3D打印 如何让设计制造更环保
作者&投稿：呼阮 （若有异议请与网页底部的电邮联系）
用3D打印技术发明的不用充气轮胎，永远不会爆胎！材料更加环保
3D打印为制造业带来改进现代制造工序的变革。
大规模生产是3D打印面临的最大挑战，但是随着大尺寸高效率的打印机出现，很多行业的传统制造工序将彻底被改写。
据了解，2014年全球3D打印机销量大约达到了158，000台，预计到2018年，这个数字将涨到845，000。这也代表着收益将从16亿美元上涨到48亿美元，其中49%来自北美，未来不管在家用还是商业应用上，3D打印机都将变得非常普遍。
3D打印对制造业产生的具体影响如下：
1、备用零件：3D打印的优势之一就是可以轻松实现定制化，这一点对于既有产品的替换零件来说是极有价值的。从军用打印产品，比如卡车和坦克部件，到商用机器上的小部件，3D打印制造大批量零部件的能力潜力无限。
2、医疗保健：这可能是所有3D打印应用中最具有发展潜力的一个领域了。我们已经看过太多3D打印对医疗产生积极影响的例子，比如3D打印假肢、手术模型、甚至血管组织。
3、零售业：现代消费者对于定制产品的需求很大，很多专业人士认为，在接下来几年，3D打印将会挑战传统大规模制造模式。虽然当代制造模式通常要求大批量，标准化，但是同样有很多私人订制，小批量产品的新型制造商蓄势待发。
4、食品：不要只着眼于现在，3D打印食品是完全有可能的。虽然这是一项听起来很奇怪的应用，并且要经过长年累月的消费者教育以及不断的科技完善才能得以实现，但是这项应用却表明了3D打印改变力量的强大。
5、环境：如今3D打印已经对环保产生了有利影响，今后这份影响将继续扩大和加深。传统制造业污染性强而且存在大量资源浪费现象，3D打印则意味着更少的材料浪费，更少的运输成本，更少的库存产品。
首份“国家计划”，令国内3D打印行业欢欣鼓舞，同样“笑”了的还有环保行业。日前，TCT亚洲峰会首次在上海举行，会上所展出的3D打印技术，也预示着这项高新技术与环保产业的融合愈加密切。
国家计划对标国际水平
《推进计划》要求，在产业化方面，3D打印产业销售收入要实现年均增速30%以上的快速增长，形成两三家具有较强国际竞争力的3D打印企业。在行业应用上，3D打印要成为航空航天等高端装备制造及修复领域的重要技术手段，初步成为产品研发设计、创新创意及个性化产品的实现手段，以及新药研发、临床诊断与治疗的工具，在全国形成一批应用示范中心或基地。
在世界3D打印技术产业联盟秘书长罗军看来：“该《推进计划》对3D打印行业最主要的影响是增加了大家的信心，之前3D打印都是民间自发推动，现在上升到了政府层面，表达了政府高层及产业主管部门对3D打印行业的认可和重视。”
一直以来，3D打印材料被视为产业瓶颈之一。为此，《推进计划》鼓励优势材料生产企业从事3D打印专用材料研发和生产，针对航空航天、汽车、文化创意、生物医疗等领域的重大需求，突破一批3D打印专用材料。到2016年，基本实现钛合金、高强钢、部分耐高温高强度工程塑料等专用材料的自主生产，满足产业发展和应用的需求。
罗军表示，在材料领域，将有更多企业介入，材料种类将显著增加，成本在未来三五年可能大幅下降。
同时，《推进计划》提出将大力推进应用示范，包括着重解决金属材料3D打印在航空航天领域应用问题，在具备条件的情况下，在国防军工其他领域予以扩展； 以及完善个性化3D打印医疗器械在产品分类、临床验证、产品注册、市场准入等方面的政策法规。
对行业企业而言，这份国家计划期盼已久。“这份政策层面的指导性文件，超出我们的预期，足以看到了国家对3D行业的重视。虽然具体怎么落实，如何推进等细节问题还看不出，但有一点很明显：3D行业在未来制造行业具有不可取代的作用。”国际3D打印巨头 Stratasys 大中华区总经理汪祥艮先生表示，在制造领域的价值未来潜力很明确，尤其提到航空航天、军工、汽车制造、医疗等领域，符合行业应用的未来趋势。
3D打印减少碳排放
传统制造业往往是污染和浪费的代名词，而3D打印则能有效地减少制作过程中所产生的垃圾和二氧化碳，从而给环境带来积极的影响。
3D打印，如何让制造领域更加环保？美国密歇根教授约书亚·皮尔斯日前发布的一份报告称，3D打印直接应用于制造领域不仅便宜，也更环保。他发现，一个基本的3D打印机制作的项目比用传统工艺生产要减少41％-64％的能量，同时还可以节省原材料的使用，比如有些模具用传统工艺生产通常是实心的，而3D打印可以制造出部分甚至完全中空的模具。
“这种生产方式使用的材料几乎没有浪费，既节省成本，又带来环境效益；还能够实现产品生产本土化，减少运输需求，客户只需为‘制图’付费，并在当地打印出需要的产品，这样便减少了长途运输需求及温室气体排放。”在TMT展览会上，Stratasys展台前的技术人员向观众演示说。
