3D列印之父終於說了大實話：奇蹟不會來的太快或太輕鬆

導讀：在討論3D列印可以為行業和社會做些什麼時，我們很容易將它抬到很高的地位，但它的創造者查克·赫爾（Chuck Hull）用老式的誠實來切斷炒作。

由於3D列印，有一天我們也許能夠用生物材料生成新的器官和身體部位，在一天內根據需要設計定製設計的房屋，並製造內部印有電路的電子設備。這不是誇張或假設，這些東西現在都在測試，並且比你想像的更接近真實。

許多公司正在開發將電路和電線直接列印成零件的方法。

隨著事物發展的速度，不久之後，惠普的Multi Jet Fusion印表機這樣的高端機器能夠快速生產出堅固可用的部件，看起來就像點陣印表機對我們所做的那樣。

很難預測這個行業可以走多遠，因為Wohlers Associates在2013年預測該行業在2021年的價值將達到108億美元。2019年的Wohlers報告現在預測到2022年該數字將達到239億美元，可以說這個行業超出了所有人的預期。

這是一個瘋狂的行業，甚至是最有可能改變世界的行業。但你可能不知道的是，這個將改變世界的發明有著一個極其謙遜的開端。它是由一個同樣謙遜的人——查克·赫爾（Chuck Hull）發明的，他是一個像傑佩托（Geppetto，締造匹諾曹的老木工）一樣的人物，他不知道他的創作是多麼神奇。

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雕刻工業

在20世紀80年代早期，隨著立體光刻技術（SLA）的出現，赫爾啟動了增材製造運動，立體光刻技術使用快速移動的紫外光束來固化下面液體樹脂池的特定部分，從底部向上雕刻托盤深入池中。

當時，赫爾只是想找到一種更好的方法來塑造注塑成型的物品。這種製造方法對於大批量、低成本的塑料部件而言是令人垂涎的，但是進入生產是一個詳盡的過程。迭代過程需要工程師設計要製造的零件，而且還需要用於注塑機的工具來製造零件。

「當時的問題是，設計師要設計一個零件，他需要花費很長時間才能確定他想要的東西是什麼樣子，以及它是否適用於預期用途。」赫爾說。

這個過程可能需要六個星期，對他來說太長了，他知道有一個替代方案，他可以把它商業化並出售給其他工程師。他對此很有把握。赫爾工作的加利福尼亞小型工程公司的總裁卻不這麼認為。

「我堅持不懈，」赫爾解釋道，總裁默許讓他在晚上和周末在後面的實驗室里追求假想的技術。

憑藉這一工作空間，以及Hewlett Packard X-Y繪圖儀、燈泡輸出、樹脂、一些光纖和精細的編程技巧，赫爾創造了歷史。更具體地說，他製作了一個洗眼杯，從這你就知道他成功了。

一天晚上，他的妻子「不情願地」開車到實驗室去看實驗產品，事後看來，這就像看到第一本「古騰堡聖經」從印表機上滾滾而來。

赫爾緊接著成立了3D Systems，將該技術商業化。到80年代末，該公司的印表機正在為鑄造廠製造投資鑄造模具。

「我們製造的模具，至少足夠用於代工廠進行短期生產。」3D Systems現任首席技術官赫爾回憶道。當時他們為工廠列印固定裝置和工具。

這足以證明該技術具有潛力，而其他增材製造方法也正在形成。

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增加炒作

在赫爾致力於3D列印產業化的過程中，明尼蘇達州的斯科特·克魯普在廚房裡擺弄塑料和膠槍，為他的孩子製作玩具——這便是熔融沉積成型（FDM）的原型，該擠壓方法獲得專利，由Crump的公司Stratasys註冊。其他公司，如Ultimaker，稱之為熔融纖維製造（Fused Filament Fabrication，FFF）。

無論哪種方式，將一卷塑料線送入擠出機，在那裡將其熔化並逐層地落到構建板上。這種方法是工廠直接在工廠車間直接製造夾具和固定裝置的常用方法，以減少因工具損壞或效率低而導致的停機時間，無需澆鑄。

對於那些希望提高產量並實現其KPI目標的工廠經理而言，這是一個非常令人興奮的用途——而這正是增材製造目前最成功的現實。

但僅僅存在於現實世界還遠遠不夠。到本世紀初，人們想從這一奇蹟技術中獲得更多。他們不知道該怎麼做，但他們知道他們想要的很多。有些人甚至想拉出那些不存在的字元串。

2013年，人們對3D印表機的期望可能比現在更高，因為人們認為使用3D印表機早晚會像使用2D印表機一樣容易，而且不會很晚才實現。2012年就有一個標題驚呼：「新的MakerBot Replicator可能會改變你的世界。」

