3D打印是革命還是概念？

對于當(dāng)下的科技界，最為人們津津樂道、炒得最火的技術(shù)無疑就是3D打印了，美國總統(tǒng)奧巴馬在今年年初發(fā)表的國情咨文中，談到3D打印及其重要性時指出：“3D打印有可能革命化我們制造所有產(chǎn)品的方式�！彪S后3D打印成為美國政府在全國范圍內(nèi)15個制造創(chuàng)新領(lǐng)域計劃的第一個樣本，美國政府還撥款10億美元并建立專門基地來支持這項技術(shù)。

借助于3D打印技術(shù)和特殊的材料，瓷器的表現(xiàn)形式更豐富（資料圖片）

　　3D打印顛覆性地改變了產(chǎn)品制造的方式，所以受其影響最深的在于制造業(yè)，最終也將會改變?nèi)祟惖纳�活。有人�?D打印機比作哆啦a夢的口袋，如今，涉及到人類吃穿住用行的包括鞋子、衣服、巧克力、玩具、雕塑、耳朵、牙齒、玻璃、瓷器、汽車等產(chǎn)品，3D打印都可以做出來。甚至在近日召開的兩會上，殲-15總設(shè)計師孫聰透露，鈦合金和M100鋼的3D打印技術(shù)已廣泛用于新機設(shè)計試制過程;歐洲航天局(ESA)正在探索使用月塵作為建筑材料，打造一個3D打印的月球基地的方案。不少網(wǎng)友直呼：人類已經(jīng)無法阻止3D打印了!

　　陶瓷行業(yè)作為傳統(tǒng)制造業(yè)的重要一環(huán)，是否會趕上3D打印的順風(fēng)車?在陶瓷行業(yè)，自從陶瓷噴墨打印技術(shù)普及之后，3D打印早已不是什么新鮮的詞匯，甚至4D、5D、6D這些概念也層出不窮，但3D打印技術(shù)并非陶瓷噴墨打印這種表面裝飾技術(shù)那么簡單，那么真正的3D打印技術(shù)是否會對陶瓷行業(yè)的工業(yè)生產(chǎn)帶來變革，對制造業(yè)而言，3D打印技術(shù)的真正魅力和前景又在何方，這些，都值得業(yè)內(nèi)人士去深入探討和思考。



　　3D打印與3D噴墨

　　3D打印技術(shù)是一種快速成型技術(shù)，也稱“增材制造”技術(shù)，它可以根據(jù)物體的三維模型數(shù)據(jù)制成實物模型，簡單來說，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。具體說來，人們需要首先需要通過電腦對實物進行掃描或直接創(chuàng)建一個三維設(shè)計圖，再通過3D打印機對這個立體原型進行“切片”，一層一層地進行數(shù)據(jù)記錄，然后將原材料按切片數(shù)據(jù)層層疊加，直到最終成型。

　　如果從狹義上講，3D打印指的就是三維印刷工藝，適合的材料為石膏、木材或塑料，但從廣義的堆層成型來看，包括熔融沉積造型技術(shù)(FDM)，其主要材料為ABS樹脂;可以加工金屬和陶瓷材料的選擇性激光燒結(jié)技術(shù)(SLS)、以及目前應(yīng)用最廣泛的光固化立體造型技術(shù)(SLA)都可以列入3D打印技術(shù)的范疇。

　　關(guān)于3D打印最生動的例子在一些影視作品中已經(jīng)出現(xiàn)，比如在成龍的電影《十二生肖》中，成龍扮演的JC戴了一個有許多傳感器的手套，把獸首摸了一遍后，3D打印機就復(fù)制出來了一個一模一樣的獸首來。此外在《碟中諜4》中，湯姆克魯斯主演的特工伊森所使用的面具制造機，采用的正是3D打印技術(shù)。

　　而在陶瓷行業(yè)，關(guān)于3D這一概念，聽到最多的就是3D噴墨，陶瓷噴墨打印技術(shù)與3D打印技術(shù)在原理上是一樣的，但是噴墨打印是一種表面裝飾技術(shù)，盡管其表面可以實現(xiàn)一定凹凸面的效果，其工作區(qū)域還停留在二維空間，就像有業(yè)內(nèi)人士看玩笑指出的：“陶瓷噴墨打印最多屬于2D半�！庇捎�3D打印是把材料按數(shù)據(jù)一層層疊加起來的，其實就是把二維變成了三維，就像一張張書頁組成了一本書。

