最具市場潛力的3D打印設(shè)備精選

隨著3D打印技術(shù)的“入世漸深”，越來越多的行業(yè)也都開始逐漸接受這一新技術(shù)帶來的各種“便利”。人們自然會對設(shè)備產(chǎn)品的要求不斷提高，這就催促著更多的行業(yè)企業(yè)開始改進(jìn)自己的產(chǎn)品以達(dá)到廣大客戶的需求。今天，就讓我們一起來縱觀全球，看看最近市面上有出現(xiàn)了哪些“高大上”的產(chǎn)品。

　　Imprimere公司的混凝土3D打印機(jī)

　　迄今為止，由于認(rèn)識到了用3D打印這種方式建造房屋的好處，世界上已經(jīng)出現(xiàn)了許多開發(fā)相應(yīng)設(shè)備，也就是混凝土3d打印機(jī)的企業(yè)。近來，小編又發(fā)現(xiàn)了這樣一家企業(yè)，它就是瑞士的Imprimere公司。

　　據(jù)了解，目前，Imprimere已經(jīng)完成研發(fā)的混凝土3D打印機(jī)有三款，分別是2156型、1063型和185型。它們?nèi)渴志薮?mdash;最大的2156體積為20米x14米x9.5米，打印尺寸為5.75米x6米x6.25米；中型的1063體積為20米x7米x9.5米，打印尺寸為5.75米x2.96米x6.25米；最小的185體積也有15米x6.5米x4米，打印尺寸為2.5米x2.96米x2.5米。

　　這三款機(jī)器均采用了經(jīng)典的笛卡爾龍門架構(gòu)，可在兩條軌道上自由移動(dòng)，所以能在已打印完成部分固化的同時(shí)沒有妨礙地繼續(xù)打印其它部分，效率相當(dāng)高。另外，它的成本效益也很明顯。正如上圖所示，建造的物體越大，相比于傳統(tǒng)建筑方式，它能節(jié)省的成本就越高。據(jù)悉，目前已有意大利公司采購了1063型3D打印機(jī)，據(jù)稱商業(yè)效果不錯(cuò)。

　　萌的不行：三緯國際推出da Vinci miniMaker

　　2016年6月29日，臺灣3D打印機(jī)生產(chǎn)商三緯國際（XYZprinting）宣布推出其最新產(chǎn)品da Vinci miniMaker 3D打印機(jī)。這也是該公司第一款專門針對教育市場發(fā)布的3D打印機(jī)，因?yàn)樵陂_發(fā)設(shè)計(jì)中專門考慮了STEAM（科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)）教育方面的應(yīng)用，適用對象為相關(guān)的教師、學(xué)生和家長等。

　　由上述可知，da Vinci miniMaker是一款很適合初學(xué)者使用的3D打印機(jī)，它的目的就是要使實(shí)踐教育盡可能地簡化，通過各種3D打印應(yīng)用吸引年輕學(xué)生，幫助他們在STEAM教育中獲得協(xié)作和解決問題的技能。此外，作為三緯國際很受歡迎的da Vinci系列產(chǎn)品的最新一款，miniMaker繼承了很多上代產(chǎn)品很有用的特性。據(jù)了解，剛剛推出的miniMaker上安裝了非常方便的自動(dòng)校準(zhǔn)系統(tǒng)，其最大3D打印尺寸為5.9×5.9×5.9英寸（約合15×15×15厘米）。此外，為了保證用戶和周圍環(huán)境的安全，miniMaker將只能兼容三緯國際專有的線材，這些線材每一種都經(jīng)過了有效測試，以確保它不含塑化劑和重金屬。

　　據(jù)該公司稱，盡管da Vinci miniMaker是為輔助STEAM教育而設(shè)計(jì)開發(fā)的，但是該3D打印機(jī)的應(yīng)用并不局限于此。另外，那些購買該產(chǎn)品的顧客還將獲得該公司的整個(gè)“教育生態(tài)系統(tǒng)”，其中包括XYZmaker、XYZprinting STEAM和XYZ 3D Gallery。其中XYZmaker是一款直觀的三維建模軟件，主要供年輕的學(xué)生使用；而XYZprinting STEAM則包括專門為K-12各年級學(xué)生開發(fā)的3D打印課件和相應(yīng)的項(xiàng)目；最后，XYZ 3D Gallery將使學(xué)生和老師能夠訪問超過4,500個(gè)免費(fèi)的3D模型，這些模型涉及九個(gè)類別，包括教育項(xiàng)目、藝術(shù)設(shè)計(jì)、玩具和游戲等。另外值得一提的是，da Vinci miniMaker的零售價(jià)僅為229美元，這個(gè)價(jià)格真的非常實(shí)惠。該產(chǎn)品目前僅能在美國通過亞馬遜（Amazon）網(wǎng)站預(yù)購，發(fā)貨日期預(yù)計(jì)為2016年秋天。

