編者按：3D打印曾經(jīng)被炒作得非常厲害，一度被譽(yù)為第三次工業(yè)革命的未來,。只是最近幾年的現(xiàn)狀有點(diǎn)骨感,，除了小規(guī)模地打印一些塑料原型以外，還看不到3D打印能從根本上改變制造現(xiàn)狀的機(jī)會(huì),。不過這家由“3D打印”這個(gè)名詞的提出者參與的初創(chuàng)企業(yè)有望取得突破,，因?yàn)樗麄兊募夹g(shù)可以快速、低成本,、大規(guī)模地制造出金屬零件,。《連線》雜志介紹了相關(guān)技術(shù),，并認(rèn)為這有可能會(huì)顛覆未來的工廠形態(tài)。

工廠，工業(yè)革命的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn),，也是生產(chǎn)力的大教堂,，其設(shè)立是為了給專業(yè)流程找到庇護(hù)所，同時(shí)鼓勵(lì)勞動(dòng)分工,。

在《國(guó)富論》的第一頁(yè)闡明其職能的亞當(dāng)·斯密舉了一個(gè)很著名的例子,，大頭針工廠：“我見過一個(gè)這種小工廠，只雇用十個(gè)工人,，因此在這一個(gè)工廠中,，有幾個(gè)工人擔(dān)任二三種操作。這十個(gè)工人每日就可成針?biāo)娜f八千枚……如果他們各自獨(dú)立工作……那末,，他們不論是誰,，絕對(duì)不能一日制造二十枚針，說不定一天連一枚針也制造不出來,?！?/p>

但是工廠的好處也暗示了其局限。工廠沒有辦法可再編程：要想制造不同的產(chǎn)品,，工廠必須更換不同的機(jī)器,。因此，第一個(gè)交付的產(chǎn)品要比第100萬個(gè)昂貴許多,，而創(chuàng)新也受制于資本性支出的需求,，速度從來都不是很迅速的。此外,，專業(yè)化迫使跨國(guó)企業(yè)在全球范圍內(nèi)的供應(yīng)鏈和倉(cāng)庫(kù)流轉(zhuǎn),，因?yàn)樯唐繁仨氝\(yùn)輸和存放,。

這一切都即將改變。在另一場(chǎng)工業(yè)革命中,，人類正在以新穎的方式制造新東西,，而且做出來的形狀是迄今為止不可能實(shí)現(xiàn)的，他們利用的是一種狂熱已經(jīng)退卻的技術(shù)：3D打印,。這個(gè)夏天,，我在麻省伯靈頓參觀了制造業(yè)的未來，那里是初創(chuàng)企業(yè)Desktop Metal的總部所在地,，后者制造的是制作金屬零件的打印機(jī),。公司成立于2016年，由連續(xù)創(chuàng)業(yè)者Ric Fulop以及4名MIT教授（其中包括“3D打印”這個(gè)詞的發(fā)明者Emmanuel Sachs）一起創(chuàng)立,。Desktop Metal已經(jīng)從KPCB,、通用電氣、寶馬以及福特等投資者募集了2.77億美元的資金,，估值已超過10億美元,。

要想理解Desktop Metal的機(jī)器為何如何重要，有必要理解“不是革命的3D打印革命”,。在5年前所有圍繞著3D打印的泡沫中,，其實(shí)3D打印機(jī)挺令人失望的：大多數(shù)消費(fèi)者并不需要3D打印機(jī)做出來的東西，而制造商想要的東西3D打印機(jī)根本造不了,。

