3D打印如何改造傳統(tǒng)制造業(yè)?

　　當Platt Boyd決定辭去他作為建筑師的工作并用退休金積蓄開一家3D打印公司的時候，他并沒有像人們預(yù)想的那樣去硅谷或者布魯克林，出乎很多人意料，他選擇把這家用3D打印機建造房屋的公司Branch Technology安置在美國田納西州的查特努加市。

　　Boyd已經(jīng)在建筑行業(yè)干了15個年頭，相當大的決心才可以讓一個人離開穩(wěn)定的收入和公司福利，帶領(lǐng)團隊參加查特努加市的Gigtank孵化加速器項目。這個為期100天的項目致力于連接初創(chuàng)公司和行業(yè)專家、商業(yè)指導(dǎo)師，以便幫助這些懷揣夢想的初創(chuàng)公司創(chuàng)始人能在這條路上少走彎路。Boyd坦誠道：“實際上辭職比公司選址更加讓我難以決策?！睂λ麃碚f，后者簡單的多，因為“3D打印屆的精英頭腦信任這座城市”。

　　或許真的是在正確的時間出現(xiàn)在了正確的地點。查特努加市在幾十年間一直在努力把自己從一個低端工業(yè)工廠轉(zhuǎn)向更具未來視角的科技中心。今天，這個往昔灰塵漫天的城市已經(jīng)一躍成為了全美最大的高速寬帶網(wǎng)絡(luò)所在地。這種被業(yè)界稱為“吉比特網(wǎng)絡(luò)”的超高速連接正在滋養(yǎng)著土地上成百上千家初創(chuàng)企業(yè)。查特努加市初創(chuàng)企業(yè)社區(qū)的領(lǐng)導(dǎo)者們認為3D打印行業(yè)或許是本市蛻變?yōu)槊魅湛萍汲鞘械暮脵C會，在未來也能創(chuàng)造可持續(xù)的經(jīng)濟增長。

　　查特努加市非營利組織The Company Lab的執(zhí)行官Mike Bradshaw表示：“我們看到超高速網(wǎng)絡(luò)會為3D打印帶來優(yōu)勢。后來我們商量，是要看這項技術(shù)在別人手里一點點成熟起來，還是也要參與其中?最終我們決定要貢獻一份自己的力量?！?/p>

　　打印出來的愿景

　　3D打印還處于早期發(fā)展階段，Bradshaw表示目前的技術(shù)水平只允許實現(xiàn)特定的應(yīng)用。這也是Gigatank要求參與的公司必須有一定可行性，只有一腔熱血是不夠的。

　　在硅谷等IT公司聚集體有數(shù)十家3D打印公司，他們在研發(fā)各種打印的消費產(chǎn)品。但很少有公司會研究工業(yè)和商業(yè)級別的3D制造工藝。打印手機殼或者酒瓶起子是遠遠不夠的，必須站在更寬廣的角度思考3D打印能夠在制造加工業(yè)做到什么傳統(tǒng)工藝做不到的事。Boyd說道：“我們不是指用3D打印技術(shù)去制造一堵墻，而是挑戰(zhàn)那些傳統(tǒng)工藝難以做到的事?！?/p>

　　實際上，Boyd表示這一點就是Branch存在的全部意義。在Gigatank七月份的展示日上，Boyd將Branch的技術(shù)形容為“像自然那樣建造，避免產(chǎn)生傳統(tǒng)建筑過程中產(chǎn)生的建筑垃圾，同時允許建筑師們設(shè)計出更加精巧的結(jié)構(gòu)”，一些巧妙的設(shè)計在傳統(tǒng)建筑領(lǐng)域難以實現(xiàn)或價格高昂，3D打印可以在很大程度上解決這個問題。Boyd表示：“3D打印的一大優(yōu)勢是它具有定制性，同時可以達到非常高的復(fù)雜度。我們不再需要忍受一成不變、千篇一律的統(tǒng)一設(shè)計了，它模糊了藝術(shù)和實用之間的界限?！?/p>

