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3D打印机与创客文化

热度23已有 1781 次阅读2013-2-25 10:49|

　　一、前言

　　在美国拉斯维加斯举行的年度国际消费电子展(CES)可谓是把脉科技产业发展趋势的重要盛会，而2013年的CES展会是有史以来规模最大的一次，参观者将在面积高达187万平方英尺的展厅里发现各种芯片、屏幕、电子产品以及激动人心的创新产品。

　　3D打印机制造商Makerbot industries在今年的CES上推出MakerBot Replicator 2X桌面3D打印机。Makerbot的这款第五代3D打印机被称为“专业消费级”(prosumer，指专业级与消费级产品的混合体，或可称为准专业级)的产品，其价格比较高，2，199美元，但其应用范围似乎是无限的。

　　二、3D打印机

　　三维打印机采用的是“快速成型”技术，这些技术实现了虚拟三维到真实物体之间的转换。不像CNC数控机床使用“减法”技术，靠刀具切削掉不需要的部分制成成品，3D打印机使用的是“加法”技术，采用从3D物体的底层来层层堆积的方式打印。

　　这种“加法”技术通常可以通过两种途径实现：激光硬化粉末法和微孔挤出添加法。第一种方法精度很高，但价格贵。对于消费级的3D打印机大都采用第二种方法。这种方法是通过X、Y伺服电机带动打印头，打印头加热一根热塑性细丝材料(一般用ABS塑料)，并且通过另一台电机把熔融物挤出到一层薄片里，这一层薄片冷却后迅速变硬，然后Z电机将打印头略微向上移动，再继续挤出堆积到上一层薄片，就这样反复操作，ABS塑料层层堆积，几个小时后，一个3D模型就“打印”出来了。

　　MakerBot 公司CEO 布雷.佩蒂斯发布第一代3D打印机 Replicator视频：

　　MakerBot 公司CEO 布雷.佩蒂斯发布第二代3D打印机 Replicator 2X视频：

相对“减法”技术的CNC雕刻机或者激光切割机，做“加法”的3D打印机更适合中国创客使用，因为我们不一定人人会有地下室或者车库，有的只是书房或者工作室，想想把一台CNC机床放在书房里切削材料，那是啥场面，而一台3D打印机放在书桌旁，伴着悠扬的音乐，把你在电脑上规划出来的虚拟部件，通过它几个小时地打印，就能以实物形式拿到您手上，您再安装几个电控部件，一个精致的自动驾驶模型车就栩栩如生地运行起来了。是不是这样的制作模式会激发出来您更多的创客热情呢?

　　创客能否改变制造业的未来?创客制造能否挑战中国制造?中国社科院信息化研究中心秘书长姜奇平，清华大学机械工程系教授林峰，太尔时代创始人郭戈，做客《财经锋汇》共同探讨3D打印将如何改变我们的生活?

　　预告片：

　　全片观看，请点击该网址：http://space.btv.com.cn/video/VIDE1358394619474856。

　　3D打印很早就应用在工业制造，但是最近个人、家用3D打印的概念越来越火，3D打印机也逐渐从传统工业制造向家用、个人使用过渡。这项在欧美快速发展的3D打印技术已被美国《时代》周刊列为“美国十大增长最快的工业”，英国《***》杂志则认为它将“与其他数字化生产模式一起推动实现第三次工业革命”。

　　3D打印机将引领第三次工业革命的预言，给人们从当前较为困难的经济状况中，带来了一些希望，引起了企业家、教育工作者和经济学家的特别关注。《新财富夜谈》是由深圳证券信息有限公司制作，甘肃卫视播出的高端财经访谈节目。最近一期，2013年2月3日录制的节目中，著名财经评论家叶檀女士与三位资深人士也共同讨论了“3D打印当梦想照进现实”的话题，大家再看看，是否对3D打印会有更加深入的理解。

“互联网的时代，只用2～3个人写代码就诞生facebook这样的公司，然而要做3D打印机需要机械工程师、写程序的人、懂电子的人、做工业设计的人、不同跨学科跨领域的人合力，并且需要开放的空间，创新的东西才会源源不断。这和互联网时代已经大不相同。”上海新车间创始人李大维表示。

