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3D列印你的夢想

2013/06/01 格內麥爾(Larry Greenemeier)
3D列印即將顛覆傳統製造業!

這隻機器人義肢來自美國橡樹嶺國家實驗室,看起來像是中古時代的東西──上頭覆蓋了鎖子甲,它似乎更適合揮動大刀,而不是端咖啡。為了讓這隻手耐用、輕巧,裡面的骨骼和篩眼般的薄皮膚都是由鈦製成。能讓手指動作的強力微型液壓系統,依靠的是整合進義肢結構裡的管線網絡──不需鑽孔、軟管或是連接器。


不過這隻機器人手臂的特別之處,不在於它的能耐,而是它的製作方法及代表的意義。研究人員先在電腦上構思,然後把幾十個列印出來的零件組裝起來,這些零件來自「積層製造」,現在更流行的說法是「3D列印」。橡樹嶺國家實驗室的這件作品讓我們一窺製造業的未來──以前不可能的設計,現在不但能接受訂製,而且只要幾小時就能列印完成。


橡樹嶺能源材料計畫主持人布魯(Craig Blue)說:「眼前這是非常、非常複雜的設計,內有液壓管路,能以每平方公分超過20公斤的力量運作。網眼是為了讓構造更輕盈,只在需要之處添加材料。要製作這隻機器人手臂,現在只有積層製造這項技術辦得到。」


3D列印已經發展到一個階段,能製造出的複雜機械是其他方式所不可企及,大型製造商例如波音或是奇異,已經開始將這項技術應用到先進產品線。傳統製造方式是從一大塊的材料雕琢出可用的部份,相較之下,積層製造則是一層一層製造出物件。這個想法上的改變可能會影響到製造業的每個層面──從原型設計到大量製造的產品。


不過3D列印仍然面對艱難的技術挑戰。和傳統的減法製造方式相比,積層製造的速度比較慢,材料的精準度與完成度也不一致。另外,3D列印要利用好幾種材料製造物件還是有困難,而且也還無法在不燒毀電路的情況下,把電子零件整合進去。


研究人員正在努力克服這些局限──不過沒有人會懷疑,對於客製化、少量製造的應用來說,積層製造具有驚人的力量。隨著技術擴展到大眾市場,3D列印可能即將全面開啟製造業革命。


精準的加法製造
3D列印的起源可回溯到1980年代晚期,一些新創公司和學院(其中最有名的是美國德州大學奧斯丁分校)發明了一些機器,能在幾分鐘內依照數位設計製作出三維模型。那些系統和類似機型一開始要價約17萬5000美元,因為能幫助發明家和工程師以快速且比較便宜的方式製造出原型,所以在過去幾十年來一直頗負盛名。



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