《连线》:3D打印机改变世界

最新一期《连线》杂志正式出刊,本期封面文章是《3D打印机改变世界》。有一天,孩子想要新玩具,老人想下象棋,你想换一个新杯子,而你所要做的不是去商店采购,而是下载几份图纸,然后在自家的3D打印机上把它们打出来。这并不是虚构的科幻世界,MakerBot推出的Replicator让这些都成为了现实,可以预见不久的将来3D打印机将像电脑一样改变我们的生活。


乘坐地铁来到布鲁克林第三大道,在一幢位于偏僻角落的房子前停下并敲敲门,一个头发凌乱的男子打开了门,并把你引了进去。没错现在你来到了BotCave,这里有125名工人正在生产面向未来的产品。

BotCave是MakerBot的大本营,为了让普通大众用得起3D打印机,这家公司已经花费了将近四年的时间,然而MakerBot曾生产的任何设备都比不上现在这些工人正在制作的新型打印机。Replicator 2不是一套复杂的设备,也不需要你处理高级的软件,它由一个简单的操作系统驱动,你可以轻易的把电脑中的设计图纸变成实物,就像打印图片一样简单。入门级的Replicator 2售价2199美元,而高端产品Replicator 2X售价2799美元,它可以打印更加复杂的东西。MarkerBot下了数百万美元的血本开发这两款设备,他们认为3D打印机的春天马上就要来了。

同以前的产品相比,Replicator 2系列线条流畅、有金属质感而且更加时尚。你也许听说过3D打印机,但是手里还没有一台,但是MakerBot的CEO布雷-派蒂斯说Replicator 2系列将改变这一切。

他们把自己内部制作的东西都陈列在展架上,前几代MakerBot人就像是些笨手笨脚的工匠,他们即对设备本身感兴趣也对设备所制作出来的东西感兴趣。就像自制电脑俱乐部1997年帮助生产出Apple II一样,MakerBot属于自制打印机俱乐部,这个俱乐部囊括了全球这个领域的业余爱好者,他们希望利用现有技术,生产出惠及所有人的产品。自从MakerBot于2009年初成立以来,已经售出了13000台3D打印机。

对于早期的个人电脑,在人们考虑如何使用它的时候就已经有了成熟的应用技术。最初人们只用电脑编程序,后来慢慢开始用于制作电子数据、处理文字以及玩电子游戏。同样的对于很多早期拥有3D打印机的人而言,买这种设备的原因可能仅仅是为了试着用一用。

随着这种打印机越来越稳定,人们的注意力从机器本身转移到了它们所打印出来的物品。在我的房间里,MakerBot的应用程序已经可以用来制作玩具:玩偶之家的家具、棋盘游戏零件以及各种模型。打印、上色然后玩,就这么简单。在MakerBot的社区网站Thingiverse 和类似的网站Tinkercad 及Autodesk上,有很多预先设计好的文件,你能想到的东西那些地方几乎都有。人们只需把它们下载下来,如果有必要在进行一下修改,然后输入到MakerBot的设备打印。

为了扩张,去年MakerBot从投资者那里融资了1000万美元,其中还包括亚马逊(微博)的创始人杰夫-贝索斯。他们需要做更多的努力来应对新出现的一系列低成本3D打印机,包括中国的设备和很多山寨产品。这些资金将被用于研发、工程、制造以及建设一个新的公司总部。为了给爱好者制造合格的产品这些举措都是必要的,同时要想在塔吉特商场出售产品,他们也必须扩大公司规模。

现在世界进入了MakerBot时刻。30年前苹果让桌面出版系统成为了主流,而现在他们的目标是让Replicator 2给大众带来新的冲击:创造出桌面制造系统。多年前人们用早期的Mac做出了一些烂七八糟的字体和剪贴画,但是随后他们开始不断改进,当进入网络时代的时候,全新的印刷方式出现了,而一个新的工业也孕育而生:桌面出版系统改变了世界。

和最初使用桌面出版设备的人一样,今天人们也不会关注第一批使用3D打印机的人。但是由于配备了更易操作的软件和可选择的双层挤压机,Replicator 2系列已经可以识别更加多样的曲线,制造出更加复杂的东西,而且分辨率更高、色彩更丰富、质量更有保障。再加上数据库中包含的自由设计图案越来越多,我们可以预测今天由工厂大批量生产的各种模型将被取代。3D打印机制造的物品可能没有大众化产品质量好,但是将更符合人们的要求也更有创意。

