本文最后更新于2021年02月20日;如遇问题,请留言及时通知站长。

【作者简介】

胡迪·利普森

康奈尔大学机械工程与计算机科学技术教授,他还是一家创造机器实验室的负责人,专注于自动化设计和机器制造。他出版过200多本读物,发表过100多场演讲。他在3D打印领域的研究成果,发表在了《自然》、《科学》、《纽约时报》、《发现》等多家杂志和其他媒体上。

梅尔芭·库曼

在微软和康奈尔大学有着15年的产品和研发经历,她还是一家创新公司的总裁。

【编辑推荐】
揭开3D打印神秘面纱:让传统制造瞬间过时,规模经济的铁律从此被打破,跨越虚拟世界与实体世界的鸿沟,一场产品制造和设计的革命即将开始,它将颠覆我们的物理世界。
美国总统奥巴马:3D打印将给几乎所有产品的制造方式带来革命性变化,一场产品制造的革命、设计的革命、材料的革命、生物的革命、知识产权的革命即将由3D打印引爆。

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云制造
多材料3D打印
3D打印的十大优势

  • 优势1:制造复杂物品不增加成本。
  • 优势2:产品多样化不增加成本。
  • 优势3:无须组装。
  • 优势4:零时间交付。
  • 优势5:设计空间无限。
  • 优势6:零技能制造。
  • 优势7:不占空间,便携制造。
  • 优势8:减少废弃副产品。
  • 优势9:材料无限组合。
  • 优势10:精确的实体复制。
    新的设计理念被迫在产品质量和制造成本之间进行权衡。

3D打印兼具大规模生产和手工生产的特征:更快、更好、更便宜。
特里·沃勒斯(Terry Wohlers),3D打印行业圣经《Wohlers Report》

《Wohlers Report》是一个相对权威的全球3D打印行业报告,每年3月份左右都会出一版,成为国内外3D打印从业人士参阅的宝典。

3D系统公司: https://www.3dsystems.com/

3D 打印机购买指南:https://cn.3dsystems.com/3d-printer-buyers-guide

MakerBot公司: https://www.makerbot.com/

精简 3D 打印 MAKERBOT 3D 打印软件:https://www.makerbot.com/zh-hans/3d-printers/app/
数百节免费的 3D 打印课程:https://www.thingiverse.com/education

3D打印的赚钱之道

云制造:具有各种制造资源和能力,可以智能检测并联结更广泛的互联网,具备自动管理和控制能力。
区域化规模经济,小范围供应链完整性趋势
创客运动、创客工厂
爱上制作:美国奥莱利(O'Reilly)出版的《Make》简体中文版系列丛书之一。本书包括各种日常生活中的创意手工制作项目,内容涉及电子、机械、工具、户外、家庭、音乐等方面。
《体验经济》:产品的价值某种程度上遵循产品给消费者提供的连续的体验度。
3D打印兼职:从零起点到规模化生产
《精益创业》(The Lean Startup):创业公司应进行一系列稳定的小规模的精益尝试。
性和娱乐:哪里需求强烈,哪里就有利可图。

3D打印机工作原理

增材制造:3D打印机通过将原材料沉积或黏合为材料层以构成三维实体的打印方法。按照计算机的指示将原材料按层堆积以形成三维物体。
FDM熔融成型:打印机通过打印头挤出某种软质材料。打印头将液态光敏聚合物喷射为很薄的层,再通过UV(紫外线)光将其固化。
LENS激光工程化净成形:将材料粉末吹入精心引导的高功率激光束,遇到激光焦点的粉末会立即融化并融合到增长部分的表面。
LOM分层实体制造:不使用打印头生成层,将材料薄片层压成一个单独的三维实体。
SL立体光刻、LS激光烧结
STL标准镶嵌语言文件格式:一个防水的STL文件的表面网格可以精确而完整地覆盖和捕捉到设计表面的曲线和内部镂空。

设计软件

设计软件必须能够无缝地捕捉模拟物理世界的连续性和几何性本质,并将其缩减为离散的二进制单位。
实体建模、曲面建模
AMF增材制造格式:基于XML(可扩展标记语言),保留了STL格式的曲面网状结构,增加了反映设计软件和3D打印机的功能。
数字化捕捉:快速地把现实带到计算机中。

生物打印

通过多种细胞和生物材料3D打印功能器官、打印活体组织
无生命的假肢、牙冠、牙齿矫正器、助听器
3D打印干细胞:bionic仿生(bios、electronic)、生成活性组织。干细胞具有非专属性,可以分化为人体中已发现的约210种细胞类型中的一种。
干细胞、生物墨bioink particles与生物纸biopaper:共同实现某些特殊功能的相似特性化细胞的聚集
打印活性软骨:软骨在被植入前必须在实验室内进行机械应力的实验。
犹他大学SCI研究所(科学计算与成像研究所)研究目标是融合医学成像、可视化、科学计算和大数据研究等领域,创始人克里斯·约翰逊。
在人体内直接打印活性组织和新器官将是医学界的一个根本性突破。

3D打印时代的数字厨房

要打印食品需满足以下几个条件:首先是正确使用机械力,其次是精心设计数字食谱,最后是调整合适的食材进料顺序。食材必须软,可以从打印头流出;食材也要硬,可以维持打印后的形状。还要考虑各种食材的固有特性、不同耐热性和多样烹饪方式等影响因素。

教室里的工厂:3D打印颠覆传统教育方式

如果你能抓住学生的想象力,你就能抓住他们的注意力。
Fab@school(学校工厂)试点项目
STEM:《STEM 2026》报告中提到,未来可能颠覆 STEM 课堂的六类技术:①在线协作工具 ②在线混合的教育环境 ③沉浸式媒体 ④仿真游戏 ⑤智能导师系统 ⑥增强与虚拟现实
中国STEM教育协作联盟 : http://www.astem.com.cn/
科学同盟网:http://www.sciencebeijing.com/
学习方式:一种观念,即不同的个体对什么指令或学习模式对他们来说是最有效的有不同的意见。典型的学习方式评价是询问人们更喜欢什么样的信息表现形式。

美好的世界:3D打印时代的审美标准

一个好的设计师必须确保其设计理念实际上是可以在工厂里生产制作的。
利于数据和算法的结合,设计师们可以创造出多种二维和三维的形状和图案。
生成设计最有效的应用之一就是将计算机算法应用于某一特定问题,从而找到最佳解决方案。时装设计、打印鞋
设计就是从自然的混沌中进行创作的过程,将人类理性的标记印刻到原材料上。

打印武器、毒品和假冒伪劣产品
开源硬件
Mineways: http://www.realtimerendering.com/erich/minecraft/public/mineways/index.html