與傳統(tǒng)工藝相比，3D打印不僅輸在大批量生產(chǎn)速度慢和產(chǎn)品強(qiáng)度差，還存在材料和色彩兩方面的短板。混合材料與混合色彩并不能讓3D打印成為制造業(yè)的中流砥柱，但在成型方式和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的改進(jìn)工作遭遇瓶頸的當(dāng)下，這兩股力量可為產(chǎn)業(yè)拓展新的上升空間。
當(dāng)世界首臺(tái)3D打印機(jī)被美國科學(xué)家Charles Hull發(fā)明出來時(shí)，這項(xiàng)神奇的快速成型技術(shù)驚艷了整個(gè)制造產(chǎn)業(yè)。然而，三十多年過去，3D打印卻呈現(xiàn)出高開低走之勢(shì)，始終未能超越傳統(tǒng)制造工藝，甚至未能與之比肩，久久在邊緣地帶徘徊。
問題主要出在3D打印本身。該項(xiàng)技術(shù)雖可快速成型，但那只是針對(duì)小規(guī)模定制化生產(chǎn)而言，一旦將其用于大批量的流水線作業(yè)，則其效率遠(yuǎn)不如傳統(tǒng)工藝。那么，技術(shù)特點(diǎn)就真的決定了3D打印永遠(yuǎn)只能弄些小打小鬧嗎?
業(yè)界人士當(dāng)然不會(huì)甘心于此。業(yè)者在突破層累的成型方法、提高產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等方面的努力從未停止，也不斷有成果產(chǎn)出。然而，就目前總體情況來看，既有的成果尚不足以形成質(zhì)變以推動(dòng)3D打印產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)飛躍。
除了在成型方式與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度上下功夫，業(yè)者還需另辟蹊徑，雙管齊下。與傳統(tǒng)工藝相比，3D打印不僅輸在大批量生產(chǎn)速度慢和產(chǎn)品強(qiáng)度差，還存在材料和色彩兩方面的短板。
3D打印的一次性整體成型雖然免除了傳統(tǒng)制造中部件組裝的麻煩，但又引出材料單一的問題。單一的材料又必然導(dǎo)致色彩的單一，于是在產(chǎn)品成型后，著色和后處理環(huán)節(jié)又變得必不可少，這進(jìn)一步削減了3D打印的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。因此，研發(fā)可以混合材料、混合色彩的3D打印技術(shù)顯得尤為必要。事實(shí)上，這也正是目前業(yè)界部分有心人在做的。
混合材料3D打印領(lǐng)域內(nèi)，美國哈佛大學(xué)走在世界前列。2015年，該校以可穿戴設(shè)備制造為切入點(diǎn)，研發(fā)了一款能同時(shí)打印十種材料的3D打印機(jī)。這種設(shè)備不僅能主動(dòng)整合不同質(zhì)地與屬性的材料，更可將傳感器、電路等電子器件直接植入打印對(duì)象中。近日，哈佛大學(xué)再次取得突破，在既有基礎(chǔ)上賦予了打印產(chǎn)品以可拉伸性。此外，英國先進(jìn)制造研究中心也于今年5月開發(fā)出類似技術(shù)。未來，混合材料3D打印將在軍事、交通、醫(yī)療、機(jī)器人等行業(yè)大有作為。
混合色彩3D打印則更加接地氣，目前的產(chǎn)品研發(fā)可謂遍地開花。2016年，3D打印巨頭Stratasys發(fā)布了一款名為J750的塑料3D打印機(jī)，可造出36萬種顏色的產(chǎn)品。同在去年，我國企業(yè)豆鯊工坊研制出新型彩色3D打印材料，能呈現(xiàn)超過六百萬種顏色，一舉打破國外巨頭壟斷，降低了全彩3D打印成本。今年9月初，日本Mimaki公司推出可打印1000萬種顏色的全彩3D打印機(jī)，震撼業(yè)界。不過，該款設(shè)備的打印速度相當(dāng)緩慢，若想被市場(chǎng)接受，還有待進(jìn)一步改善。
雖然混合材料與混合色彩并不能讓3D打印成為制造業(yè)的中流砥柱，但在成型方式和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的改進(jìn)工作遭遇瓶頸的當(dāng)下，這兩股力量可為產(chǎn)業(yè)拓展新的上升空間。更何況，3D打印技術(shù)要想在未來抗衡傳統(tǒng)制造，混材與混彩也是必須攻克的難題。隨著相關(guān)設(shè)備的陸續(xù)上市，我們很快就會(huì)看到這條蹊徑為3D打印開辟的光明前景。
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