3D打印机的出现预示着一场新的工业革命的出现，它的使用可以把制造业经济由大规模工业重塑为以前小型设计商店的手工匠人模式。换言之，制造真实的物品可以由资本密集型产业转变成更接近艺术和软件的模式。

　　当然，这打印的只是模型，而不是真实的能用的产品。这也是很多人的误会，“打印出的自行车能骑吗?”有人问。甚至有人问：“我用3D打印机再打印出一个3D打印机，不就行了吗?”这是目前对于3D打印的最大的一个认识误区，目前3D打印机主要还是应用于概念模型、工业设计原型等应用，仅有在牙科等领域可以直接打印出工业可用的产品。

3D打印机普及到DIY爱好者手上，我认为有三个问题需要求证：1、是否有方便好用的软件做3D设计，这样的软件是否已经与待购买的3D打印机成功联机使用，是否有详细的中文操作手册和大量的网络共享资源;2、3D打印机制造出来的模型是否精度和刚度足够，比如制作出来的螺钉和螺母是否可以配合，用电钻和砂轮修整模型时，是否会出现开裂现象，还有打印时间的长短，因为打印效率过低，会挫伤创客们的热情;3、虽然单色3D打印机的价格已经降低到1000美元，但对于国内DIY爱好者是否还是承担不了购买打印机和耗材的费用。

　　实际上以上问题，我相信很快会得到解决。随着人类技术进步的速度越来越快，从蒸汽机到工业革命大规模兴起，不到100年时间。而从网络连接技术出现，到信息高速公路和信息经济出现，不到30年时间。3D打印机也许恍惚之间，就会成为我们手中的创客工具。

　　已经有了多款三维设计软件支持3D打印机，如果3D打印机普及到您手中时，对于是否有足够好用和便宜的软件来支持3D打印机，这是不用担心的事。

　　欧特克公司 (推出过知名的 AutoCAD) 最近就发布了一套相当神奇的3D建模软件 Autodesk 123D，有了它，你只需要简单地为物体拍摄几张照片，它就能轻松自动地为其生成3D模型!不需复杂的专业知识，任何人都能从身边的环境迅速、轻松地捕捉三维模型，制作成影片上传，甚至，你还能将自己的3D模型制作成实物艺术品。如上面所说，如此专业如此牛叉的3D建模工具是不是很有诱惑力?!更让人意外的是，Autodesk 123D 还是完全免费的，发行商很厚道嘛!让我们平民也能很容易接触和使用它。

Autodesk 123D教学演示视频：

　　三、创客文化

　　在2013年CES展会上推出MakerBot Replicator 2X3D打印机的创客机构MakerBot的起源地，名为“Bot Cave”机器人巢穴，位于纽约市中心的布鲁克林区第三大道，敲一敲那扇金属门，门上有大大的、手机能够识别的QR码。然后等着头发乱蓬蓬的时髦年轻人来给你开门。在这个经过改建的酿酒厂中，装满了电子元器件、包装材料和样机，这个地方给人一种神秘的隐居住所的感觉，但在这里启动了这个星球上每一个人都想实现的台式三维打印机的梦想。布雷.佩蒂斯、扎克.史密斯和创客会员正在制造第一台价值1000美元的主流3D打印机。

　　国外创客空间视频：

　　工业用3D打印机外观类似医疗设备，但MakerBot出品的打印机更加个性化，装饰有荧光字母，每台都充分体现了其拥有者对这台打印机的热爱。MakerBot打印机可以有各种颜色，上面配有橙色的字母和蓝色的发光二级管，在光线昏暗的房间里，它看上去很酷。MakerBot制作的3D打印机不只是创客工具，还是玩具，呈现出无与伦比的酷。