使用桌面3D打印機(jī)的創(chuàng)客運(yùn)動(dòng)愛好者及成員通常要花費(fèi)幾千美元來打印數(shù)字設(shè)計(jì)的塑料零件,。像MakerBot的Replicators這樣的機(jī)器會(huì)對(duì)聚合物進(jìn)行加熱然后噴射材料到打印機(jī)噴嘴上；但是3D打印的聚合去基本上只對(duì)原型有效,，因?yàn)榭雌饋肀容^粗糙,、廉價(jià)、不像成品,。另一方面,，像GE這樣先進(jìn)的制造商管理的是舉行打印機(jī)，其造價(jià)往往超過百萬美元,，但是制造出來的高價(jià)值部件卻很有限,。其“增材制造”機(jī)器采用激光或者電子束將金屬粉末熔為復(fù)雜形態(tài)；但盡管該過程可制造出價(jià)值350萬美元的飛機(jī)引擎的噴嘴,，但卻是緩慢,、昂貴并且危險(xiǎn)的。（通常增材制造機(jī)器必須將金屬熔到真空中,，因?yàn)槿绻龅窖鯕獾脑捜刍慕饘贂?huì)爆炸,。）

3D打印可變革制造業(yè)。但是從手機(jī)殼到螺旋槳到鉆頭——幾乎企業(yè)制造的一切東西往往都是由金屬或金屬?gòu)?fù)合物等其他材料構(gòu)成的,。Desktop Metal希望服務(wù)金屬制造這一龐大的中間市場(chǎng),，因?yàn)槠鋬r(jià)值超過了萬億美元,。公司CEO Fulop說，“在3D打印的前20年時(shí)間里,，這一技術(shù)太慢且非常昂貴,，所以主要用途僅限于原型制作。而在今天,，3D打印終于開始用到大規(guī)模制造上面了,。”3D塑料打印和增材制造的隊(duì)伍日益龐大,，但目前Desktop Metal是唯一聚焦于3D金屬打印的公司,，他們的估值也反映出其擁有的知識(shí)產(chǎn)權(quán)的價(jià)值。

一個(gè)叫做托架的3D打印分布裝配,，該部件被用于保護(hù)SawBlaze格斗機(jī)器人的刀片,。因?yàn)楦穸窓C(jī)器人經(jīng)常會(huì)被撞擊，所以托架并且非常堅(jiān)固牢靠,，同時(shí)還要抗腐蝕和高溫,。

打印金屬很困難。機(jī)器沒法像桌面3D打印機(jī)噴射聚合物那樣擠出金屬溶液,，因?yàn)闄C(jī)器得在超過幾千華氏度的高溫下操作。Fulop一邊介紹Desktop Metal的創(chuàng)新,，一邊引導(dǎo)我參觀公司60000平方英尺的廠區(qū),，在那里3D打印機(jī)悄然在玻璃柜背后鑄造出金屬部件，工程師則在皺著眉頭構(gòu)思設(shè)計(jì)和代碼編寫,。

該公司的機(jī)器采用了一種名為“粘合噴射打?。╞inder-jet printing）”的技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)是由Ely Sachs在1989年提交的第一批3D打印專利中首先提出來的,，做法是將金屬粉末與粘合聚合物結(jié)合起來,。在聚合物硬化之后，就進(jìn)入到所謂的“燒結(jié)”階段,，將聚合物燒掉并且將金屬融為一體,。

在被問到為什么3D金屬打印到現(xiàn)在才變得可行而在1989年為什么不行時(shí)，Sachs猜測(cè)也許是因?yàn)椴牧献兊酶阋硕壹夹g(shù)也成熟了,，“包括非常非常高速的噴墨打印以及燒結(jié)技術(shù),，這些都是工藝流程必不可少的一部分?！钡荢achs認(rèn)為主要原因是沒人更早地看到了它的潛能：“大家對(duì)打印金屬零件有一種懷疑的態(tài)度：表面上點(diǎn)頭認(rèn)可,，但你能看到他們嘴里的假笑?！?/p>

