無論是哪一種新型的高端技術，其最終的歸宿都是投身于產品服務之中,，3D打印也不例外,。而隨著這項技術的逐漸進步，現(xiàn)在的3D打印已經能夠廣泛應用于汽車,，輪船以及航空航天和電子產品,、機械產品等各大領域。如今，我們看到了全球各大企業(yè)開始將3D打印正式應用到自己的產品生產以及設計之中,，并創(chuàng)造了廣泛的市場效應,！
汽車零件巨頭德爾福CLIP 3D打印案例解析
如今，在2015年大肆宣傳的超快速3D打印技術CLIP已經進入市場應用,，但是由于其制造商Carbon公司對使用了該技術的M13D打印機采用了只出租不銷售的業(yè)務模式,，導致這款新產品在一定程度上仍然被籠罩在神秘之中，尤其是對美國以外的市場,。我們只能從這家公司以案例形式慢慢對外發(fā)布的其早期客戶使用情況對其進行了解,。今天，為您介紹的CLIP技術最新應用案例來自世界上最大的汽車零部件制造商之一德爾福汽車系統(tǒng)（Delphi Automotive）公司,。目前,，德爾福正在使用CLIP 3D打印技術制作原型，同時也在考慮將其用于短期生產,。由于CLIP技術的非層積性質,，M1是唯一一款能夠3D打印具有各向同性零件的3D打印機，也就是說其打印出來的3D對象的微觀纖維會均勻地朝向各個方向,。而且,，除了在類似技術中通常見到的UV固化劑之外，該技術使用的光聚合物中還包括還包括一種可以通過熱激活的反應性化學物質可以增加打印對象的強度,。于是,，CLIP技術不僅3D打印速度快，能夠在幾分鐘內生成3D對象,，而且使用M1 3D打印出來的零部件在物理屬性上跟注塑成型件也很相似,。
德爾福公司是在2015年秋天收到其M1 3D打印機的。由于CLIP 3D打印技術能夠達到的上述物理屬性,，德爾福已經能夠使用該技術來制造功能原型,。該公司稱，這是他們以前使用的3D打印平臺所做不到的,。德爾福公司的增材制造經理Jerry Rhinehart詳細闡述了他們是如何使用該技術來制造功能原型的：“我們很興奮能夠用M1將我們的工作擴展至功能原型——在此之前我們一直做不到這一點——并尋求新的制造機會,。這主要得益于我們使用Carbon的技術所能夠實現(xiàn)的材料和機械性能。傳統(tǒng)的3D打印材料只能提供我們需要用來制造功能和最終零部件的機械性能的大約 50%,。我們當前正在用M1打印一批連接器和其它電氣組件,，而這些部件將會于今年6月份被安裝到一個由25輛汽車組成的車隊上以進行道路和驗證測試?！?/p>
據(jù)悉,，德爾福3D打印的部件中包括布線扣眼，這是使用Carbon公司的聚氨酯彈性體（EPU）材料打印的,；電連接器,，使用的是硬質聚氨酯（RPU）,；外罩（在產品裝配中保護對象）,，使用的是柔性聚氨酯（FPU）,。除了其機械性能之外，CLIP技術3D打印的對象表面分辨率也很高,，這使得用CLIP技術打印的原型非常類似最終產品,。另外,，這項技術的精確性也使其非常適合用來制造像電連接器這樣的對象，因為像這種部件往往相當復雜,，而且擁有鎖扣設計，那些精度稍低的3D打印技術都不可能完成,。如今,，盡管借助M1 3D打印機德爾福已經降低了原型模具的制造成本，并且將原型模具的等待時間從6到12周縮短至接近為零,，但是這家汽車巨頭并不滿足,，他們正在考慮將其用于最終部件的生產。注塑成型的經濟性為該公司的大批量生產提供了堅實的基礎,，而借助CLIP,，德爾福將有可能進一步將業(yè)務擴張至那些只需要小批量生產的新領域。同時,，工程師們也正在使用該技術設計那些使用傳統(tǒng)制造工藝不可能實現(xiàn)的新產品,。
WATG設計出世界第一棟自由形態(tài)3D打印住宅
