设想有一天,走进一栋房子,发现门是“打印”出来的,客厅里的水晶吊灯是“打印”的,桌椅和茶几上的杯盘是“打印”的,卧室里摆设的艺术品是“打印”的,厨房的冰箱是“打印”的,冰箱里吃掉一半的蛋糕是“打印”的。其实绕这么一圈,才发现连这栋钢筋混凝土的房子也是“打印”出来的……
当马文钊描绘出这样一幅奇幻的图景时,他并不是在给好莱坞的科幻片写剧本,这位北京易维先创科技有限公司的总经理只是在给记者讲述3D打印技术的发展动向。
马文钊从事的领域是快速制造技术,这项于20世纪后期起源于美国的先进制造技术,目前已广泛应用于航天航空、机械制造、工业设计、医疗、建筑、动漫、影视制作等多个行业。在业界打拼7年之后,马文钊觉得自己对这个行业有了一定的了解,资金储备也准备妥当,于是2010年他出任北京易维先创科技有限公司总经理,开始了自己的创业之路。
马文钊介绍说,这家公司是国内专业从事快速制造技术开发及快速制造工艺装备生产的创新型企业,公司与快速制造国家工程研究中心合作,搭建北京市及周边地区新产品开发公共技术服务平台,为高校、科研机构、企事业单位的设计及研发提供专业的逆向工程(RE)、三维CAD创新设计、快速原型制造(SLA)、快速模具制造(RT)、产品分析检测、数控加工(CNC)等共性技术服务。
在公司选址的时候,马文钊费了很多的心思。“比较了各个科技园区,最终选在了石景山。因为当时我了解到石景山园区这边的产业主打的是建筑设计,公司的业务是这一方面的,所以就来到了这里。后来发现,石景山政府对像我们这样的小型初创企业的重视力度很大,不仅在政策上给予了房租减免、税收优惠等扶持,而且公司申报的科技项目还得到了政府的资金支持,这些有利的条件帮助了我们快速起步。”
初创时期,易维先创公司只有5个人,大家统筹资源,各司一职,维持着公司的每日运营。“招人是个很头疼的问题,因为公司毕竟属于科技型企业,对人员的技术有相当高的要求,一开始的时候,人才配备方面遇到了很大的困难。”马文钊回忆说,“后来一方面靠朋友推荐,一方面自己在招聘网站招人,才慢慢把各方面的人事配备齐全。现在我们做业务的有7个人,研发的有6个人,公司这台‘小机器’终于正常运转了。”
马文钊的这台“小机器”每天打交道的就是3D打印技术。
他告诉记者,快速制造技术中的激光快速成型技术,就是通常所说的激光3D打印技术,是目前全球应用范围最广、技术最成熟、加工精度最高、成型速度最快的工艺方式。通过对三维数据进行分层处理,以“分层制造,逐层叠加”的方法最终实现实体模型的制作,对于形状复杂、造型奇特的建筑数据,这项技术与传统的手工制作或机加工相比,有着明显的优势。
对于建筑设计师而言,在利用三维设计软件建模时,需要对产品形态有较为准确的把握。但在设计初期,产品的形态往往还只是设计师头脑中一些没有成型的概念,必须经过视觉与触觉不断地推敲和调整,这对建筑设计而言是至关重要的一步。
随着数字化设计和新型建材在建筑行业的应用越来越广泛,建筑的造型也越发奇异化,这就使得传统制作模型的方法无法表达出设计者的真实设计思想与理念。而3D打印技术的出现不仅帮助建筑设计者完善设计构思、以三度空间的表现力展示设计意图,而且该技术大大减少了因为数据不对接而带来的麻烦,给建筑师提供了广阔的创作空间。
马文钊解释说,当建筑设计师要建一座造型奇异的摩天大楼,他并不知道自己的各项数据是否可行,这时他会提供一组三维数据来先建一个模型。马文钊和他的团队要做的,就是按照对方提供的数据通过3D打印技术把这个模型做出来。设计师拿到实物模型后,对自己的原始数据进行比对和修改,产生一组校正后的新数据再交给马文钊的公司,让他们再做一个模型……如此循环,直到设计公司拿到的模型达到要求。
“这样就保证了当这座摩天大楼建起来时,不会出现数据上的不合理性,因为这些不合理的因素在建模阶段已经修正完毕,建筑模型的制作很好地弥补了设计过程中的不足。”
迄今为止,马文钊最为得意的项目依然是矗立在北京市朝阳公园附近的凤凰卫视传媒中心。这座外观酷似鸟巢一样,极具现代感的建筑正是通过马文钊的团队完成了设计验证。
“竞标这么一个大项目,我当时还是挺自信的。因为我们用的是目前3D打印领域最精密的技术,不论从质感、光滑度各个方面评估都是顶级的。”马文钊说。
项目最终花落易维先创,马文钊还来不及和团队庆祝就直接投入到长达一年的设计验证中。
从设计到出方案,马文钊和公司的技术人员不眠不休地建模、沟通。其间,在数据的倒换过程中发现了问题。原来,设计师给出的数据遗漏了建筑墙面的3D维度,按照这样的数据,建筑里的墙变成了一个没有厚度的平面,不符合建筑实际。马文钊发现这样的纰漏之后,及时反馈给对方,经过与设计师一轮一轮的修正和优化,最终项目通过了设计验证。
“每次从凤凰的这座大楼前经过,都特别自豪。虽然当时在自己手里的只是一个小小的模型,但是最终看到这样一个高技术含量的地标性建筑拔地而起时,很欣慰自己的团队为它出了一份力。”
……
如今,越来越多的创业青年加入到3D打印的行业中来,马文钊和他的团队也继续探索着这一前沿技术的下一个未知。
“随着3D打印技术的不断成熟,可以用来‘打印’的材料会越来越丰富,‘打印’的精细程度也会越来越高。将来的某一天,从摩天大楼到室内陈设的艺术品,从美味的食物到人体的器官,只有你想不到的,没有‘打印’不出来的。”