你可能觉得3D打印机是边缘技术,只有标新立异的人或者是高端设计室才用,但其实在不经意中,你早就接触到了3D打印产品。比如在牙科诊所,很多定制的口腔设备现在都要使用3D打印机。口腔防护器可调整牙齿的排列,牙科医生扫描了牙齿的位置后就可以利用软件制作一个塑料模型,带上数月后就可以把牙齿调整到合适的位置。另外利用3D打印机可以很快的制作出牙齿的模型,牙医可以现场磨制假牙给你换上。

除了口腔设备,很多消费产品和电子器材的模具也是用3D打印机制作出来的,甚至包括你身边房子的模型。如今人们可以随意用3D打印机制作玩具人偶,如果你身在东京还能做一个你的真人头像。商用3D打印机使用的材料还不多,主要是金属和塑料,但是研究人员正在试验使用更多的材料,比如木质纸浆和糖。

3D打印机采用递增技术制造实物,也就是一层层的从底部开始制作。软件首先要检查要打印产品的设计文件,然后分析怎样才能用最少的时间、最少的材料把产品生产出来。例如做一个兔宝宝(3.78,-0.12,-3.08%)玩偶,首先机器根据说明书把外壁做出来,外壁的厚度要视材料而定。在保证强度和用料最少的前提下,软件会自行计算出外壁的厚度。由于看不到玩偶内部,所以内部不用打印,但是如果没有一定的内部结构,玩偶将非常脆弱,因此为保证玩偶更加结实,软件还能设计出蜂窝状的内部支撑结构。

然后软件控制机器一层一层的制作实物,每层的厚度都尽可能的薄。当打印机探针移到制作区时会自动吐出制造材料,软件也会选择最合适的路径,让探针移动的距离最小。当一层制作好后,打印机的制作平台将下移,然后探针开始制作下一层,就这样一直到做好为止。整个过程就像是变魔术,你不需要知道机器如何运转或者怎样选择最合适的路径,软件帮你搞定一切。我们将进入一个新时代,你不需要思考如何制作一个3D产品,你只需要知道自己想要什么就够了。

家用3D打印机会非常有趣,它将开启一场新的工业革命。MakerBot使用G-code语言和工业生产中使用的标准控制语言一样,所以一旦在电脑上设计了什么东西,你不仅可以在自己的桌面制造系统上造出一个实物,还可以上传到商业制造服务网站上生产出更多,比如Shapeways和Ponoko以及中国阿里巴巴上的代加工厂。你所有做的就是点击鼠标,插入信用卡,开始自己的制造生意,你设计的东西甚至可以直接送到用户手中。

不管是设计、生产还是销售,Replicator 2的一切都必须适合普通美国家庭的需要。就比如说打印材料,入门级的Replicator 2使用的是一种环保生态塑料PLA,它的主要成份是玉米淀粉。和其他材料不同,温度降低的时候PLA不会收缩,因此不需要机器进行太多调整。派蒂斯说:“PLA是可降解的,打印时的味道就像奶油蛋糕。” MakerBot的PLA在网上的售价是48美元每公斤,一公斤PLA足够做400枚国际象棋。

MakerBot还希望大大降低顾客收到货物的时间。以前只有客户下单的时候,MakerBot才开始生产,这就意味着你必须焦急等待6周以上才能得到3D打印机。忠实粉丝也许还能忍受,但是对于普通消费者肯定不行,尤其是那些在节假日前后准备送礼物的人,因此MakerBot必须在销售前预付成本。派蒂斯希望在9月19日发售Replicator 2s的时候能有2100台存货,这将是他们有史以来最大的存货量。

文章来源:新浪财经

原文连接:http://finance.sina.com.cn/world/20121010/133113329020.shtml

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梦车间创客文化空间创始人,《3D打印——改变世界的新机遇新浪潮》、《创意之钥—Android手机交互应用开发》、《Android3D游戏开发与应用案例详解》作者,90年后创客!

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