Desktop Metal將出售兩種機(jī)器：桌面型的“Studio”,，售價(jià)是120000美元,，可以制作金屬原型，以及工業(yè)級(jí)的“Production”系統(tǒng),，售價(jià)為75萬美元,，這將是第一款支持大規(guī)模生產(chǎn)的金屬3D打印機(jī)。Studio系統(tǒng)利用噴嘴噴射金屬粉末與粘合聚合物的混合,，其模式由一份數(shù)字文件指定,，并且以“單程噴射”沉積粘合劑，每一層的厚度只有50微米,。這個(gè)過程要比激光型增材制造機(jī)器快100倍,，而且價(jià)格要便宜80%。GE的機(jī)器一天也許能制造12個(gè)液壓系統(tǒng)分路閥箱,，而相同時(shí)間內(nèi)Desktop Metal的數(shù)量是546個(gè),。

Desktop Metal預(yù)計(jì)其Production系統(tǒng)將在2019年下半年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，但是首批供貨對(duì)象將是它所謂的“先驅(qū)”制造商,，比如正在探索3D打?。ㄖ辽偈遣糠植考┦欠癖葌鹘y(tǒng)制造或者增材制造更便宜、更快速,、更靈活的福特,、Milwaukee Tool Corporation等企業(yè)。像Google和美敦力這樣的企業(yè)已經(jīng)購(gòu)買了Studio來進(jìn)行將在未來銷售的設(shè)備的設(shè)計(jì)和原型開發(fā),。

為什么要關(guān)心什么是數(shù)字化金屬加工的未來,？工廠帶來的主要好處之一是它將不同類型的生產(chǎn)流程都安排在了一起。每一個(gè)階段都是高度相互獨(dú)立的并且需要緊密的協(xié)調(diào),。但是Fulop認(rèn)為他的3D金屬打印機(jī)將會(huì)推翻那些舊的假設(shè)：裝配線將會(huì)整合,，供應(yīng)鏈會(huì)縮編，而大規(guī)模生產(chǎn)將定制化,?！霸诮裉欤患夜究赡茉谝粋€(gè)地方制造引擎而在另一個(gè)地方生產(chǎn)醫(yī)療影像設(shè)備,。到了本世紀(jì)中葉,，制造商將會(huì)在任意地方造每一種產(chǎn)品，然后通過打印大部分零件并在bending進(jìn)行最后組裝來適應(yīng)當(dāng)?shù)厥袌?chǎng),?！币?yàn)榇蛴〉某杀靖蛴《嗌俨考年P(guān)系不大，制造創(chuàng)新將會(huì)變得更廉價(jià)更快速,。

Desktop Metal正在開發(fā)生成式設(shè)計(jì)程序,，其演進(jìn)算法可生成常見部件的新形式。我站在該公司的設(shè)計(jì)師Andy Roberts背后目睹了這種創(chuàng)新性,，只見他輸入了一個(gè)汽車踏板的參數(shù),，然后一個(gè)奇怪的原生對(duì)象就從他的工作站屏幕上長(zhǎng)出來了,。我在想，未來發(fā)明家也許會(huì)利用生成式程序和粘合劑噴射打印老設(shè)計(jì),、測(cè)試和制造產(chǎn)品,，而且那種東西的形態(tài)只能靠3D打印才能做出來。技術(shù)的結(jié)合將會(huì)讓公司制造出有著藝術(shù)的錯(cuò)綜復(fù)雜或者生物的幾何形狀的金屬或者復(fù)合物體,，有著新的功能和屬性的部件,。

到2050年工廠仍將存在：屆時(shí)大家將會(huì)在里面操作制造特殊產(chǎn)品的機(jī)器。你很難完全想象一個(gè)廉價(jià),、高容量,、大規(guī)模生產(chǎn)的3D打印成為常態(tài)的世界其經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)會(huì)怎樣。不過我們可以猜一下,。設(shè)計(jì)師會(huì)比機(jī)械師更令人受尊敬,。產(chǎn)品將適應(yīng)本地的需求和偏好，并且外觀是原生的,。倉(cāng)庫(kù)會(huì)變少：工廠本身會(huì)變得更多,、更小而且基本上是無聲的，他們的機(jī)器會(huì)由一個(gè)高度技術(shù)性的協(xié)會(huì)悄悄地照料著,。

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編譯組出品,。編輯：郝鵬程。