　　在MakerBot的Bot Cave里，创客们正在制作MakerBot Replicator打印机的视频：

　　从传统手工制作工匠到数字化制造宅男应该都能称为创客，但是当代创客随着互联网和数字制造技术的不断发展有了一些新的变革性特征，这些特征是：1、创客们使用数字桌面工具设计新产品并制作出模型样品(“数字DIY”);2、在开源社区中分享设计成果、进行合作;3、如果愿意，创客们可以通过通用设计文件标准将设计传给商业制造服务商，以任何数量规模制造所设计的产品，也可以使用桌面工具自行制造。

　　以上对当代创客特征的描述来源于当当网热销的《创客新工业革命》一书，如果不抱有成见，耐心通读本书，相信会对创客与新工业革命的关系会有深入理解。

　　应该说写博客，就是分享自己创造过程的很好方式。说到数字制作，目前还没用到3D打印机，数控雕刻机倒是偶尔尝试过，但是我依然在写字桌上制作着我的模型，实际上是采用了“云制造”的方式。利用马云先生开创的淘宝，我买到了各式各样的电子和机械积木，然后国内高效的快递，会把这些东西送上门，我只要准备些螺钉螺帽，就可以搭建我设计的模型。

　　我在三年多从淘宝购买零部件进行模型制作的经历中，发现国内制作“创客工具”和“开源硬件”的公司和个人很多，产品也极为丰富，而且价格低廉，所以有时想想在国内做创客，真是幸福!但是又从网络和身边情形了解，玩创客的人并不多，呈现出“玩电路板的人比做板子的人还少得多”的景象，这种景象的原因应该大多数人都明白，没啥好说的。所以要回到3D打印机的普及问题，如果没有建立火热的创客社区，以及公司与创客间良好的生态关系，那么这些优秀产品也只能卖给洋人了。

　　四、3D打印机与乐高积木

　　如果说从3D模型“堆砌”的角度看，我认为3D打印机与乐高积木有着类似的功效，3D打印机是先在电脑中进行3D设计，再驱动打印机把虚拟模型制成实物模型，而乐高积木是直接用各式各样的积木直接搭建心目中的实物模型。所以我们在关注3D打印机的新工业革命时，其实没必要认为乐高积木是小孩子的玩具，而忽视了乐高积木在创建3D模型上的功效。乐高积木历史悠久，网络资源极为丰富，而3D打印机的普及依然在期待中。

要知道一个开源产品，建设网络共享资源是多么的重要和必须，这可能是这产品是否成功的关键之处，因为如果有丰富共享资源，当您在用这个产品做创意时，会得到启发和帮助;在您不知道用这个产品还能干什么时，您会看到共享资讯里的实例，认识到利用它，还有更深更广的内容值得去实践和探索。

　　下面是高端3D打印机打印出的房屋模型和用乐高积木搭建的房屋模型，可以对比下。

　　高端3D打印机打印出的房屋模型：

　　乐高积木搭建的房屋模型：

　　这段时间，我一直用乐高积木和Arduino积木，在自己的写字桌上做些智能模型，模型制作能学到很多知识和技术，体验到方寸间探索和实践科技的快乐。下面是我刚刚制作的12舵机驱动的六足机器人，又是一个积木化作品。

　编后语：

　　写完这篇文章一段时间，从“雷锋网”获悉，MakerBot公司的创始人Zach smith(扎克)来中国深圳已经快两年了，什么原因扎克来深圳创业?

　　自己动手制作东西是扎克的兴趣所在，和他有着相同爱好的人常管自己叫创客(Maker)。这爱好曾促使扎克辞去提供高清视频存放服务的Vimeo网站收入颇丰的工程师工作，和两位好友共同创办了硬件创业公司MakerBot。MakerBot旨在推动可以“打印出”玩具、汽车零件甚至是人体关节的3D打印机的普及，该公司曾获得过千万美元投资。

　　2011年4月，扎克和四位同事来到广东，筹备在中国生产MakerBot 3D打印机。遗憾的是由于MakerBot管理层内部冲突，扎克去年四月被迫离开自己创办的公司。不过事后扎克并未返回美国，而是决定加入创业孵化器haxlr8r，留在深圳帮助专注硬件产品的海外创业团队打磨产品。他觉得这里才是最适合工程师、创客和硬件创业者的地方，甚至超过硅谷和纽约。