3D列印技術的優勢

規模經濟是支援現代工業經濟的無形力量，工廠與生產線的結合，是現代工業社會大規模生產的黃金時代。然而這樣的生產成本並不低，企業必須僱用技術精湛的技術人員和工程師，準確地將概念設計轉化為實際的物品，校準工廠的機器和監督裝配生產線。為了收回前期在設計和生產中的投資，企業必須出售大量的產品，這樣才能從最初的投資中獲益。因此，大規模生產犧牲了產品的多樣性。

然而3D列印的特點是小批次、定製化,降低了新產品推向市場的風險和成本。人們無需裝配線也不需要工廠，也不需要僱用熟練的設計師、工程師。克里斯·安德森在他的代表作《長尾理論》中將未來的製造模式描述為“由小型企業組成的超大規模網路的分佈系統”。透過具體分析，我們認為3D列印技術至少包含以下十個方面的優勢。

（1）設計空間無限

傳統制造技術和工匠製造的產品形狀有限，製造形狀的能力受制於所使用的工具。例如，傳統的木製車床只能製造圓形物品，軋機只能加工用銑刀組裝的部件，制模機僅能製造模鑄形狀。而3D印表機可以突破這些侷限，開闢巨大的設計空間，製造出傳統工藝難以加工甚至無法加工的產品。

（2）改善產品設計

原型是產品的初稿，它有助於設計師、工程師和製造商進行多重反覆的檢查，真切地體驗產品的外觀、手感。傳統的原型是利用泡沫或黏土進行手工製作，透過3D列印快速建立概念模型，設計者和客戶之間能夠更好的交流。在傳統的工業製造，如果一個設計概念在製成產品之後存在缺陷，企業需要承擔大量材料的浪費成本。而利用3D列印技術製作概念模型，能夠快速調整最初的設計並不斷改進。

3D列印的汽車元件產品原型

除了概念設計之外，3D列印還被用於建立功能性原型，因為3D列印技術製成的物品本身具有耐高溫、耐化學腐蝕等效能，透過對原型進行各種效能測試，以改進最終的產品設計引數，大大縮短了產品從設計到生產的時間。3D列印加快了設計程序，在產品的安全性和合理性設計、人體工程學設計、市場營銷和設計等方面不斷改善，從而實現在將產品全面投入生產前對其進行最佳化，創造出更好的產品。

利用功能性測試的3D列印膠帶座

（3）多樣化生產不會增加成本就傳統制造而言，物體形狀越複雜，製造成本越高。但對於3D印表機而言，製造形狀複雜的物品其成本並不會相應增長。另外，傳統的製造裝置功能較少，做出的物品形狀種類有限。一臺3D印表機可以列印不同的形狀，它可以像工匠一樣每次都做出不同形狀的物品。這種製造多樣化而不增加成本的列印將從根本上打破傳統的定價模式，並改變我們整個製造業成本構成的方式。

3D列印的鈦合金首飾

（4）產品無需組裝

3D列印具備一體成形的特點，這樣對減少勞動力和運輸方面的花費有顯著的幫助。傳統的大規模生產是建立在產業鏈和流水線基礎上的，在現代化工廠中，機器生產出相同的零部件，然後由工人進行組裝。產品組成部件越多，供應鏈和產品線都將拉得越長，組裝和運輸所需要耗費的時間和成本就越多。而3D列印一體化成形的特點，無需再次組裝，從而縮短供應鏈，節省在勞動力和運輸方面的花費。

美國通用（GE）製造的一體成型的發動機噴嘴，原本由20個部件組成

（5）縮短交付時間

3D列印因為可以根據人們的需求進行列印，這種即時生產將大大減少企業的庫存量，使得企業能夠根據使用者的需求來啟動3D印表機，製造出定製的產品來滿足客戶需求，所以新的商業模式將成為可能。如果人們所需的物品可以按需就近生產，那麼這種零庫存、零時間交付的生產方式還可以減少長途運輸的成本。

（6）製造技能門檻降低

傳統的製造機器需要熟練的專業人員進行機器調整和校準，培養一個嫻熟的工人往往需要幾年的時間。而3D印表機所需要的操作技能將比傳統裝置少很多，因此3D列印的出現將顯著降低生產技能的門檻。這種擺脫原來高門檻的非技能製造業，將進一步引匯出眾多新的商業模式，並能在遠端環境或極端情況下為人們提供列印服務。

（7）不佔空間，便攜製造

3D印表機可以自由移動，並製造出比自身體積還要龐大的物品。例如，注塑機只能製造比自身小很多的物品，而部分3D印表機能夠製造出比自己大很多的物品。另外，民用消費級3D列印裝置還可以自由移動，由於其較高的便攜性，出現了一批家用或桌面型的3D印表機，這些都是有賴於3D印表機所需更小物理空間這一優勢。

桌面級3D列印裝置

（8）節省原材料

傳統的金屬加工有著十分驚人的浪費量，一些精細化生產甚至會造成90%原材料的丟棄浪費。而3D印表機的浪費量將顯著減少，隨著列印材料的進步，3D列印“淨成形”製造將成為更加節約環保的加工方式。

利用鐳射近淨成型技術（LENS）製造飛機發動機葉片

（9）材料無限組合

傳統的製造機器在切割或模具成型過程中難以將多種原材料融合在一起，3D列印的原材料之間可以任意組合，製造出人們想要的效能結構。比如在尼龍-玻璃纖維或者尼龍-碳纖維複合材料能夠提高尼龍的機械效能，在鎳合金粉末里加入50%的鈦金屬可以顯著提高效能，現在已有科研人員在進行碳奈米管、石墨烯等複合新材料的研發。

