在IEEE(美國(guó)電氣和電子工程師協(xié)會(huì))近日公布的2014年十大技術(shù)趨勢(shì)中，3D打印位列其中。IEEE指出，在2014年，新的技術(shù)和工具將讓普通的消費(fèi)者擁有3D打印的能力。IEEE預(yù)言，隨著技術(shù)的進(jìn)步，3D打印設(shè)備的價(jià)格將更為親民，讓普通的消費(fèi)者負(fù)擔(dān)得起，他們可以通過(guò)3D打印機(jī)打印出汽車零部件、電池、電子元器件、服裝等產(chǎn)品。

　　Gartner最近發(fā)布的報(bào)告也印證了IEEE的預(yù)測(cè)。Gartner近日發(fā)布的報(bào)告稱，2013年價(jià)格低于10萬(wàn)美元的3D打印機(jī)全球出貨量將達(dá)到56507臺(tái)，同比增長(zhǎng)49%。目前來(lái)說(shuō)，3D打印機(jī)主要有兩類，用于制造原型產(chǎn)品和實(shí)驗(yàn)樣品的商用3D打印機(jī)，用于個(gè)人娛樂(lè)消費(fèi)和個(gè)人產(chǎn)品定制的消費(fèi)級(jí)3D打印機(jī)。

　　Gartner預(yù)計(jì)，2013年，終端用戶對(duì)3D打印機(jī)的總支出將達(dá)到4.12億美元，相比2012年的2.88億美元增長(zhǎng)43%，其中3.25億美元將來(lái)自企業(yè)市場(chǎng)，消費(fèi)類市場(chǎng)的規(guī)模將接近8700萬(wàn)美元。Gartner預(yù)計(jì)，未來(lái)企業(yè)和消費(fèi)者對(duì)3D打印機(jī)的需求將進(jìn)一步提升，而技術(shù)創(chuàng)新將提高3D打印機(jī)的質(zhì)量和性能。2014年，3D打印機(jī)的出貨量預(yù)計(jì)將增長(zhǎng)75%，達(dá)到98065臺(tái)，而2015年的出貨量將比2013年增長(zhǎng)一倍。Gartner報(bào)告稱，2014年全球3D打印機(jī)支出將增長(zhǎng)62%，達(dá)到6.69億美元，其中企業(yè)支出將為5.36億美元，而消費(fèi)類支出將達(dá)到1.33億美元。

　　“未來(lái)，受定制化、個(gè)性化和小批量的特點(diǎn)所限，3D打印不會(huì)完全替代大批量、工業(yè)化的產(chǎn)品制造。但是，3D打印將會(huì)帶來(lái)產(chǎn)品制造模式、過(guò)程、類型的變化和創(chuàng)新以及企業(yè)商業(yè)模式的創(chuàng)新。”太爾時(shí)代總經(jīng)理郭戈博士在接受記者采訪時(shí)表示，“在工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)方面，更多高精尖的技術(shù)將會(huì)出現(xiàn)，從而更多符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的3D打印產(chǎn)品將會(huì)被直接制造出來(lái)；在桌面級(jí)3D打印機(jī)方面，打印速度和精度及穩(wěn)定性將會(huì)提高，成本將進(jìn)一步降低，將有更多的機(jī)構(gòu)、家庭和個(gè)人實(shí)現(xiàn)桌面3D打印。”

　　個(gè)性化定制與修復(fù)成為可能

　　“與傳統(tǒng)機(jī)加工和模具技術(shù)相比，3D打印可以按照3D電子模型設(shè)計(jì)，快速加工出實(shí)體模型。3D打印技術(shù)在教育、醫(yī)療、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、文化創(chuàng)意、太空，甚至軍事等方面用途廣泛。”郭戈博士表示，“以前設(shè)計(jì)師只能在計(jì)算機(jī)屏幕上看到3D模型，或者通過(guò)機(jī)加工、開(kāi)模具等方法，獲得零件和產(chǎn)品的樣品，但過(guò)程復(fù)雜、昂貴而且時(shí)間長(zhǎng)。有了3D打印機(jī)，設(shè)計(jì)師可以很方便地通過(guò)3D建模，得到實(shí)體模型，而且過(guò)程簡(jiǎn)單、成本低、時(shí)間相對(duì)短。”

　　典型案例就在汽車行業(yè)，美國(guó)福特和通用最早將3D打印技術(shù)引入到了發(fā)動(dòng)機(jī)的試生產(chǎn)當(dāng)中，將傳統(tǒng)的鑄造工藝改成了3D打印。福特通過(guò)3D打印技術(shù)將新款發(fā)動(dòng)機(jī)的部件打印出來(lái)，省去了過(guò)去鑄造技術(shù)需要制造模具的時(shí)間，將一個(gè)實(shí)驗(yàn)型號(hào)的生產(chǎn)時(shí)間從過(guò)去的半年縮短至3個(gè)月，大幅提升了新品上市的速度。通用則是通過(guò)3D打印技術(shù)，將某些零部件的成本大幅降低30%以上。

