探访3D打印:国内市场远未成型

2013年08月05日 02:10   京华时报 微博   

  从去年底开始,3D打印一下子火了。3D打印的概念时常见诸媒体,各路科技“大拿”放话3D打印将改变世界,与3D打印沾边的股票也是颇受追捧,有的人花费数万元买来桌面3D打印机尝鲜,还有的人想靠3D打印掘金创业。不过,更多人对这一新兴科技还是有点云里雾里。为此,记者日前到北京市计算中心、北京工业设计创意产业基地的全国首家3D打印体验馆进行了一番探访,并亲自体验了一把3D打印。

  京华时报记者祝剑禾实习记者杨逸馨

  京华时报记者蒲东峰摄

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  记者体验

  【体验地点】北京市计算中心。国内最早一批计算中心之一,2010年斥资百万元从国外引进了一批工业级3D打印设备,并成立了专门的3D打印实验室。该实验室除了向企业提供3D打印开模等服务外,还不定期地向中小学生开放参观,普及3D打印知识。

  【体验任务】用3D打印“复制”一个30厘米高大卫头像。

  【打印器材】国外进口价值超过百万元的工业级别3D打印机,打印材料为工业级别的光敏树脂。

  【体验耗时】全程耗时两个半小时。

  >>步骤一

  扫描

  工作人员首先在一个石膏制的大卫头像上贴满感应坐标点,然后用手持扫描仪对准大卫头像进行扫描。此时,通过数据传感线与手持扫描仪相连的电脑上就会呈现出大卫头像的立体三维模型。

  据介绍,现有的扫描设备分为大型扫描仪、手持扫描仪和白光扫描仪等三种,前两种的工作原理相似,都需要在被扫描的物体上放置感应坐标装置,这些感应坐标装置的作用是体现被扫描物体的表面纹理,从而构建三维数字模型。对于能够扫描建筑物的大型扫描仪来说,感应坐标装置的大小相当于一个个足球。白光扫描仪类似于照相机,通过后期自动拼接的方法形成三维立体的数字模型,精密度比较差。

  >>步骤二

  建模

  工作人员运用专业的模型软件,对通过扫描构建的大卫头像三维数据模型进行修正,并且设定所要打印模型的长宽高等数据。

  如果没有实物可供扫描,需要凭借一张图纸或者仅仅是一个想法来构建三维数据模型的话,就比较麻烦,需要专业的设计人员通过CAD等造型软件来设计构建三维数据模型,比较费时费力。

  >>步骤三

  打印

  工作人员在修正好大卫头像的三维数据模型并生成之后,向3D打印机发出打印指令。3D打印机开始通过堆积打印材料的方式一层层打印大卫头像。

  据介绍,工业级的3D打印材料是液态的光敏树脂,成本为7-8元/克,打印出来的3D产品手感较好,精密度也较好。普通的3D打印机一般采用的打印材料是工程塑料,手感较粗糙,精密度较差,成本为2-3元/克。3D打印所耗时间要视模型大小而定,一般要花费数个小时。

  >>步骤四

  冲洗

  在耗时两个半小时后,工作人员将打印出来的大卫头像拿到冲洗箱内用高压水龙头冲刷成型,冲洗的主要目的是除去辅助粘合材料。一般来说,采用工业级的光敏树脂打印出来的3D模型需要冲刷成型,而工程材料制成的模型则只需用手抠掉那些辅助粘合材料即可。

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  市场探访

  实地了解了3D打印技术是怎么一回事,我们再来看看3D打印的市场现状。记者通过采访得知,目前不管是面向消费者层面的普通3D打印市场,还是面向制造业的工业3D打印市场,在国内都还远未成型。

  >>普通3D打印看的多买的少

  今年初,全国首家3D打印体验馆在北京工业设计创意产业基地开业,主要面向市场提供3D打印的体验,并且销售3D打印机和3D打印出来的产品,如一些小饰品、小挂件和玩具等。记者上周探访了这家3D体验馆,发现来看看的人比较多,而真正花钱去体验或者购买打印产品的寥寥无几。价格偏高可能是原因之一,一个3D打印出来的塑料材质iPhone外壳,在这里售价600元,而要想打印一个自己形象的玩偶就更贵了。