日前，全球著名酒店設計公司WATG在一次主題為設計出世界第一座自由形態(tài)3D打印住宅的比賽中贏得第一名,。此次比賽廣邀來自世界各地的建筑師,、設計師、工程師和藝術家,，大家共聚一堂,，討論如何讓3D打印技術為提升建筑環(huán)境服務。比賽由3D打印公司Branch Technology公司舉辦,參賽的唯一要求是設計出一棟600至800平方英尺的獨家住宅,，而且此設計需涉及傳統(tǒng)建筑美學,、人類工程學、建筑和建筑體系,。比賽要求參賽者提交有關房子所有方面的概念上的解決方案,。例如，外體結構應考慮的材料應用,、門窗布局與結構,，同時住宅內部要有一間廚房、浴室,、客廳和臥室,。此外,，建筑結構需解決力學、電學,、管道,、照明等問題，同時要為被動式太陽能設計策略留出空間,。
WATG團隊的成員主要來自芝加哥,，包括Daniel Caven、Chris Hurst,、Miguel Alvarez和Brent Watanabe,。得獎作品名為“曲線的誘惑”。此方案由兩部分構成：內部核心和外體結構,。開放而光線充足的內部居住空間通過被動策略保護居住者不受惡劣天氣的影響,，同時與外部空間和大自然本身相連通。外體由雖簡單卻經過仔細計算的拱門構成,，這讓房子呈現(xiàn)出一個獨特的有機面貌,。據(jù)了解，這棟房屋已經在Branch Technology的實驗室里處于開始規(guī)劃階段,，預計將在2017年正式啟動3D打印,。
空中客車披露其開發(fā)的全3D打印無人機Thor
自2014年以來，航空制造巨頭在3D打印技術的應用方面就表現(xiàn)出了加速的趨勢,。當時該公司在其A350客機上安裝了一個3D打印的鈦金屬客艙支架,，并將這首個3D打印的備件用在了加拿大越洋航空（Air Transnat）的一架飛機上。自那時以來,，關于空客集團應用3D打印技術的各種新聞就層出不窮,，我們也報道了很多，比如在一周前,，該公司就申請了一項可以3D打印整個飛機機身的技術專利,。如今，僅僅一周之后,，空客又披露了一條與3D打印有關的新聞,。日前，在德國Innovation Days 2016活動中,，空客公司負責新興科技和概念的負責人Peter Sander透露,，該公司已經設計、制造,，甚至成功測試了一架完全3D打印而成的無人機（UAV）,。
據(jù)了解，這架3D打印的無人機被命名為Thor,，即Test of High-tech Objectives in Reality（高科技對象的現(xiàn)實測試）的首字母縮寫,。Sander稱,，這架無人機將作為空氣動力研究的高風險測試平臺，并以此來進一步驗證這架3D打印的概念無人機的可行性,。Thor無人機由大約50件3D打印的部件組成,，簡單地說，除了兩部電動馬達和遠程控制系統(tǒng),，這架無人機的所有部件都是3D打印的,。而且未來空客還會根據(jù)實驗測試結果持續(xù)對其進行快速迭代開發(fā)。由于得益于3D打印技術,，這種迭代的速度往往以天計,，而不是以前的要花上幾個月的時間。據(jù)悉,，空客開發(fā)人員對這架無人機的首次測試是在去年11月,，該飛機連續(xù)飛行了40公里，從漢堡飛回了他們在德國Stade的工廠,。除了此次成功的試飛之外，空客還為這架無人機在整個2016年規(guī)劃了18項實驗任務,。
這架Thor無人機機身重量約為25公斤,，機身長約4米，翼展也有大約4米,。而且這項開發(fā)計劃是由空客多個部門協(xié)作完成的,，比如空客防務與太空（Airbus Defense & Space）公司和空客直升機（Airbus Helicopters）公司都有參與。此外,，Thor的制造成本估計在2萬歐元左右,，對于像這樣的飛行測試平臺來說已經很便宜了。
Summit割草機公司使用3D打印改進制造工藝
從2008年開始,，總部位于美國密西西比New Albany的Summit割草機公司就一直致力于打造更加方便的割草機設備——遙控割草機,。這也是該公司創(chuàng)始人John Wright的畢生追求，他從上世紀九十年代起就開始實驗遙控割草機的原型,。就在最近,，這家小企業(yè)接觸到了3D打印技術，并突然意識到這種技術能夠幫助自己縮短很多耗時的工藝過程,。不過出于謹慎,，該公司并沒有出錢購買自己的3D打印機，而是選擇使用了在線3D打印服務平臺i.materialise提供的按需服務,，通過其自己的割草機下單定制3D打印的支架,。