　　其實(shí)除了在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，3D打印甚至可以在事故車修復(fù)中大展拳腳。福特就認(rèn)為，等將來(lái)3D打印技術(shù)進(jìn)一步完善之后，用戶甚至可以在修理廠直接打印某些零部件，而無(wú)需去廠商訂貨，省去了用戶等待的時(shí)間。

　　在消費(fèi)電子領(lǐng)域，谷歌一直是開(kāi)源的倡導(dǎo)者。也正是憑借著開(kāi)源數(shù)量巨大的用戶基礎(chǔ)，谷歌將蘋果拉下馬，也成就了三星成為智能手機(jī)行業(yè)的老大。

　　近日，昔日手機(jī)行業(yè)的霸主摩托羅拉宣布了其智能手機(jī)硬件開(kāi)源計(jì)劃——“Project Ara”。摩托羅拉將與3D打印公司3D Systems合作，生產(chǎn)定制化的手機(jī)部件，幫助消費(fèi)者升級(jí)智能手機(jī)的部件，試圖通過(guò)這一方式，奪回手機(jī)市場(chǎng)老大的地位。

　　Project Ara簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是一個(gè)智能手機(jī)的硬件開(kāi)源平臺(tái)，通過(guò)將智能手機(jī)內(nèi)部元件模塊化，可以為用戶提供高度定制化的智能手機(jī)。用戶可以根據(jù)自身的需求，選擇不同的部件模塊，就像拼裝模型一樣自行組裝。除了個(gè)性化定制，當(dāng)Project Ara手機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，用戶可以僅更換有問(wèn)題的部件，而無(wú)需重新購(gòu)買手機(jī)。

摩托羅拉移動(dòng)高新技術(shù)與項(xiàng)目部門主管雷吉納·杜坎表示：“Project Ara對(duì)材料強(qiáng)度、導(dǎo)電油墨打印有著很高的技術(shù)要求，因?yàn)樗鼈儽仨殱M足量產(chǎn)的速度和數(shù)量。” 3D System CEO 艾維·雷切托爾則很有信心：“Project Ara項(xiàng)目的生產(chǎn)平臺(tái)將對(duì)整個(gè)數(shù)字產(chǎn)業(yè)鏈以及生產(chǎn)工廠的未來(lái)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。”

讓個(gè)人設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)更簡(jiǎn)單

　　過(guò)去，消費(fèi)者如果自己設(shè)計(jì)了某個(gè)物品想要把它變成成品是比較難的事情，除了要有很好的動(dòng)手能力之外，還要對(duì)相關(guān)材料有所了解，但是有了3D打印，這就變得簡(jiǎn)單了。

　　歐特克近日推出了兩款新的3D設(shè)計(jì)軟件，一款是Miller，一款是Shapeshifter。Shapeshifter是一款基于Web的3D建模工具，任何人都可以通過(guò)它輕松創(chuàng)建3D模型。Shapeshifter通過(guò)內(nèi)置的3D引擎，可以讓用戶無(wú)需創(chuàng)建腳本就可以完成3D模型的設(shè)計(jì)。用戶只需要在瀏覽器中選擇基本形狀就可以創(chuàng)建3D模型，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成3D模型，并將設(shè)計(jì)文件轉(zhuǎn)換成3D打印機(jī)支持的文件格式。值得一提的是，用戶還可以將自己的設(shè)計(jì)保存成一個(gè)超級(jí)鏈接，與其他用戶分享。

　　如果用戶覺(jué)得使用專用的軟件有點(diǎn)復(fù)雜的話，還可以選用微軟的Meet 3D Builder，微軟在最新發(fā)布的Windows 8.1中集成了該款軟件。Meet 3D Builder內(nèi)置了一個(gè)3D模型庫(kù)，用戶可以直接調(diào)用并修改庫(kù)中的3D模型，比如簡(jiǎn)單的玩具、家居用品、微縮模型等。Meet 3D Builder的使用和操作與延續(xù)了微軟簡(jiǎn)單的風(fēng)格，讓用戶很容易就可以上手。

　　微軟希望在Windows 8.1和Meet 3D Builder的幫助下，每個(gè)人都能夠創(chuàng)建和打印3D對(duì)象。“我們的重點(diǎn)是能夠讓用戶快速而順利地完成3D打印。” 微軟創(chuàng)業(yè)業(yè)務(wù)集團(tuán)(Startup Business Group，SBG)總經(jīng)理謝恩·博切表示。

　　如果用戶覺(jué)得動(dòng)鼠標(biāo)還是很麻煩的話，3D掃描儀制造商阿泰克集團(tuán)近日推出的在線3D掃描則可以解決這個(gè)問(wèn)題。