记者看到，Stratasys的工作人员演示将计算机上的三维图像数据发送至3D打印机：把计算机里的三维图像直接“打印”制作成实物，这就是3D打印机的功能。它与普通打印机工作原理基本相同，打印机内装有液体或粉末等“打印材料”，与电脑连接后，通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。整个生产制作过程有点像搭积木：材料逐层添加，直至最终成型。
据介绍，Stratasys现在生产的3D打印机主要应用于设计研发与快速制造。“很长一段时间内，3D打印机主要应用于设计研发，但随着技术的成熟、成本的降低，越来越多的领域开始应用3D打印技术直接进行终端产品的制造。”目前，Stratasys 为各行各业提供3D 打印解决方案、优化传统制造流程，客户包括航空航天、汽车、医疗与牙科，到教育、日用消费品与消费类电子等领域。此次展会上，Stratasys展出了其全系列3D打印机产品——灵感系列、创造系列、制造系列和牙科系列，以及业内最广泛的3D 打印材料。
能否引领建筑环保风
当3D打印迎来大发展，废旧行业也已蓄势待发。
2014年4月，上海盈创装饰公司，在位于上海的张江高新青浦园区内打印了10幢一至两层的毛坯新房。整个打印过程，只需要一张图纸、一台电脑、就地取材制造的足够“油墨”，就可以在24小时内打印出10幢200平方米建筑。
时隔不到一年，上海盈创装饰公司的这项技术更加成熟，并且有了新的作品。近期，在江苏省一个工业园区内展出一幢五层高楼，这是该公司使用3D打印机建造出的世界首套3D 打印别墅，也是迄今为止最高的3D打印楼房。打印出这些楼房的打印机高21英尺(约6.4米)，宽32英尺(约9.8米)，长500英尺(约152.4米)。
值得关注的是，打印耗材主要是可回收建筑垃圾、玻璃、钢筋以及水泥等。“3D打印房屋的优势，首先就是成本大幅降低。”盈创装饰董事长马义介绍称，目前打印一套房子成本要10万英镑(近100万元人民币)，虽然不菲，但比同样的普通建造的房子便宜了很多。
另外在环保方面，建筑行业普遍存在碳排放量过高的情况，但是使用3D打印技术，废料、垃圾等都可以循环再利用。另外，3D打印建筑还减少了建筑工人接触有害材料的危险。
业内认为，3D打印建筑的环保意义不小，因为过程中不产生任何扬尘和建筑垃圾，可节约建筑材料30%至60%，工期缩短50%至70%，建筑成本可至少节省50%以上，还可以将城市所有建筑垃圾经过处理回收到建筑中去，使建筑更加环保、节能、耐久。
“未来这项新的3D打印建筑技术还将继续优化，朝着更干净、更简单、噪音更小的方向发展。”马义表示。
废旧塑料攀上高新技术
当下，塑料是最普及的打印材料，随着3D 打印高新技术的普及，废旧塑料迎来新的发展空间。
“相较于其他原料来说，塑料的各项参数较为符合三维打印技术，同时塑料的可塑性较高，比其他类型的原料更容易操作，所以现在很多采用3D打印的模型都是用的这种原料。”罗军分析认为，就目前情况来说，3D打印技术如果采取专业生产的塑料，可能将会耗费较多费用。而来自世界各国的专家研究发现，将废旧塑料重新利用也可以达到同样的打印效果。
攀上现代化的3D打印技术，废塑料有望在高新技术行业发挥巨大作用。废旧塑料成为打印材料，不仅为我国印刷行业提供了新的材料，还避免了原来处理塑料的金钱。对于那些生产型企业来说，也能从废旧塑料获取一些额外的利润，可谓一举多得。
由于3D印刷基本都是按需取材，使用的材料主要有塑料长丝、金属粉末或碳纤维等，甚至还有一些采用熔融沉积造型技术的打印机可利用可降解塑料来进行生产，因此大大减少了材料浪费。除此之外，3D印刷技术可以让人们更方便地生产出替代零件，从而延长整个产品的使用寿命，避免其在出现零件故障的时候就被扔掉。
“以前很多产品都需要跨越千山万水才能到达最终目的地。而有了3D印刷技术之后，这些产品的生产和装备工作都可以在当地完成。人们只需要运输原材料就可以了，而且这些原材料所占的空间要远远小于成品。”罗军指出。
但也有研究表明，3D打印机本身也存在着一些不够环保的因素。比如一台3D打印机，通常会浪费40%-45%的墨水。如果打印机用完后没有及时关闭，也会耗掉比平时更多的电。随着3D打印机的普及，打印机制造商也应该想办法如何解决这些问题。
有专家认为，3D打印环保便捷、利国利民，国家出台《推进计划》预示着3D产业将迎来高速发展，但行业内的实施细则还需研究，同时还需要加强人才培养和引进，加大资源利用的研究力度，让更多的原材料加入进来，变废为宝，实现再生资源的循环利用
2 经典名句2.1 诗中水
卢胞牛黄： 1、这种技术的特点在于其几乎可以造出任何形状的物品. 2、传统的制造技术如注塑法可以以较低的成本大量制造聚合物产品,而三维打印技术则可以以更快,更有弹性以及更低成本的办法生产数量相对较少的产品.一个桌面尺寸的三维打印...
