如果你擁有一輛相對較新的車,即使丟失了發(fā)動機的某個零件,盡管會不方便,但并不會給你造成很大的困擾。最壞的情況是,你的車可能要“拋錨”幾天,直到修理師傅找到了替換的零件。但是,如果你駕駛的是一輛古老一點的古董車,要是損壞了零件則可能是災(zāi)難性的。萬一這個零件是沒法替代的,你的愛車很可能就無法開動了。
但是想一想,有一個系統(tǒng)可以以高分辨率掃描你車中損壞的部分,然后按照原來的模樣從頭開始重新制造,一點點精心復(fù)制到最精致的樣子,而所有這些都在你的車庫里完成。這一切不會像聽起來那么難以實現(xiàn)。
三維打印機和掃描儀已經(jīng)開始把工廠帶到你家里來了。想象一下:深夜里,你終于完成了一個明天一早就要演示的很重要的報告。你按下“打印”鍵,除了一陣晦氣的沉悶噪音外沒有任何反應(yīng)。一看原來是打印機里面一塊很重要的小塑料折斷了,這真是太不巧了。修理店和印裝店都關(guān)門了,在演示文稿之前你將沒有足夠的時間來打印報告了。
你所需要的是一個RepRap—一種能快速復(fù)制原形的打印機。這是一種3D立體打印機,可以從一臺計算機模型上“翻版”對象。 RepRap的工作原理是通過一層一層的塑料來勾勒出一個物體,直到創(chuàng)造出一個三維對象。
到目前為止,約有100名來自世界各地的人把RepRap作為一個開源項目在開發(fā),它能創(chuàng)造的東西包括從衣帽鉤到孩子的涼鞋等各種東西,還有其他RepRaps的更換部件。有了這種裝置在手,你足不出戶就可以簡單地重新制作破損的部分。雖然到目前為止,RepRap僅限于生產(chǎn)塑料零件,但它已經(jīng)成為本地化生產(chǎn)運動的先驅(qū)。今后,消費者可以使用它來做玩具,家里一些設(shè)備的可更換小部件,甚至在網(wǎng)上訂購的整個新項目。更神奇的是,作為開源項目,RepRap可以用其代碼進行自我復(fù)制。
家庭3D印刷業(yè)可能正在起步階段,但已經(jīng)有公司開始使用Objet等商用3D打印機進行快速成型和一次性制造了。Objet采用的是噴墨打印技術(shù)而非油墨印刷,這項印刷技術(shù)可以印刷一層一毫米厚的小部分聚合物,然后用紫外線來固化。之后拿下印刷托盤,再印刷另外一層。一層一層覆蓋上去,便出現(xiàn)了一個堅實的對象。它可能是一個人造的髖關(guān)節(jié)的原型,也可能是最新的神秘博士玩具或是一個比例精準(zhǔn)的辦公樓模型。
廣泛說來,彈性化生產(chǎn)所采用的新技術(shù)允許同一家工廠生產(chǎn)不同的小批量產(chǎn)品,這樣做的想法是,一家工廠可以滿足當(dāng)?shù)厥袌鰧Ω鞣N產(chǎn)品的需求,本地市場無須再從世界各地的專業(yè)市場進口每一種所需的產(chǎn)品。正如我們可以從自然世界中獲取信息,然后把它放入數(shù)字世界中去一樣,現(xiàn)在我們能夠從數(shù)字世界中獲取三維物體并在現(xiàn)實中實現(xiàn)它們。
德國弗勞恩霍夫激光技術(shù)研究所已經(jīng)開創(chuàng)了一個名為“選擇性激光熔化”的流程,這使得金屬和陶瓷機械部件能夠從一個計算機模型中直接產(chǎn)出。這個流程始于存放在一個處理室內(nèi)薄層上的粉末。根據(jù)計算機模型,粉末被激光束熔化形成部件的第一層。然后,一層新的粉末沉積下來,被熔化并融合到它下面的一層,一遍遍重復(fù)直到全部完成。
這個過程的優(yōu)點不僅在于它可以按照需求批量生產(chǎn)產(chǎn)品部件,而且它可以使產(chǎn)品無限復(fù)雜,因為每一部分都是在各個層上建立起來的。弗勞恩霍夫研究所把這種生產(chǎn)的復(fù)雜性視為一種在生產(chǎn)過程中增加更多價值的方法,從而在世界舞臺上與制造強國競爭。
產(chǎn)品可以根據(jù)精確的規(guī)格進行定制,也可以在本地生產(chǎn),這樣有很多優(yōu)勢。公司可以外包它們的生產(chǎn)設(shè)備給當(dāng)?shù)氐亩嘤猛竟S,來縮短產(chǎn)品的交貨時間并控制不必要的庫存和運輸成本。
這些靈活的工廠和3D打印機的最大優(yōu)勢是,它們能夠?qū)崿F(xiàn)快速的本地化生產(chǎn),而此前則需要幾個星期或幾個月來生產(chǎn),甚至可能需要在世界另一端的一家專門制造商的服務(wù)。在新的情況下,本地化生產(chǎn)節(jié)省了時間和金錢。但是本地化思考還有第三個優(yōu)勢,那就是減少了浪費。