據(jù)了解，每部割草機在使用過程中經常要面對灰塵,、震動和可能出現(xiàn)的漏油等不利因素,，對于該公司來說,，就必須在這種情況保護支持割草機遙控功能的電路板不至于受到影響。為了做到這一點,，Summit割草機主要通過伺服來控制搖桿開關,，而后者控制著整個設備電氣系統(tǒng)的供電。這個時候,，伺服臂需要正好定位在搖桿開關的正確位置,，否則它將無法正常工作。在使用3D打印之前,，這一過程必須通過手工使用被稱為墊片的細條材料來完成,，這樣做不僅不精確，而且更加耗費時間,。而現(xiàn)在,，該伺服系統(tǒng)被安裝在一個用SketchUp設計的特制3D打印托架上。Wright和他的團隊對于SketchUp這款3D建模軟件很熟悉,，因為在此之前他們用過該3D建模軟件來設計激光切割金屬零件,。當Wright決定在2008年市場崩潰后創(chuàng)立Summit割草機公司時，他花了近四年時間來研發(fā)他的產品：一款裝備著寬寬的橡膠履帶,，可以攀爬40至50度斜坡的遙控無人割草機,。此外，為了節(jié)省公司的開發(fā)時間和金錢,，這款割草機是在零轉割草機的基礎打造的,，而并非從頭開始設計。
Summit割草機的客戶大多數(shù)是那些需要維護一些陡峭山坡的市政機構,。比如美國國家公園管理局（National Parks Service）最近就購買了一臺Summit割草機,，來幫助維護納切茲小徑（Natchez Trace），這是一條很有歷史意義的森林步道,，風景優(yōu)美,，長達440英里，從田納西州的坎伯蘭一直連接到密西西比河,。由于國家公園管理局也負責白宮的維護,，Wright他的機器能夠有一天用來為總統(tǒng)剪草。
杜魯門號航母上設計的3D打印件在空間站上用
美國海軍杜魯門號航空母艦上有一個3D打印實驗室,，船上的水手們借助它發(fā)明了一種很有用的小裝置Tru Clip,，這是一個形狀小巧的8字形塑料件，迄今已經為海軍節(jié)省了數(shù)千美元,。據(jù)該航空母艦3D打印實驗室的Casey Staidl少尉介紹,，當時這艘船上的戰(zhàn)斗部門詢問3D打印實驗室是否可以解決船上的一種常見的問題——他們使用的手持對講機上的扣環(huán)經常損壞。為了解決這個問題,，Staidl和3D打印實驗室的其他三個水手反復思考,，終于拿出了這種實用且廉價的設計Tru Clip,。Staidl說，每個Tru Clip的3D打印成本大約6美分,，遠遠低于海軍替換一個扣環(huán)通常所花費的615美元,。在過去的三個月里，這艘船為此已經節(jié)省了大約12000美元,。
他說,，自從設計出了了Tru Clip之后，杜魯門號只訂購了兩個昂貴的扣環(huán),，而這兩個扣環(huán)也只是存起來當備件來用,。Staidl說，隨著該設計在艦隊上越來越普遍地使用,，海軍很可能會節(jié)省更多的金錢,。有趣的是，杜魯門號航空母艦已經將該設計的數(shù)字文件發(fā)送到了國際空間站,，那里的宇航員將用空間站上的3D打印機將其打印出來并用在自己的工作里,。
根據(jù)計劃，空間站可能會在6月17日3D打印出第一個Tru Clip,，這個時間正好與白宮贊助的國家制造周（National Week of Making）的日期一致,，這個活動是美國政府為了鼓勵本國的發(fā)明家和創(chuàng)新者而設立的。據(jù)了解,，杜魯門號是美國海軍10艘航空母艦中第一個配備3D打印機的。另外兩艘航空母艦Essex號和Kearsarge號上也配備了3D打印機,。3D打印實驗室的主管Petty Officer Jerrod Jenkins說,，這一試點項目的主要目的是確定3D打印機對于艦隊的實用性。到目前為止,，該3D打印機已經通過各種實際應用已經證明了它的用處,。比如它已被用于為船上的麻醉師快速制造軟管固定裝置，制造防止人們撞到重要開關的開關蓋等,。Jenkins希望有一天能夠用3D打印機取代海軍當前用于存儲備用零件的巨大儲藏室,。