  售价动辄上万元的3D打印机更是无人问津。记者从已经开始代理销售3D打印机的京东和淘宝了解到,它们每个月3D打印机的销量仅为个位数。目前,一台打印规格为20厘米以内的进口家用桌面3D打印机售价超过2万元,国产的也要1万元左右。除此之外,购置了3D打印机之后,还需要学习相关的数据建模知识,否则,要么再花费数万元买一台3D扫描仪,要么只能花钱请专业设计人员构建数据模型或者从网上下载模型数据。

  看来,把自己想要的东西打印出来完全没有想象中那么简单。不过,业内人士对家用3D打印机的前景表示乐观,3D打印体验馆CEO张乐奎表示,随着成本的下降,家用3D打印机的价格会不断下调,3D打印目前已经渐渐从后端的工业模型设计走向了前端的消费者。

  >>工业3D打印接受程度较低

  “在欧美大型制造企业,十几年前就普遍通过3D打印技术开模(制造模具),但直到现在,国内企业还是更愿意下到工厂用机床开模,3D打印开模的做法在国内制造企业中的接受程度非常低。”谈及此,北京计算中心市场部副经理陈启东颇为无奈。

  陈启东告诉记者,3D打印开模具有成本低、精度高的优点,并且可以通过数据模型随时修改或重新设计,“工厂机床开模的话,发现不合适了要想改动,只能修改图纸再做一个,而用3D打印改一改数据模型再打印一个就是了。”陈启东分析,国内大型制造类企业不愿用3D打印开模,一方面是有保密方面的顾虑,另一方面也是相关设备、人才储备不够;而对于小型的制造加工企业来说,3D打印开模成本较高。

  除了开模,也有观点认为3D打印适用于量产制造,将代替传统的人工制造,并将带来第三次工业革命。此前有消息称,日本家电巨头松下计划用3D打印机来量产家电产品。这样的观点和消息引起了台湾首富、全球最大代工企业富士康的老板郭台铭的呛声。“如果3D打印真的是有用,那我的‘郭’字倒过来写。”郭台铭认为,3D打印绝不等于第三次工业革命,只是噱头而已,根本不具备商业价值,打印出来的东西不能加上电子组件,只能看,不能用。

  热点释疑

  3D打印释放的细微颗粒物致癌?

  工业级打印机才会释放微粒

  美国伊利诺伊州理工大学近期的一项研究称,市面上的3D打印机打印过程会释放有毒微粒,容易被吸入肺部,引发疾病甚至死亡。

  对此,业内人士茹方军认为,只有工业级别的激光烧结型3D打印机才会涉及微粒排放问题,其使用中释放出的粉末或微粒确实很细,细到可以直接穿过皮肤,但这种价格上百万元的工业级别3D打印机一般都在特定的有防护装置的环境下使用,不会出现在普通家庭里。

  用3D打印机能打印枪支?

  短期内还达不到如此精度

  今年5月,一个美国大学生首次完全使用3D打印技术制造出一把手枪。他把设计图纸发布在自己的网站上,此事引起了正在推动控枪法案的奥巴马政府的注意,随后,美国政府强令其删除。

  北京计算中心的沈涛表示,他听说过上述新闻,但从他掌握的情况看,枪支对材质、工艺有极高的要求,3D打印短期内还达不到这样的精度,所以说,现在的3D打印技术还代替不了高精制造业。

  名词解释

  3D打印

  3D打印是快速成型技术的一种,以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体。

  3D打印机则出现在上世纪90年代中期,是一种利用光固化和纸层叠等技术的快速成型装置。它与普通打印机工作原理基本相同,打印机内装有液体或粉末等打印材料,与电脑连接后,通过电脑控制把打印材料一层层叠加起来,最终把计算机上的蓝图变成实物。

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