經(jīng)濟(jì)學(xué)人:3D打印正在走向制造業(yè)主流
一口整齊而閃閃發(fā)光的牙齒會(huì)使您的微笑更加美麗,但是有多少做過(guò)牙齒護(hù)理的人會(huì)知道,他們的嘴里正在使用的是新工業(yè)革命的第一批產(chǎn)品?數(shù)以千萬(wàn)計(jì)的牙冠、橋梁和牙箍如今都是在3D打印的幫助下制造出來(lái)的。忘記那種業(yè)余愛(ài)好者在自己家里打印一些塑料小飾品的想法吧!那些價(jià)格甚至高達(dá)百萬(wàn)美元的工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)才是可以改變制造的真名天子。
在牙科領(lǐng)域這一切表現(xiàn)得很明顯。對(duì)于金屬假牙的制作,牙醫(yī)們長(zhǎng)期以來(lái)一直依賴于一種被稱為“熔模鑄造”的工藝。該工藝通常會(huì)先用蠟材料為患者制造出牙模,然后用陶瓷外殼將其包裹起來(lái),等高溫將蠟材料融化倒出之后,再將熔融的金屬注入留下的空腔里。最后鑄模裂開(kāi),新的金屬牙齒被取出。這個(gè)過(guò)程是繁瑣、勞動(dòng)密集型的,而且并不總是精確,再說(shuō),這種鑄造方法已經(jīng)存在了大約5000年。
而在英國(guó)Miskin的一家工廠里的做法卻完全不同。這家工廠是英國(guó)3D打印設(shè)備制造商雷尼紹(Renishaw)設(shè)立的,安裝了雷尼紹公司的三臺(tái)3D打印機(jī),預(yù)計(jì)不久還將安裝更多。每臺(tái)機(jī)器 一批可以制造超過(guò)200顆牙冠和牙橋,這些牙冠和牙橋都是根據(jù)患者的牙齒掃描數(shù)據(jù)制造的。該機(jī)器使用激光逐層融化鈷鉻合金粉末并生成所需的形狀。整個(gè)過(guò)程可能需要8至10個(gè)小時(shí)——但是打印機(jī)可在無(wú)人值守的情況下運(yùn)行,而且每顆牙齒都是根據(jù)不同病人的特點(diǎn)專門(mén)設(shè)計(jì)的。一旦完成,這些部件將會(huì)被運(yùn)送到歐洲各地的牙科實(shí)驗(yàn)室,在那里工人會(huì)為其加上瓷層。
但是,口腔并不是3D打印產(chǎn)品的全部試驗(yàn)場(chǎng)。根據(jù)3D打印專業(yè)咨詢公司Wohlers Associates的數(shù)字,從2000年以來(lái),全世界已經(jīng)用3D打印機(jī)制造了6000多萬(wàn)件異形助聽(tīng)器外殼和耳模。3D打印的骨科植入物,從鈦金屬下顎骨到各假肢、髖關(guān)節(jié)、置換關(guān)節(jié),已經(jīng)裝在了數(shù)以十萬(wàn)計(jì)的人身上。數(shù)不清的手術(shù)得益于3D打印的手術(shù)導(dǎo)板而變得更準(zhǔn)確、更安全;每年,大約有10萬(wàn)例膝關(guān)節(jié)置換就是通過(guò)這種方式實(shí)現(xiàn)的。
當(dāng)然,衛(wèi)生保健行業(yè)如此迅速地適應(yīng)增材制造不應(yīng)讓人感到奇怪。因?yàn)槊總(gè)人都是獨(dú)一無(wú)二的,所以3D打印機(jī)的定制化生產(chǎn)能力正好滿足這種需求。這種機(jī)器主要依靠計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)軟件運(yùn)行,后者會(huì)指示打印機(jī)通過(guò)連續(xù)層積材料構(gòu)建對(duì)象,在醫(yī)院里,醫(yī)學(xué)掃描實(shí)際上充當(dāng)了您的CAD文件。與傳統(tǒng)工廠里的模具相比,軟件改變起來(lái)更快、更便宜。
不過(guò),與有著700億美元規(guī)模的機(jī)床市場(chǎng)相比,增材制造仍然是個(gè)小不點(diǎn)。但是它擴(kuò)展迅速,而且并不只是在衛(wèi)生保健領(lǐng)域。總體來(lái)看,據(jù)Wohlers估計(jì),2015年3D打印產(chǎn)品和服務(wù)增長(zhǎng)了26%,價(jià)值接近52億美元。而這只是規(guī)模龐大的工業(yè)制造市場(chǎng)的九牛之一毛。據(jù)管理咨詢公司麥肯錫估計(jì),如果算上所帶來(lái)的更好產(chǎn)品、更低的價(jià)格以及健康狀況的改善,到2025年3D打印技術(shù)可能會(huì)產(chǎn)生每年高達(dá)5500億美元的經(jīng)濟(jì)影響力。
據(jù)認(rèn)為,讓3D打印機(jī)變得更主流的原因之一是,得益于材料科學(xué)的進(jìn)步,他們使用的“油墨”變得越來(lái)越好了,3D打印巨頭Stratasys歐洲公司負(fù)責(zé)人Andy Middleton稱。該公司日前剛剛推出了一款被稱為J750的3D打印機(jī),它可以同時(shí)使用6種材料3D打印出彩色對(duì)象,最多可實(shí)現(xiàn)36萬(wàn)種顏色。
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