當時的想法是，技術將像個人電腦一樣轉移到消費者世界。每個家庭都將成為一個微型製造工廠，能夠為孩子們提供家電維修零件或小雕像，甚至連晚餐都可能是3D列印的。

「很快，可能在未來幾年內，市場將為沃爾瑪和好士多的數百萬銷售的主流3D印表機做好準備。」Wired的Chris Anderson寫道。

但你不能責備別人太激動了。您可以指出投資者不了解技術，或者說人們本身就是惰性的。

由於炒作，3D Systems看到了投資者信心的巨大膨脹，因為初創公司紛紛湧入該領域，試圖利用高管和媒體所激發的興奮，推出家用3D印表機。他們甚至推出了一款名為Cube的消費級印表機，還有一個位於洛杉磯的高級烹飪實驗室。

事情正在逐漸失控，就像新科技一樣，人們忙於購買或出售荒謬的幻想，而不去質疑這些幻想的功效。Makerbot的首席執行官Bre Pettis在接受《紐約時報》採訪時曾將Makerbot Replicator與「Darth Vader駕駛Knight Rider的KITT汽車，同時被夜鷹間諜飛機空運」進行了比較。

回顧過去，問題可能是每個人都對成品感到非常興奮，以至於他們沒有考慮對一個普通人來說，製作對象的3D渲染有多困難，將其「切片」成數字圖層以便機器知道如何處理列印工作，並考慮到環境因素、維護，以及是否值得列印。

這裡有一個簡單的比喻：是的，你可以種植自己的西紅柿，它們會很美味，但這需要時間、空間、適當的天氣、免受小動物侵害等等。當你經過超市的產品過道時，抓起一袋子西紅杮則要要簡單得多。如果你必須有傳家寶西紅柿，你可以為當地農民提供種子，剩下的由他們來做。你可以看到，合同製造商隨處可見。甚至UPS商店也有30個美國站點，用於定製3D列印作業。

當人們意識到運行機器比談論它要困難得多時，投資者會對3D列印強烈抵制，並對它的信心大打折扣。3D Systems在2014年的股價下跌了55％，在2016年之前總跌幅約為92％。而Cube消費級印表機在2015年底停產了。

在這方面，如果你更喜歡悲慘的希臘神話，而不是迪士尼的寓言，赫爾可能更像是代托納羅斯——伊卡洛斯的父親，他為他的兒子伊卡洛斯發明製作了蠟質翅膀，讓他飛翔，但要注意他的高度。

赫爾，永遠以現實為基礎而不是隱喻或神話，將這種墮落歸咎於人類純粹的狂妄自大和那些未能完成的工作。

「我從未從哲學的角度看待它，但有一段時間，顯然有很多炒作，人們開始聽說3D列印並想像它可以做所有事情。」赫爾說，「也許它可以做任何事情。但顯然，讓小公司、投資者、企業家都跳進來是不現實的。」

他將幻滅的低谷和所有誇張的東西視為整個過程的一部分。

「那個時期的好處是，沒有人知道3D列印是什麼，我們總是要試著解釋他們應該關心的原因，現在它已經很好理解了。」

他說，理解包括一些幻滅，但同時也揭示了3D列印的真相，以及它的實際潛力。

目前，這種潛力在於可重複的工業應用，以及完善更廣泛的材料選擇和列印技術，特別是直接金屬激光燒結和多噴射。3D Systems公司現在已經在其產品組合中擴展了與傳統製造商的合作夥伴關係，例如GF Machining Solutions。

原始方法仍然是該公司最成功的用例，也是該行業中銷量最高的。專有的校準技術應用程序每天生產超過35萬個牙科矯正器。矯正器是在3D列印模具上熱成型的，而不是3D列印的。

一次性牙齒矯正是一場革命。但對於那些曾經像垃圾一樣對待自己的身體或運氣很糟的病人來說，一次性器官又是怎麼樣的呢？

SLA也可以在此找到答案。《新聞周刊》最近報道了一組研究人員致力於3D列印活體組織，最終列印出器官。

像這樣的東西赫爾不可能是謙虛的。這是從無到有創造生命的下一個最接近的東西。赫爾說，他在那個特定的科幻領域做了「相當多」工作，並且熟悉這一領域的進步，同時也給人們帶來了沉重的期望。

「我也熟悉從這個概念到實現它們實現它們需要做多少工作，」赫爾說。「因此，在這些奇蹟發生之前，還有很多研究、很多工作要做。」

奇蹟，它似乎，需要計劃和時間。

就目前而言，也許最好不要誇大其詞或者看得太遠。像Hull一樣，只是試著找出一個應用程序可以做得更好一點，更快一點。然後投入時間，你會有一些真實的東西，而不是一些改變世界的話。（文/John Hitch，譯自Industry Week）

來源：3D列印商情

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