上世紀90年代,制造業出現一種全新的生產方式。在此之前,工業化的制造流程大致可以分成兩大類:用模具塑形的模具制造與用一整塊原料雕刻而成的減材制造。這種全新的生產方式卻不需要像過去那樣準備復雜的原型-開模-制造過程:通過改變註料口的位置,我們可以不斷添加材料的方式直接讓產品“憑空誕生”。這種全新的生產方式和減材制造恰好相反,因此也被稱之為增材制造。
而在21世紀,這種加工方式被賦予一個更貼切的名字——3D打印。
盡管3D打印是一項擁有長遠歷史的生產方式,在工業領域或高價值制造領域也獲得廣泛的應用,比如F1賽車氣動設計時就大量使用3D打印技術。但在消費領域,3D打印技術卻一直不溫不火,不要說用3D打印取代2D打印,由於3D打印技術門檻高、成本高、時間長、精度低、強度低等特點,絕大多數人對3D打印的理解都還停留在“聽過沒見過”的階段。
尤其是當元宇宙概念興起後,3D打印這種代表著實體制造業的“時代遺珠”更是徹底離開大眾的視野,要不是何同學的視頻,相信不少人都已經忘掉3D打印這個詞。
直到日本前首相街頭遇刺,網傳嫌犯使用的槍支由3D打印後,3D打印這項技術才重新回到大眾面前。當然,此次強勢回歸也伴隨著大傢的疑惑與恐懼:3D打印能打印槍支彈藥?以及更重要的問題:萬一有人模仿犯罪怎麼辦?
違法犯罪的突破口?
我們先來看看第一個問題:3D打印能打印槍支彈藥嗎?以現階段一般消費者能接觸到的技術來說,前半句是可以實現的,但後半句非常難。雖然我們常把槍支彈藥這四個字放在一起說,但這其實可以分成3個部分:槍、彈和藥。
前兩個不需要多做介紹,現在已經有企業攻關金屬打印的技術,在不考慮成本、強度、精度、耐久以及安全的情況下,確實可以做出來。但不用想太多,有經驗的加工廠隻要一看到你發來的文件圖紙就會直接報警。
但如果你退而求其次,選擇制造主體非金屬的一次性火器呢?主體部分你確實可以打印出來,但非金屬材質顯然無法承受擊發時的膛壓,因此金屬部件還得依賴傳統加工方式制造。但如果你真的找金屬加工老師傅加工必要的金屬件或選擇“海外直郵”,那你開門拿快遞時看到的就不是什麼3D打印槍,而是派出所的民警。
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再說,即使有人神通廣大,用自傢工廠的加工設備成功造出可以擊發的自制槍械,同樣受嚴格管制的發射藥它也不可能輕易獲取。盡管以現有的技術來說3D打印槍支並行刺存在可能性,但這種可能性也微乎其微。
以當地新聞媒體拍攝到的照片為例,我們可以看到行刺的兇器由兩個金屬管、一個基座與一個難以分辨材質的握把組成。首先,我們可以排除兩根金屬管由3D打印制造——金屬管前端有明顯的機加工痕跡。其次,我們看到的照片顯然是開火之後的畫面,而3D打印的基座幾乎不可能承受得住這樣的工作強度,3D打印的嫌疑也同樣可以排除。至於握把部分,有一說一,確實可以通過3D打印技術制造。
但平心而論,我們會因為汽車的方向盤的按鈕使用3D打印技術制造而將這臺車稱作3D打印汽車嗎?很顯然這是不合適的。整件事中最有可能使用3D打印技術制造的應該是行刺所使用的自制彈藥的彈托。但就算如此,我也不認為“使用3D打印槍支行刺”這樣的說法是正確的。
整件事極有可能是部分媒體因為實在沒有活兒,為熱度而編造出來的“大新聞”。畢竟現在網傳的消息都在標題中帶有一個“疑”字。猜測嘛,大不之後澄清就是。
3D打印的積極意義
雖然說這種“先上車再補票”的報道有損新聞的事實性,但也確實重新喚醒大眾對3D打印技術的印象。經過多年的發展,和誕生之初相比,3D打印技術已經進行多次技術改進。在誕生之初,3D打印技術采用的是紫外光固化技術:由光纖或其他技術控制的紫外光精確地照射在光固化反應液中,照射到的地方固化成為固體,照射不到的地方則以液體形式排出。這種3D打印方式其實也與CNC減材制造有異曲同工的地方,但無論是加工精度還是加工時效都遠遠低於傳統加工。
現在我們常見的3D打印技術普遍使用的是熔融沉積法:電機帶動供料頭在三維空間移動,供料頭加熱熔化打印物料,將其“擠”在特定位置上,等待冷卻口成型。雖然這種3D打印方式依舊需要消耗大量的時間,以至於我們網上看到的3D打印視頻普遍都是延時拍攝的倍速畫面。但不可否認的是,對於那些小產量的產品來說,3D打印在經濟和時效上都有自己的優勢。
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舉個例子:小雷想做一個固定架把AirTag固定在自己的自行車坐墊下。如果采用傳統加工方式,小雷需要手工制作一個木質固定架樣品,矽膠制作粗模具,用粗模具制作細樣本,用細樣本制作鋁制細模具,再用細模具制作最終的塑料固定架。而如果中途有任何一個環節需要調整,小雷隻能全部推翻重頭做起。
當然,小雷也可以向工廠提要求,讓工廠的師傅幫我開模註塑生產,但這背後的成本需要一次性生產成百上千個才能平攤,但小雷隻有一輛自行車,根本劃不來。
此時3D打印的優勢就體現出來,小雷可以跳過模具階段,直接在電腦上做出模型切片後打印。就算效果不理想,在電腦上調成後重新打印就行。買一臺打印機確實不便宜,但和好幾天的時間成本或工廠的開模成本相比,一臺二手打印的價格就顯得“和藹可親”。
3D打印改變未來
這也是我認為3D打印技術是制造業其中一個巨大轉折點的原因。現代3D打印機的出現,將制造的門檻大幅降低。小公司可以使用3D打印技術快速迭代產品原型,醫療行業可以依靠3D打印技術定制因人而異的植入方案,即使是一般用戶也能用3D打印實現一些以前不敢想象的“小手工”,比如打印一個100%適配自己手型的鼠標外殼或真無線耳機。
就像打印機改變文字傳遞方式一樣,面向消費者的3D打印機也將徹底改變未來制造業的經營形式,傢庭式的小作坊在未來也註定會被以3D打印為首的個人“打印”設備所取代。3D打印技術並不屬於工業革命,但3D打印技術一旦普及,它將重新洗牌整個制造業。
技術不分好壞,我們不應將3D打印與槍擊事件、槍支泛濫等現象畫等號。更何況這一次,3D打印真的不背鍋。