好萊塢科幻大片《終結(jié)者》中，大反派“T1000”機(jī)器人，瞬間融化成一堆液體合金，緊接著又瞬間恢復(fù)原形。這個對普通人而言，只有在科幻片中出現(xiàn)的場景，在汽車行業(yè)而言，卻已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)：一個個汽車零部件從溶漿中“變身”，瞬間成形且沒有浪費(fèi)。

Carbon 3D公司的聯(lián)合創(chuàng)始人和首席執(zhí)行官Joseph DeSimone先生對《終結(jié)者》中T1000機(jī)器人“變身”的這一瞬間印象深刻，他夢想著，有一天，汽車零部件的生產(chǎn)也可以做到這樣。

“《終結(jié)者II》中T1000機(jī)器人給了我們靈感——是否可以借鑒T1000的變身大法，讓部件瞬間從一攤原料中成形，同時不造成原料浪費(fèi)呢？”

DeSimone曾在北卡羅來納州教授化學(xué)，之后創(chuàng)辦了Carbon 3D公司，位于美國加里佛利亞州紅木市。DeSimone認(rèn)為：“3D打印這個名字并不確切，其本質(zhì)是2D打印的重疊。Carbon開發(fā)的技術(shù)實(shí)際上基于2D打印——就像噴墨式打印機(jī)一樣，把墨平鋪到紙上打印出字母，之后再反復(fù)層疊打印，直到字母變成3D?！?/p>

其實(shí)，3D不是新生事物，它在上世紀(jì)80年代就出現(xiàn)了，但其技術(shù)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵就在于DeSimone提到的“大量生產(chǎn)”。

Carbon公司和德爾福簽訂了長達(dá)3年的合作協(xié)議，力圖向汽車業(yè)證明這種3D打印技術(shù)能夠應(yīng)用到大規(guī)模生產(chǎn)制造。

DeSimone說：“德爾福是我們唯一的汽車供應(yīng)商合作伙伴，因?yàn)榈聽柛碛袕?qiáng)大的3D打印和系統(tǒng)整合能力。想象一下，如果能夠快速打印幾百萬個線束連接器的話，汽車零部件零售店就不必耗費(fèi)大量庫存，來保存零件。他們只需在接到客戶需求后，將零部件打印出來即可；汽車制造商和供應(yīng)商的庫存也會大大降低。任何以塑料為原材料的物件，這種3D打印方式能將其改善，制造出更具強(qiáng)度重量比的、形狀更復(fù)雜的部件，同時生產(chǎn)速度也大幅提高。”

德爾福電子電氣架構(gòu)全球工程副總裁Chris Reider則認(rèn)為，這種創(chuàng)新3D打印方式將給設(shè)計(jì)帶來更大自由度，從而改變整個制造行業(yè)的面貌。

“當(dāng)今的制造方法給產(chǎn)品設(shè)計(jì)帶來諸多限制，我們急需改革汽車部件的制造方式。一旦擺脫這些限制，我們將在汽車重量、性能和成本方面，實(shí)現(xiàn)跳躍式進(jìn)步。”

這種創(chuàng)新3D打印技術(shù)已經(jīng)在材料和生產(chǎn)能力方面取得了顯著進(jìn)展，而其在汽車行業(yè)的應(yīng)用解決方案將極具市場競爭性，同時也讓我們離未來越來越近。

今年6月份起，德爾福已經(jīng)開始將Carbon公司生產(chǎn)的零部件裝配到25輛汽車中去，接下來將通過一系列測試來證明創(chuàng)新3D打印的可靠性。

實(shí)際上，這種3D打印技術(shù)并不局限于汽車行業(yè)的應(yīng)用。舉個例子來說明：有人心臟病突發(fā)，被火速送往醫(yī)院，躺在手術(shù)臺上，病情岌岌可危。這時候，醫(yī)生可以當(dāng)場為患者量身打印一個心臟支架。醫(yī)學(xué)、軍事、消費(fèi)電子、乃至小到定制鞋底，3D打印都蘊(yùn)藏?zé)o限的應(yīng)用空間。

速度是大范圍應(yīng)用的突破性因素

“如果能夠解決打印速度的問題，那么使用3D打印進(jìn)行大規(guī)模制造的障礙就會被清除。層層疊加的打印方式確實(shí)會造成機(jī)械性能缺陷，但如果打印速度非?？?，就可以采用具有自我修復(fù)功能的材料，從而保證生產(chǎn)出具有卓越性能的產(chǎn)品?！?/p>

這種3D打印機(jī)看起來就像是家用電熱水器, 只是中間被挖空。一個齊腰高的架子上，裝置了一個盛有液體樹脂的盤子，而盤子底部由特殊膜狀物構(gòu)成，其作用像好比隱性眼鏡，能透光和氧氣。架子下面有一個光源，發(fā)出的光線讓液體原料固化，而透過的氧氣則能防止原料黏著在膜狀物上。整個反應(yīng)過程、光源、光強(qiáng)度、粘性、氧含量、固化時間以及物件的幾何形狀，都由精密軟件來控制。零件從液體原料中的固化過程是在一個絕緣空間內(nèi)進(jìn)行的，這個絕緣空間薄可以到用微米來計(jì)算，大概是三個紅細(xì)胞的直徑之和。

DeSimone說：“利用這種3D打印技術(shù)，生產(chǎn)出的每一個零部件都是一個完整的個體，你看不到層面結(jié)構(gòu)，因?yàn)槊恳粚颖砻娴钠交冗_(dá)到了分子級別?！?/p>

這種3D打印技術(shù)已經(jīng)在一系列以塑料為原料的產(chǎn)品制造上實(shí)驗(yàn)成功，包括乙烯基甲醚、丙烯酸脂、聚亞安酯、生物可吸收性樹脂、硅酮、環(huán)氧衍生物、氰酸酯、水凝膠、熔模鑄造樹脂等。

“今天，我們先進(jìn)行CAD設(shè)計(jì)，然后制作原型，最后再到大規(guī)模生產(chǎn)。很多時候，整個過程在原型制作環(huán)節(jié)就進(jìn)行不下去了，因?yàn)榇蟛糠衷筒考痪邆浜线m的機(jī)械特性而達(dá)不到使用要求。現(xiàn)在有了這種創(chuàng)新3D打印技術(shù)，我們完美解決了產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)中關(guān)鍵的一環(huán)。”