修武县15062502717： 纵维立方:3D打印与环保有什么关系? - ？
卢胞牛黄： 首先,从轻量化角度出发,假如使用纵维立方光固化photon mono打印零件,3D打印的增材制造特点可以优化几何形状并创造轻质部件,从而减少制造过程中的材料消耗和使用中的能量消耗.这种方法有助于最大限度地减少生产中的过度浪费....
修武县15062502717： 3D打印机有哪些优势体现? ？
卢胞牛黄： 3D打印机优势:环保且成本低.3D打印不仅为一种全新的建筑方式,更是一种颠覆传统的建筑模式.它更加坚固耐用、保护环境、高效、节能,不仅解放人力,还能大大降低建造成本.3D打印最大亮点就是把建筑垃圾再利用,同时让新建建筑不会产出新的建筑垃圾.与传统建筑行业相比,3D打印的建筑不但建材质量可靠,还可节约建筑材料30%-60%、缩短工期50%-70%、减少人工50%-80%,打印至少能使建筑成本降低50%以上,让更多人住得起房子.
修武县15062502717： 3D打印机有哪些优势,又该如何操作? - ？
卢胞牛黄： 来自各个行业、具有不同背景和专业技术水平的人用类似的方式描述,3D打印帮助他们减少主要成本、时间和复杂性障碍.e799bee5baa6e997aee7ad94e58685e5aeb931333361313836十大优势:优势1:制造复杂物品不增加成本.就传统...
修武县15062502717： 3d打印是什么东西 ？
卢胞牛黄： 3D打印是一种快速成型技术,它可以以三维模型的形式制造出实物.3D打印最初由美国杜邦公司在1980年开发,它是一种精确、快速、节约成本的制造技术.它可以制造...
修武县15062502717： weedo 3d打印怎么样? - ？
卢胞牛黄： 3D打印技术又称三维打印技术,是指通过可以“打印”出真实物体的3D打印机,采用分层加工、迭加成形的方式逐层增加材料来生成3D实体.3D打印技术最突出的优点是无需机械加工或模具,就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的物...
修武县15062502717： 3d打印,可以在哪些领域有应用呢? - ？
卢胞牛黄： 以色列的Objet公司认为,3D打印机需求量较大的行业包括政府、航天和国防、医疗设备、高科技、教育业以及制造业. 医疗行业.一位83岁的老人由于患有慢性的骨头感染,因此换上了由...
修武县15062502717： 3d打印技术可以创造哪些职业 - ？
卢胞牛黄： 1 、基于3D打印工艺特点的设计优化工程师2 、3D打印前处理工程师3、 3D打印工艺研发工程师4 、3D打印后处理工程师5、3D打印市场销售人员(设备、产品等)
修武县15062502717： 3D打印技术对于制造业有什么意义? - ？
卢胞牛黄： 3D打印技术对于制造业的战略意义 第一,3D打印是提升我国创新能力,实现从中国制造走向中国创造的重要途径; 第二,3D打印将极大地降低产品研发创新成本,缩短创新研发周期,并且能够简化制作提高产品质量与性能.过去一些需要...
修武县15062502717： 3D打印技术 - ？
卢胞牛黄： 3D打印技术(英语:3D printing),即快速成形技术的一种,它是一种数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术.过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型,现正逐渐用于...
