种成份（改变基础成本的组织结构）。可以说，这是未来3D打印发展的新领域。

由图表可见，复合材料只是某些已知材料的特定范式。而利用细观结构材料技术能够借助常见的物质制造出前所未有的材料。

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