　　Branch公司研發(fā)了一種名為“多孔制造Cellular Fabrication”的工藝。它使用架在Kuka Robotics公司3.8米長的機械手臂上，以塑料和碳纖維作為材料制作墻體骨架。這款機械臂可以在一個10米高的軌道上上下移動，制作一個約7.5米寬18米長的墻面。塑料腳手架只有幾英鎊重，接著可以用絕緣泡沫和混凝土灌注其中來加強強度。最終成品墻面可以承受約2700斤的重量。接著Boyd解釋說建筑師可以把自己的設(shè)計方案傳輸給Branch，接著Branch會用3D打印機打印出對應(yīng)的塑料骨架。這些輕質(zhì)骨架接著會運送到建筑工地，在那里灌上水泥或其它需要的填充材料，最終像搭建樂高積木一樣把它們堆起來。

　　Boyd表示利用這項技術(shù)進行施工時可以把成本控制在每平方英尺(約合0.09平方米)80美元到140美元。和博物館等具有創(chuàng)造性設(shè)計的建筑每平方英尺上千美元的造價相比，這個技術(shù)帶來的收益是相當大的。

　　為什么需要超高速網(wǎng)絡(luò)?

　　兩年以前，EPB電子公司開始建造超高速寬帶網(wǎng)絡(luò)，將為城市帶來1GB每秒的下載速度和上傳速度，這個速度意味著人們可以在20秒的時間內(nèi)下載一部全高清電影。而按照平均網(wǎng)速，這個過程需要30分鐘。

　　但城市管理者想的比下載電影更長遠，他們床板了Gigtank來回答這樣一個問題：“如果你有了全世界最快的網(wǎng)絡(luò)連接，你會拿它做什么?”

　　3D打印時這個問題的答案之一。這項技術(shù)意味著大量的數(shù)據(jù)用于描述三維立體的設(shè)計圖紙。它依賴于強大的云計算能力，在這樣一個環(huán)境下，低網(wǎng)絡(luò)延遲擁有非一般的優(yōu)勢。3D打印給工業(yè)制造帶來的一個改觀是它允許機器進行錯誤修正。查特努加市的低延遲網(wǎng)絡(luò)保證了所有的機器在工作的同時可以互相交流，及時修正錯誤，減少浪費。自學(xué)成才的3D打印專家Graham Bredemeyer說道：“機器在打印時，可以實時通過高速網(wǎng)絡(luò)修正參數(shù)，在傳統(tǒng)制造技術(shù)下，同樣的錯誤可能導(dǎo)致整個零件的報廢?！?/p>

　　Bradshaw等人注意到了查特努加市的高速網(wǎng)絡(luò)和3D打印之間的聯(lián)系，同時在無意之間也吻合了這座城市的歷史。查特努加市在美國內(nèi)戰(zhàn)之前就一直是南部工業(yè)鋼鐵生產(chǎn)中心，隨著二十世紀七八十年代中這些重工業(yè)陸續(xù)向海外轉(zhuǎn)移，查特努加市大量的制造業(yè)崗位流失了。從八十年代中期，市政府就開始著手復(fù)興這座沉睡的工業(yè)之都，從凈化空氣和自然環(huán)境開始。查特努加市很快就有了起色，2011年大眾汽車在那里開辦了北美制造總部。

　　長遠目標

　　對于3D打印公司來講，查特努加市不僅有超高速網(wǎng)絡(luò)這一誘人條件，他們也在努力招募這方面的技術(shù)專家在城市中定居。在僅僅100英里外的美國橡樹嶺國家實驗室也是3D打印方面的技術(shù)創(chuàng)新地，這個歸屬美國能源部的實驗室在今年早些時候率先演示了3D打印汽車的可能性。Boyd表示：“這里的創(chuàng)業(yè)氛圍和臨近橡樹嶺國家實驗室的優(yōu)勢，絕對是在此開辦公司的有利條件。”

　　Boyd繼續(xù)講到：“對于準備踏入3D打印領(lǐng)域的公司來說，最大的挑戰(zhàn)是找到自己的技術(shù)在制造過程中的用武之地。這個問題可能需要很長時間來回答，代價也是昂貴的。”Bradshaw希望在查特努加市創(chuàng)建一個自己的實驗室，把附近的工程師、專家、公司匯集到一起研究他們的技術(shù)能夠怎樣改善已有的制造技術(shù)。Breadshaw說道：“我們的目標可能聽起來不切實際，但不要忘記在追求目標的路上也會創(chuàng)造許多有價值的技術(shù)。”