簡析3D打印發展的技術、應用與標準
在3D打印領域，技術所呈現出的未來開啟了行業的發展，應用的前景穩定著發展，而標準的制定規范著發展。相輔相成，缺一不可。
技術開啟發展
一鍵按下去后，一個個復雜的數字模型，逐漸的變為一個個三維物體。單是看著這個過程本身就是一種享受，而其中蘊含的潛力更是可以無限遐想，靖哥當年就是因為這個入行的。
3D打印能夠火起來，憑借的就是技術。
雖然大多數人并不真正知道買個打印機做什么，但是伴隨著專利過期帶來的成本下降，短短幾個月內，3D打印火遍南北半球，婦孺皆知，談必3D打印，否則你就落伍了。成百上千的生廠商在世界各地成立，并紛紛擠入市場。
然而，只是靠話題是不足以長期保持興奮的，不時還需要再來點刺激，比如說在成本、速度、精度等方面有重大突破的新技術，比如：
Carbon（原名Carbon3D），以號稱百倍于競爭技術的速度，和近乎連續過度的層厚精度而被大眾所熟知。由紅杉、Google等企業投資1.4億美金。Carbon至今已經發布了兩款設備，M1和M2，其成形速度和精度確實有很大的提高，當然價格也很前衛。
圖1 Carbon3D技術示意圖
這兩天剛發布新產品的Desktop Metal，也是被谷歌、寶馬等明星企業投資，融資總額接近于1億美金。宣傳中號稱打印速度百倍于競爭技術，而成本也碾壓對方。
這次共發布了兩款設備，其中一款Studio是面向個人或者小企業用戶，基本原理是將金屬粉末與聚合物預成型的絲材加熱，聚合物熔化并將混合物擠出，基本上是FDM的一個高配版。
圖2 Studio打印示意圖（Desktop Metal）
第二款設備是面向生產企業用戶，基本原理是將金屬粉末鋪設在平臺上，而后打印粘結劑，高溫熔化粘結劑形成坯件，最后在燒結爐中燒結得到所需材，原型在一定程度上屬于粘結劑噴射成形技術，延續了MIT的原有技術。
圖3 Production系列成形過程示意（Desktop Metal）
（采用改版的粘結劑燒結技術成形金屬，有其利弊。對比于EBM與DMLS技術，的確具有速度、成本上的優勢，但是對比于高真空成形環境下金屬器件的質量（強度、致密度），卻并不能同日而語。
而在沒有同樣評價標準的前提下，談速度、談成本都是不公平的。所以，我們要談標準）
當然，技術本身沒有優劣，有的只是是否找到了最合適的另一半——應用市場。
應用穩定發展
驅動一個公司的發展，可以是技術，也可以是市場。有了技術，未必就有市場；但是滿足了市場的技術，一定能夠大展拳腳。
近幾個月來3D打印領域出的新聞，已經逐漸轉移到了3D打印技術的應用。無論是作為飛機的心臟的發動機的燃油噴嘴（GE Leap 發動機），還是高溫高負載的燃氣輪機葉片，還是各種為患者量身定制的醫療領域，抑或是文娛領域紐約時代廣場上的微縮王國Gulliver's Gate，一個集聚了100多個國家的各個地標的場所。我們的注意力都被吸引到了最后的應用領域。
圖4 Gulliver’s Gate 街景
3D打印是人類發明的非常了不起的一個工具，它可以讓計算機上的數字模型，以三維實體的形式真實的展現在我們面前。可以給不會、不愿意使用傳統工具的人多一個選項。
只有找到合適的應用場所，工具才稱得上是工具。
時刻銘記著3D打印的優勢在于提供個性化、小批量、高復雜度產品的訂制，就不會偏離3D打印的市場太遠。
就如Carbon一直寄希望于工業領域可以大量的購入其服務；但工業領域卻是依賴于傳統批量制造帶來的規模效應。而當前，Carbon與Adidas共同合作，采用3D打印訂制鞋子不失為一種正確方向的探索。
圖5 Carbon為Adidas打印的鞋子
很多企業在彈盡糧絕之后，終究明白，市場應用才是正道，剛性需求才是王道。
標準保障發展
商鞅變法，統一度量衡，故而大秦一統天下。
3D打印，發展已過三載，縱然經歷了近幾年技術帶來的市場喧囂，但終究還是回歸了理性，回到以市場需求為出發點。然而應用的發展，離不開技術的規范；而技術的規范，離不開標準的制定。
當今的3D打印市場上，可以說是有多少家設備生產商，就有多少種標準。
標準制定對于行業發展的推進作用是毋庸置疑的，噪音減少了有效的信息就會更多的顯現出來，從而更加有利于企業針對性的解決問題。
近日， ASTM F42標準委員會又提出了15項規范3D打印發展的行業標準，分別是：
1、金屬粉床熔融成形中粉末生產技術參數指南Guide for Creating Feedstock Specifications for Metal Powder Bed Fusion
2、（3D打印）加工周期參數存儲指南Guide for Storage of Build Cycle Technical Data
3、金屬粉床熔融成形加工件的后續熱處理技術參數Specification for Post Thermal Processing of Metal Powder Bed Fusion Parts
4、金屬粉床成形中使用的氣體及制氮機技術參數指南Guide for Specifying Gases and Nitrogen Generators Used with Metal Powder Bed
5、粉床熔融成形中金屬粉末的裝填與存儲指南Guide for Receiving and Storing of Metal Powders Used in Powder Bed Fusion
6、金屬粉床熔融成形工藝中粉末回收的實踐標準Practice for Metal Powder Reuse in the Powder Bed Fusion Process
7、金屬粉床熔融成形設備的清潔指南Guide for Cleaning Metal Powder Bed Fusion Machines
8、粉床熔融成形中金屬粉末的廢棄處理指南Guide for Disposal of Metal Powders Used for Powder Bed Fusion
9、金屬粉床熔融成形設備的安裝確認（IQ），運行確認（OQ）和性能確認指南（PQ）Guide for IQ, OQ and PQ of Metal PBF Machines
10、金屬粉床熔融成形工藝的數據流控制實踐標準Practice for Digital Data Workflow Control for the Metal Powder Bed Fusion Process
11、金屬粉床熔融成形零件的加工計劃指南Guide to Establish Manufacturing Plan for Metal Powder Bed Fusion Production Parts
12、通過金相分析確定金屬粉床熔融成形中樣品與零件的孔隙指南Guide for Metallographic Evaluation of Metal Powder Bed Fusion Test Specimens and Parts to determine porosity
13、金屬粉床熔融成形零件制造過程操作人員培訓項目創建指南Guide for Establishing a Personnel Training Program for Metal Powder Bed Fusion Part Production
14、金屬粉床熔融成形設備制定維修以及維修指南Guide for Creating Maintenance Schedules and Maintaining Metal Powder Bed Fusion Machines
15、金屬粉床熔融成形設備及其附屬系統的校準指南Guide for Calibrating Metal PBF Machines and Subsystems
這些標準的制定，在不針對具體任何一種成形工藝的前提下，規定了成形工藝中操作人員的培訓流程、粉末材料的準備/回收/處理，以及樣品的后處理和質量檢驗。這些規定并沒有真正觸及到3D打印工藝的核心，但是已經可以為設備、工藝的研發提供很好地質量保障。個人與企業，參與、了解標準的制定，對于企業、個人、行業的發展都是有積極的推動作用。
總計
標準、應用與技術，這三者在發展中改變，改變中發展著。
(責任編輯：admin)
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