量产4D跑鞋背后：先进制造我们还有多远
（作者：王征）
还记得产量稀少被超高的3D打印鞋底的Adidas跑鞋吗？今年阿迪达斯准备把产能提升到百万双，3D打印这种原本只能定制少量加工的技术正在大规模工业化。3D打印行业的趋势到底什么样？一年一度的TCT3D打印展已经落幕了，与最开始的热闹喧嚣相比，经过几年的沉淀，3D打印行业现状要清晰很多，尤其是面向工业生产等核心领域的产品与应用越来越多、越来越广。
基础研究的重要
3D打印的技术类型目前已经很明确了，现在创新的技术不是没有，而是很少。加州大学伯克利分校与利沃莫尔国家实验室合作，在今年一月发表最新的光固化3D打印技术，就是利用一个投影机和一瓶光固化树脂就可以打印，整个技术原理类似逆向的CT（X射线断层扫描），相关的论文已经发表在《科学》杂志上。
光固化树脂在小瓶里，一边转动一边定型，相当于反向的CT
基础研究少不了细分领域。在金属3D打印的过程中，目前遇到的一个非常大的挑战是会产生气泡，进而产生蜂窝样的结构影响3D打印的质量，这种缺陷只有通过γ探伤才能发现，非常影响金属3D打印的应用。卡内基梅隆大学联合美国能源部阿汞国家实验室的科学家对这个问题进行了研究，最终认为是当激光烧结的时候慢速移动，强大的激光可能会令加热的金属粉末液体沸腾导致这个问题出现。这一研究结果也发表在《科学》杂志上。
可以说3D打印如何更好的服务人类社会，就在于这些基础性的研究。我们的基础性研究投入还不够，更多的是在产业端拼产品，这是现阶段国内现状，我们要想在未来工业4.0、5.0上实现跨越，就需要更多的基础研究然后进行成果转化，这也需要高校的重视，尽快的在国内实现产学研的流程化。
材料定义未来
刚有3D打印的时候，不过ABS和PLA两种常见材料，后来光固化技术带来了光固化树脂、金属烧结的钛合金粉末。现在3D打印正在呈现多元化。
以FDM技术为例，除了ABS和PLA这两个便宜的常见材料，其它更多的材料正在研发当中。PLA在加热挤出的过程中有材料变脆的问题，现在的尼龙材料就在材料强度、弹性上给予了用户更多的发挥空间。水溶性材料让用户无需再去费力的拆除3D打印的支撑材料，现在甚至还有材料可以让FDM技术的层不那么明显、适合在室外使用等等。
阿迪达斯3D打印的中底
Nike 3D打印鞋面的马拉松跑鞋，购买门槛对成绩要求非常高
在金属3D打印领域，过去的材料都集中在钛合金粉末，因为钛合金材料性能好且轻。但是很多环境需要其它的材料，比如不锈钢，现在也有了针对3D打印应用的粉末。还有就是树脂材料也有了烧结的粉末。文章标题中阿迪达斯的4D跑鞋中底就是打印出来的。之前产能不高这鞋价格炒的很贵，今年有望把产能提高到百万双来让更多人拥有，这是3D打印这种技术大规模工业化生产一个非常典型的案例。
现在不仅仅是普通的3D打印企业在找材料，包括BASF这种全球化工领域最大的康采恩，也投身到3D打印领域当中。这种巨无霸级别的企业一旦发动全力，无论是资本还是材料性能的研究、掌握程度，都不是目前的3D打印企业能够对抗的。
软件助力梦想
梦里我有个很好的主意，要实现怎么弄？从3D建模开始，到最后模型打印出来，我应该用什么技术、什么材料？3D打印过程怎么跟着监控？这些3D打印流程端的软件现在成为关键。
这方面的创造创新一直是3D打印行业的角度。MakerBot尽管定位不高，但是也在推出准工业级的产品，称之为先进制造中心。这套中心其实是借鉴了母公司Stratasys的技术，可以实现多个零件在多个打印机的分布式打印，一个iPad就可以完成很多工序。
目前比较成熟的是Materialise的全套流程，这个公司是整体化的软件解决方案，解决的就是本大段开头提出的问题。Materialise的软件流程全面精细，并且对最终结果实现控制的非常得当.Materialise展示的3D打印成品，有非常多让人“眼前一亮”的感觉。
四代工业，我们能通过3D打印跻身全球技术领先的强国吗？
3D打印经过四五年的发展壮大，现在在工业、医疗、教育等领域的实际应用越来越多。就目前来看，3D打印的相关基础探索还没有全部完成，但是工业化产业化已经有了很多成熟的领域，并且展露出未来的无限可能，注定将成为下一次工业腾飞的主角之一，我国要想把握住未来20年工业的大趋势，跟住先进制造的潮流，3D打印领域的投入显然还要加大，在未来的世界从制造到智造的变革当中，成为大国和强国。
《3D打印世界》——中国3D打印行业第一本专业读物（点击可在线阅读）
搜索官方微信账号：“3D打印世界”，新鲜、有料、深度3D打印资讯，尽在3D打印世界！
