3D列印风潮延烧 晋身2014年十大技术趋势榜单

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【大纪元2013年11月3日讯】(大纪元记者李熙综合报导)3D印刷技术近年来逐渐受到瞩目,也开始应用到许多产业,航太、生医、工艺、行销等等都少不了它,如今更榜列2014年具有策略性的十大技术趋势行列。

美国知名信息技术研究与咨询公司Gartner估计全球3D印表机出货量于2014年预期将成长75%,2015年可望再翻倍成长。台湾资策会产业情报研究所(MIC)推估,2016年3D列印市场规模将可到44.5亿美元。不过这项技术也被应用到列印枪械上,引发各界担心将造成社会安全问题。

低阶机型低价化 3D列印风潮将持续延烧

近期,Gartner发表了2014年具有策略性的十大技术趋势,行动装置多样化(Mobile Device Diversity and Management)拿下榜首,而近年来快速成长的3D列印技术也挤身进榜。随着技术发展渐成熟,低阶机型低价化,低价3D列印机型拥有少量多样、快速生产的特性,可以与主流量产技术区隔,或个人创意开发,不仅可缩短产品开发周期,更可作为大量生产的先探性商品。3D印刷目前在美国已经产业化,预期未来3D列印风潮还会持续延烧。

商机无限的3D列印市场引起人们无数的创意联想,各式各样意想不到的商品都可以由此技术制造出来。且与传统制造相比,3D列印开模快成本低有利创新,利于产品的开发而非大量量产,对于客制化、少量制造的应用来说,3D列印具有惊人的力量。

英国第二大连锁超市Asda提供的3D列印技术,无论是真人还是汽车,都可以打印出栩栩如生的微缩版模型。(视频撷图)

高阶3D列印将以物件编辑软体及列印服务为主

根据台湾资策会产业情报研究所(MIC)推估,2016年3D列印市场规模将可到44.5亿美元,年复合成长率20.4%;低阶3D列印机快速成长,资讯服务商机浮现。

观察全球3D列印应用,MIC表示,目前主要分布在消费性产品(29%)、汽车(19%)、医疗(13%)、教育(10%)、太空(8%)及工业机械(7%)等领域;3D列印设备可区分为生产制造、专业领域、工作室 3个等级。

普林斯顿大学研究团队利用3D列印技术,制成一个可接收无线电信号的人耳形状的硅胶块。(普林斯顿大学官网)

不过,3D列印的产品目前仍有材料限制,且成本很高,不利量产。在高阶3D列印机部分,MIC表示,全球高阶3D列印机销售逐渐增加,未来“3D物件编辑软体”及“3D列印服务”将成为主要应用服务。

3D列印技术减少制造时间及成本

3D列印是一种快速成形的技术,先透过电脑辅助设计(CAD)或电脑动画建模软体建模,再将建成的三维模型分割成逐层的截面,采用数位技术材料印表机来实作,透过读取档案中的横截面讯息,用液体状、粉状或片状的材料将这些截面逐层地列印出来,再以逐层堆叠累积的方式将各层截面粘合起来,从而制造出一个实体。

这种技术的特点在于其几乎可以造出任何形状的物品。而且3D列印技术可以快速,更有弹性以及更低成本的办法生产数量相对较少的产品,这也是它受到市场青睐的原因。

可以造出三维实体物件的3-D列印机(图)在连锁文具店斯台普斯网站开售,售价为1,300美元。(ADRIAN DENNIS/AFP/Getty Images)

3D 印刷技术省去了复杂零组件冗长的制作过程,除了可以轻松印刷出复杂的零件外,其一体成形的技术更突破传统需以毛坯加工的麻烦程序,让后期辅助加工量降低是其他方式所不可企及。

大型制造商 先进产品线采用3D列印技术

目前,航太公司位在这股趋势的最前端。大型制造商例如波音或是奇异,已经开始将这项技术应用到先进产品线,而波音公司则已利用3D列印制造超过2万2千件零件,并用在民用飞行器与军机上。

目前,航太公司位在3D 印刷这股趋势的最前端。图为英国南安普敦大学(University of Southampton)研制成功的3D列印飞机。(南安普敦大学网站)

强调一体成型的3D印刷技术在汽车制造上也有很完美的表现,今年在美国展示的全世界第一台3D技术制成的油电混合车–Urbee2,就是透过3D技术简化汽车生产过程,让原本需上千个零件的一部汽车仅需50多个零件即可组装完成,并且更环保。另外,3D列印应用在生医领域则可作为医学治疗支援,尤其是骨科方面,可简单快速制作人工骨头或关节、手术用器具等,提升医疗效率,降低病患负担。

2012年美国国家情报委员会曾提出一份报告,名为《2030全球趋势:不同的世界》。报告中提到,在2030年以前,3D列印可能会取代特定的传统量产制程,像是铸造、造模、切削,尤其是那些生产时程较短,或是专注在客制化产品的制造商。但这项新的技术仍须克服高硬体及人力成本的相关问题。

3D列印枪支安检查不到 潜藏社会安全隐忧

不过,就在3D列印技术呈快速成长态势的同时,也引发了社会安全问题的隐忧。10月25日,英国发现首宗3D列印枪械案件。英国警方在突击检查犯罪组织时,在曼彻斯特南方一处大楼中搜出3D印表机等工具,并起出一批3D列印的仿制枪械零件,显示嫌犯可能要列印制造枪支。目前,武器专家正在对零部件进行分析,确认是否可以制造出手枪。

3D打印机制作出的塑料枪。(记杜国辉/大纪元)

而这宗案件让人们越加担心3D列印技术被不良之徒利用。英国警方表示,3D列印技术,将会使得枪支制造进入一个全新的阶段,一些不良之徒可以在家里秘密制造手枪,然后提供给犯罪集团,威胁社会治安。另外,由于3D列印的零部件和枪支使用塑料,可以躲过现有的金属探测器的检查,因此更容易隐藏和走私。

早在今年5月,全世界第一把使用3D列印技术制作的枪支成功在美国试射。就读德州大学、25岁法律系学生威尔森(Cody Wilson)花费一年时间制造这支枪支,并于今年5月初在美国德州南方一个靶场试射成功,他还把该枪支的制作蓝图传上网,引发反枪支团体批评。随后美国国务院下令网站删除这些信息。然而在信息修改之前,这些内容已经被点阅10万人次。随后,2名英国记者根据蓝图,成功自制了3D列印枪并通过了严格的安检,登上了欧洲之星列车。

今年6月,美国联邦众议员伊斯瑞尔(Steve Israel)发起的议案:“不可查武器法案”(Undetectable Firearms Act),将视一切用3D打印机制作武器的行为为非法。此举得到联邦参议员舒默(Charles Schumer)和尼尔森(Bill Nelson)的支持。

加拿大联邦公共安全部也对3D列印枪械感到担心,为此该部正在寻找研究机构展开研究,以了解运用3D复印机制造枪械、零件及弹药的前景。欧洲联盟近期在加强打击非法使用枪支的同时,也开始关注3D列印武器等新科技。

(责任编辑:林琮文)

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