第一次真正对3d打印感兴趣,是听到了罗辑思维中罗胖对它的介绍。
有许多人把它比作是压垮工业社会的最后一根稻草,因为工业社会是靠标准化的高度分工来降低成本,3d打印则是高度的定制化和个性化。工业社会使用的切削不可避免的会造成材料的浪费,而3d打印由于可以循环使用原材料,理论上没有原材料的浪费。也有许多人认为它是个伪命题,哪怕真的有这一天到来,时间也会在几十年以后。对此,很认同罗胖的观点,人要活在趋势中,要走几步试试看。而他推荐的这本由北大杨教授主编的书,也是很好的体现了从零到一,从入门了解到亲手制作的实践。
以下是对书内容的概括,由于这是一本基于实践的书,所以建议大家还是把书买来,然后从淘宝中买一组套件尝试组装,在成功第一台以后可以用这一台打印出来的器件组装出第二台,真正实现自我复制。
书分成三个部分,第一部分是3d打印的发展史,第二部分是现有的技术和相关步骤,第三部分则是亲手组装一台机器的实践。
3d打印已经有几十年的历史,而产业中主要的玩家就是3d systems, z corp两家公司以及以复制自己为目的的reprap项目,thingiverse平台为代表的开源开发。3d打印的优点有许多,比如方便,小规模定制,高度复杂化。而现在主要关注的缺点还是:打印材料的限制,生产成品无法控制,以及精度、产品表面光滑度还是受到影响。尽管如此,3d打印在医疗,高端制造,手工艺定制,衣服,航空航天中正不断取得突破。此书出版时,许多新技术已经出炉,所以,大家还是要多上上国外国内的相关论坛,关注最新消息。
3d打印目前主要的技术有:熔融挤压式(将原材料融化后由喷头挤出),层叠法成型(一层层切割叠加),喷墨粘粉式(两个喷头同时喷出原料粉末和胶水),选择性激光烧结(激光照射使金属材料层层烧结),和光固化成型(激光照射使树脂材料层层烧结)。家用的基本以熔融挤压式和光固化成型为代表。
3d打印需要设计软件用来设计,书中介绍了几款主要的软件,从个人实践来看专业的比较推荐3d studio max,如果是入门的话sketchup会比较容易上手,他们都需要用meshlab转化为stl 格式。而我在美国hackerspace中,有一款onshape软件可以效能与sketchup差不多,而且可以直接转stl格式。据说它还是autoCAD的终结者,让我们拭目以待。
书中介绍了其他操作上的注意细节,包括stl语言,gcode和mcode.这些大家在实践中会有更深刻的体会。
书中重点介绍了reprap项目以及基于此项目的3d打印机的自制过程,(关于reprap项目,有兴趣的同学可以上wiki, NASA有一个与伊隆马斯克的合作项目,想把一台3d打印机发送到火星,然后不断复制自己,等数量足够多的时候再开始制造比如发电厂,垃圾厂之类的,真正实现对火星的殖民)制作过程并不难,但却可以让人们对这一技术有所实际体会。其实我不愿称之为技术,一来它并不难,二来它的真正价值在于开源,在于分享,在于设计创造,而非传统的一味技术垄断。
书中最后分析了几样常用的打印原料,个人感觉比较酷炫的是活细胞原料,在器皿中培养的活细胞通过层叠法打印下来,成为人们所需要的组织结构,比如骨骼,比如心脏,比如血管,比如皮肤。有在 MIT攻读3d打印机的小伙伴对此很不屑,认为现在技术根本没到那程度。但前两天传出的消息称罗杰斯拜访一家能够制造血管的中国企业,而该企业还停牌了(不打广告,大家有兴趣可以去搜哈哈)。所以很多时候亲身实践才是王道啊:)
希望有兴趣的人也可以一起进行探索,一起生活在趋势中。中国乃至世界上的制造业的复兴,以及这两年的诸如4.0 2025的口号,或许就在这里可以实现:)
注:本人本科学的机械制造,现在美国从事金融投资行业,感觉到虚拟回归实体,制造业复苏甚至下一次工业革命已在黎明。目前正在美国本地hackerspace从事相关制作,有兴趣的小伙伴可以直接加微信:DavidSunxiao