世界首輛尼龍-玻纖複合材料的3D列印汽車

（10）精確的實體複製

傳統的磁帶只能透過實體物理傳遞來確保資訊不被丟失。而數字音樂檔案的出現使得資訊脫離了載體，可以被無限次複製而不降低音訊質量。3D列印技術也有望在整個製造領域把數字精度延伸到實體世界之中。3D掃描和3D列印技術將共同提高實體世界和數字世界之間形態轉換的解析度，縮小實體世界和數字世紀之間的距離。

3D掃描之後列印的人像

以上部分優勢有的已經得到證實，有的可能會在未來二三十年成為現實，並在不久的將來推廣應用的更多的市場。3D列印將一次次突破人們熟悉的、歷史悠久的傳統制造技術瓶頸，推陳出新，為人類以後的發展與創新提供一個更加廣闊的舞臺。

一，3D列印可以實現的造型是最多。相比鍛造、鑄造、CNC切割等傳統工藝。3D列印可以實現的造型最多。這樣就可以打破工藝的限制，最大限度實現設計師的創意設計。

二，3D列印的成本只和重量掛鉤，不和造型掛鉤。如果用傳統工藝，造型的變化對成本影響也蠻大的，會大大限制設計師的思路。3D列印沒有這方面的顧慮。

它的強大，與3d列印的原理有關。因為r它是一種增材製作技術，產品從無到有，所以更加靈活，更加沒有侷限性

2011年創業2B公司（美國德國）生長茂盛，融資多…GE去年20億美元收購3家（2家德國、1家挪威-創新都是歐洲，然後被精通市場的美華人收購）GE自己還投入15億美元研發

3D列印2B產業級市場規模兆億美元，如果GE此前製造飛機引擎零配件、能源交通裝置年度成本支出1000億美元，因3列印技術劇烈降低成本92%=節省920億美元，交付時間縮短90%=90天縮短至9天

據瞭解這種列印技術在很多領域可以大大縮減時間成本和金錢成本，其中就包括了對技術要求超高的太空行業。

洛克希德-馬丁對3D列印部件並不陌生，然而近期這家公司製造出了迄今為止最大的部件--一個用於蓋住衛星燃料箱的鈦金屬罩。金屬罩寬3.8英尺（1.2米）、厚4英寸（10釐米）。據瞭解，圓罩是燃料箱最複雜的部件，傳統制造技術的材料浪費率達到了80%以上。不過這種浪費可以透過3D列印技術減少，同時還能減少製造成本和時間。

洛克希德-馬丁太空執行副QuattroporteRick Ambrose表示，他們迄今打造的最大3D列印部件表明他們能在未來以現在速度的兩倍速度和現在成本的一半成本製造衛星。“我們正在努力取得更好的結果。比如我們將製造圓罩的時間縮短了87%，將總交付時間從兩年縮短到三個月。”

當然，這種利用3D列印技術製成的燃料箱需要經過一系列的測試以確保其能在真空環境下使用多年。

針對此問題，美小構從“3D列印概念、優勢、應用領域”三個方面講解。

3D列印概念

3D列印技術學名增材製造，屬於快速成形技術的一種，它是一種數字模型檔案為基礎，運用粉末狀金屬或塑膠等可粘合材料，透過逐層堆疊累積的方式來構造物體的技術，主要區別於傳統車鉗銑刨磨的減材製造。

透過概念可以得知，幾乎任何能夠建模，有三維資料的事物都可以被列印。

3D列印優勢

3D列印最顯而易見的優勢是小批次、個性化定製、可一體成型。

3D列印應用領域

小到“兒童玩具、手機外殼、動漫手辦”，大到“房屋、橋樑”，另外還有牙套、假肢、航空航天部件等，3D列印都有所涉及。小的桌面級，大的工業級裝置等，滿足不同需求。

根據荷蘭銀行和金融服務公司（ING）2017年釋出的報告，到2060年，50%的製成品可以透過3D列印完成，當然這個比例甚至有可能提早在2040年完成。

當海淘的產品可以透過電商購買、在自己家中製造出來；當進口的不再是實體貨物，而是一份設計或者編碼、一段資料，是不是一件極其令人激動的事情，期待3D列印未來更廣闊的發展和應用！

目前3D列印已經應用到醫療產業最多的是骨科方面已經代替傳統石膏：

復位精確，固定牢靠復位精確，固定牢靠，操作簡單，臨床禁忌少，促進骨折癒合，減少術後恢復時間, 減輕患者痛苦智慧化處理，即時列印成型大幅度降低醫護人員勞動強度和減少患者診治時間收費低，降低患者負擔較傳統外固定支具節約20%以上醫療費用，降低患者負擔，不佔耗佔比，符合現行 醫改政策個性化定製個性化定製，實現最佳恢復姿勢，精確掃描成型，與患處完美貼合，無死角高分子親膚材料實高分子親膚材料，患者體感舒適，堅固輕便，防水無刺激，降低護理難度，便於病人日常生活自理多孔設計，有效避開傷口多孔設計，透氣舒適，有效避開病人傷口，不影響換藥和傷口治療，提高癒合率；實現從骨折部位的三維掃描建模到模型處理、3D列印成型全過程 自動化處理，20-30分鐘即可完成患者處置（以普通關節部位約 120g計）；

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