　　消費(fèi)者只需要準(zhǔn)備一臺(tái)微軟的Kinect，還有一臺(tái)連接到互聯(lián)網(wǎng)的電腦。用戶需要做的僅是正確定位Kinect并按照系統(tǒng)的語(yǔ)言提示用Kinect掃描。例如，用戶可以嘗試不同的服裝和姿勢(shì)找到自己完美的形象并保存。掃描完成后，捕獲的數(shù)據(jù)將被處理和上傳到阿泰克的Shapify.me網(wǎng)站。Shapify.me還提供在線3D打印服務(wù)，用戶只要點(diǎn)擊網(wǎng)頁(yè)上的“3D打印”，就可以訂購(gòu)屬于自己的3D打印塑像。兩天之內(nèi)，一個(gè)1∶20比例的迷你人像就可以送到消費(fèi)者手中，每個(gè)3D打印塑像有白色和彩色兩種選項(xiàng)。

　　新材料獲重大突破

　　可用材料少，一直是限制3D打印應(yīng)用范圍的大問(wèn)題。如果將現(xiàn)有的材料進(jìn)行優(yōu)化，如何開(kāi)發(fā)更多可應(yīng)用到3D打印中的新材料是3D打印廠商和材料廠商最關(guān)心的問(wèn)題。

　　近日，Lomiko Metals公司宣布成立石墨烯3D 實(shí)驗(yàn)室，該實(shí)驗(yàn)室專注于研制用于3D打印的高性能石墨烯增強(qiáng)材料。石墨烯是已知用于制造電子產(chǎn)品最纖薄的材料，在物理性能方面，石墨烯的強(qiáng)度比鋼強(qiáng)200倍，導(dǎo)電性能優(yōu)于銅，具有重量輕、強(qiáng)度高、柔韌性好的特點(diǎn)。如果石墨烯可以成功應(yīng)用于3D打印，將來(lái)消費(fèi)者就可以在家中打印可穿戴式設(shè)備，甚至大型嵌入式電視。

　　石墨烯目前還是停留在圖紙上，沒(méi)有真正商業(yè)化的產(chǎn)品，但是美國(guó)克拉姆兄弟(哥哥計(jì)算機(jī)科學(xué)家亞倫·克拉姆和弟弟航空機(jī)械工程師達(dá)斯汀·克拉姆)卻實(shí)打?qū)嵉亻_(kāi)發(fā)出了三款新的3D打印材料。克拉姆兄弟之前在接受記者采訪時(shí)表示：“雖然PLA(聚乳酸，可生物降解塑料)和ABS是最常見(jiàn)的兩種3D打印材料，但是它們都有很明顯的缺點(diǎn)，比如PLA高溫下就會(huì)變軟，ABS剛性過(guò)低。我們想要讓新的材料在不犧牲材料的易用性和價(jià)格低廉的前提下，解決其中的某些問(wèn)題。”

　　克拉姆兄弟開(kāi)發(fā)的三種新材料是碳纖維增強(qiáng)PLA、高溫PLA與聚碳酸酯—ABS合成材料。碳纖維增強(qiáng)PLA是由PLA樹(shù)脂加短切碳纖維復(fù)合而成的。這種材料剛性較強(qiáng)，不易彎曲。高溫PLA是在PLA材料中增加量一定比例的礦物質(zhì)，使其比常規(guī)的PLA更耐熱。

　　監(jiān)管法規(guī)急需完善

　　在最近的一集美劇《White Collar》中，一名嫌犯進(jìn)入FBI辦公大樓并潛入了FBI辦公大樓內(nèi)的證據(jù)倉(cāng)庫(kù)，盜取了被FBI沒(méi)收的3D打印機(jī)，并用其打印了一把手槍，在安檢森嚴(yán)的FBI大樓行兇，讓FBI探員措手不及。雖然這是一個(gè)虛構(gòu)的故事，但是卻反映了一個(gè)實(shí)實(shí)在在的問(wèn)題。隨著3D打印的野蠻生長(zhǎng)，對(duì)其的監(jiān)管法規(guī)急需盡快完善。

　　近日，美國(guó)費(fèi)城市議會(huì)通過(guò)了一項(xiàng)關(guān)于禁止3D打印槍支的提案，費(fèi)城也成為美國(guó)首個(gè)禁止3D打印槍支的城市，應(yīng)該也是世界上首個(gè)針對(duì)3D打印進(jìn)行法律規(guī)范的城市。當(dāng)然這也和當(dāng)?shù)氐闹伟睬闆r有很大關(guān)系，F(xiàn)BI統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)顯示，2012年費(fèi)城報(bào)告了331起謀殺。

　　反觀國(guó)內(nèi)，其實(shí)也同樣存在這樣的安全漏洞。在10月舉行的珠海3D打印應(yīng)用及數(shù)碼圖文快印展覽會(huì)上，記者就曾經(jīng)在某廠商的展臺(tái)上看到一個(gè)通過(guò)3D打印制作的狙擊步槍模型，雖然該模型是多個(gè)部件黏合拼接而成，并不具有真槍的功能。但是這也給監(jiān)管部門敲響了警鐘，在3D打印機(jī)僅需要數(shù)千元、3D打印圖紙可以輕松在互聯(lián)網(wǎng)上獲得的今天，如何避免出現(xiàn)上面說(shuō)到的3D打印被犯罪分子濫用的問(wèn)題，是監(jiān)管者需要思考的。