　　這樣看來，陶瓷行業(yè)所謂的3D噴墨、4D瓷磚等，嚴(yán)格來講都是不成立的。3D打印與3D噴墨打印的差別除了維度上面的差異，另外一個重要的差異在生產(chǎn)流程方面，噴墨打印只是陶瓷生產(chǎn)過程的一個環(huán)節(jié)，而3D打印機只需要關(guān)于產(chǎn)品的數(shù)據(jù)以及材料，就可以獨立完成所有的制造過程，它是終極成型工具。

　　專家指出，3D打印技術(shù)的核心在于材料，只要材料都變成“墨水”，然后經(jīng)過高溫溶解，熔融，再經(jīng)過打印固化成型，原理上所有的產(chǎn)品都可以實現(xiàn)3D打印，對于一些特殊的耐高溫材料，像陶瓷，就可以通過加分散劑的形式使之形成懸浮劑，進而形成漿料和液體。都有可能實現(xiàn)。

　　廣東道氏標(biāo)準(zhǔn)制釉股份有限公司副總經(jīng)理張翼博士也告訴記者，用3D打印生產(chǎn)建筑陶瓷并非沒有可能，而是因為其產(chǎn)量低，無法實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，如果要實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，設(shè)備的體量就要很龐大，噴墨量也非常大，因而存在難度。

　　3D打印推動陶瓷行業(yè)進入深度個性化時代

　　之所以3D打印這個概念可以風(fēng)靡全球，一個很重要的因素在于它在很大程度上滿足了消費者的個性化需求，并且在一些領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了傳統(tǒng)制造業(yè)無法實現(xiàn)的東西。噴墨打印技術(shù)被引進陶瓷行業(yè)以后，也有不少業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，陶瓷行業(yè)的個性化時代已經(jīng)到來，但國內(nèi)陶瓷行業(yè)的個性化僅停留于陶企做出了更多在品種、花色及紋理上具有個性化的產(chǎn)品，給設(shè)計師和消費者提供了更多樣化的選擇。

　　但是消費者的需求層次在不斷提高，在多數(shù)陶瓷產(chǎn)品都可以滿足消費者基本需求的時候，裝飾功能的重要性就會凸顯出來。如果未來瓷磚的平面裝飾效果已經(jīng)無法滿足消費者的裝飾需求，而需要更具立體感甚至3D效果的瓷磚時，陶企就需要考慮借助3D打印的力量了。

　　如果3D打印目前看來進入建筑陶瓷領(lǐng)域時機尚未成熟，那么3D打印在可預(yù)見的將來，可以為陶瓷行業(yè)做些什么?高級工程師徐平告訴記者，3D打印對工業(yè)陶瓷、藝術(shù)陶瓷、模具制造、樣板定制將會產(chǎn)生深遠的影響。

　　在樣板定制方面，就回到陶瓷磚領(lǐng)域了，徐平指出，3D打印在陶瓷磚生產(chǎn)的實驗室有較大的應(yīng)用空間。比如客戶向企業(yè)提供了一塊石頭，要求作出一個樣板出來，而且對樣板的尺寸也有了特殊的要求，這時候3D打印就可以派上用場了，對著石頭掃描一下，然后按照客戶要求的尺寸進行調(diào)整，先用塑料打出一個樣品出來，之后用噴墨機打一個表層，這樣很快就可以給客戶送樣，而如果照傳統(tǒng)的做法，還需要壓機、雕刻，過程復(fù)雜而且成本很高。

　　徐平認(rèn)為，3D打印是立體打印，對于一些立體零部件比較復(fù)雜，常規(guī)方式不好做的產(chǎn)品，用3D打印來做，大尺寸的精度非常好;此外對于一些個性化非常強、小批量定制的產(chǎn)品，比如工業(yè)陶瓷或藝術(shù)陶瓷，也可以通過這種設(shè)備來生產(chǎn)，“雖然它的成本會很高，但是個性化需求本身能夠承擔(dān)起這些費用�！�

　　而在目前3D打印技術(shù)應(yīng)用也比較廣泛的模具制造領(lǐng)域，陶瓷行業(yè)同樣也會因此受益。衛(wèi)浴潔具多是立體的，徐平告訴記者，3D打印有可能會用于潔具的模具設(shè)計上，過去人工做一套模具可能要花費一個月的時間，現(xiàn)在設(shè)計師利用這一技術(shù)，一到兩天就可以把這套模具做出來。

　　3D打印相比傳統(tǒng)制造的最大一個優(yōu)勢在于它突破了結(jié)構(gòu)和空間的束縛，理論上只要人類能設(shè)計出來的形狀，通過3D打印機都可以實現(xiàn)，就像古人所說的，水無形而有萬形。國外有研究者做出了水運動瞬間的3D打印結(jié)構(gòu)，而極具藝術(shù)表現(xiàn)力的3D打印瓷器也已問世。

　　3D打印能否重塑制造業(yè)的未來

　　美國作家威廉·羅森在其著作《世界上最有力的創(chuàng)意》中說：“工業(yè)革命首先是一場發(fā)明革命，不僅新發(fā)明數(shù)量激增，而且發(fā)明過程本身也發(fā)生了根本性轉(zhuǎn)變�！睆倪@個角度來看，說3D打印成為引領(lǐng)第三次工業(yè)革命的力量并不為過。

　　也有專家指出，3D打印的火爆只是停留在資本市場和媒體層面，而真正在商業(yè)及工業(yè)領(lǐng)域只是處于平穩(wěn)發(fā)展階段。

　　不管3D打印的浪潮是暗流涌動還是席卷而來，對制造業(yè)的作用和影響都值得思考。前《連線》雜志主編、暢銷書《長尾理論》和《免費》的作者克里斯·安德森在其最新的一本著作———《創(chuàng)客》里，思考了3D打印對未來制造業(yè)的影響。

　　安德森提出了一個全新的詞匯———“創(chuàng)客”，他認(rèn)為，大規(guī)模生產(chǎn)的優(yōu)勢在于重復(fù)制造與標(biāo)準(zhǔn)化，而3D打印則有利于個性化與定制化。數(shù)字制造時代的一大勝利是我們可以在大規(guī)模生產(chǎn)與定制之間做出選擇。產(chǎn)品制造的數(shù)字化變革絕不僅僅是優(yōu)化現(xiàn)有的制造業(yè)，而且是將制造延伸至范圍更廣的生產(chǎn)人群當(dāng)中———既有現(xiàn)存的制造商又有正成為創(chuàng)業(yè)者的普通民眾，創(chuàng)客就來自這些普通民眾。

　　安德森指出，塑造未來制造業(yè)的力量就在于這些創(chuàng)客，而非像通用汽車那樣擁有百年歷史的制造企業(yè)。當(dāng)然，在美國已經(jīng)有越來越多的創(chuàng)客，也有數(shù)不清的“從宿舍到富翁”的傳奇故事，喬布斯就是創(chuàng)客的代表人物。但是在國內(nèi)，創(chuàng)客運動并未有多大的起色，一是因為國內(nèi)消費者的DIY意識尚未形成，二是制造業(yè)是一個產(chǎn)業(yè)鏈的東西，從開源設(shè)計到獲得投資，再到構(gòu)建營銷渠道，都尚未完善。

　　18世紀(jì)60年代，織工哈格里夫斯發(fā)明了珍妮紡紗機，標(biāo)志著英國工業(yè)革命的開始，3D打印技術(shù)使制造業(yè)在工廠生產(chǎn)車間變?yōu)槊總�家庭的桌面成為了可能，它是否會給21世紀(jì)的制造業(yè)帶來顛覆性的改變，目前來看，還有很長的一段路要走。

　　不過可以預(yù)見的是，3D打印既不會成為過眼云煙，也不會在短時間內(nèi)取代傳統(tǒng)制造業(yè)，但其革命性不容小覷。陶瓷行業(yè)作為傳統(tǒng)制造業(yè)，在數(shù)字化水平和商業(yè)模式探索上，距離制造業(yè)的前沿技術(shù)和思想都會存在一定的滯后性，但是如果能夠創(chuàng)新性地進行吸收利用，相信會對推動陶瓷行業(yè)的變革升級注入新的活力。