　　浙大與MIT攜手打造xPrint

　　浙江大學(xué)與美國麻省理工學(xué)院的學(xué)生團(tuán)隊(duì)共同開發(fā)了一款名為“xPrint”的智能3D打印設(shè)備，率先實(shí)現(xiàn)了只用一臺設(shè)備就可打印從樹脂到微生物活細(xì)胞的多種液體材料，引起科學(xué)界和設(shè)計(jì)行業(yè)的巨大興趣。6月29日，xPrint領(lǐng)銜開發(fā)者、浙大計(jì)算機(jī)學(xué)院博士生王冠云透露：“你可以在實(shí)驗(yàn)室里操作一臺專門的設(shè)備打印出一個(gè)人體器官，但如果又想打印巧克力蛋糕，恐怕就得再另買一臺專用3D打印設(shè)備。”

　　相比之下，xPrint擁有全新設(shè)計(jì)思路，從打印器官到打印巧克力蛋糕只需更換一個(gè)模塊。王冠云介紹，用液體材料進(jìn)行3D打印時(shí)需要考慮的關(guān)鍵因素是液體如何凝聚為固體。有的液體在高溫下凝固，有的則需要低溫，有的液體材料需要在紫外線照射下才會凝固。針對這些脾氣各異的液體材料，xPrint都有對應(yīng)的3D打印模塊——有的帶有風(fēng)扇，有的可以發(fā)出紫外線，有的可以使兩種液體融合……這些模塊通過磁鐵連接到機(jī)器主體上，安裝拆卸非常方便。除了硬件，xPrint還擁有相應(yīng)的軟件，把設(shè)計(jì)圖紙轉(zhuǎn)化為機(jī)器可以讀懂的語言。xPrint還極具創(chuàng)客氣質(zhì)：它的硬件和軟件都是開源的，人人都能參與開發(fā)，進(jìn)一步豐富其功能。

　　目前已有幾位時(shí)尚設(shè)計(jì)師、平面藝術(shù)家以及專門從事藥品生產(chǎn)的科學(xué)家體驗(yàn)了xPrint，他們一致認(rèn)為，這款3D打印機(jī)可以提高工作效率，還降低了實(shí)驗(yàn)室購買儀器設(shè)備的成本。王冠云表示看好xPrint的商業(yè)化前景。

　　俄羅斯團(tuán)隊(duì)開發(fā)的碳纖維3D打印機(jī)

　　根據(jù)國外媒體報(bào)道，一個(gè)俄羅斯研發(fā)團(tuán)隊(duì)目前正在研發(fā)能在國際空間站（ISS）使用的3D打印機(jī)。設(shè)計(jì)人員表示，他們的打印機(jī)將使用復(fù)合打印材料在太空直接生產(chǎn)電池、天線以及CubeSat立方體納型衛(wèi)星所需的技術(shù)部件。該項(xiàng)目將結(jié)合斯科爾科沃基金會（Skolkovo Foundation）常設(shè)公司Sputnix和Anisoprint，以及莫斯科理工大學(xué)的研究成果。

　　Sputnix公司主要進(jìn)行高科技微衛(wèi)星組件的開發(fā)，并在2014年發(fā)射了俄羅斯首個(gè)私人地球遙感衛(wèi)星。Anisoprint主要生產(chǎn)高性能纖維增強(qiáng)塑料。該合作項(xiàng)目旨在克服外太空制造生產(chǎn)過程中遇到的難題，如創(chuàng)傷、尺寸限制以及將新材料發(fā)送至軌道等。美國已經(jīng)在國際空間站開發(fā)了一款目前正用于試驗(yàn)項(xiàng)目的3D打印機(jī)。在2014年推出的、由NASA和美國太空制造公司（Made by Space）生產(chǎn)的3D打印機(jī)使用塑料線材，能打印原型和備用小零件。

　　在今年4月，NASA安裝了另一臺由美國太空制造公司生產(chǎn)的增材制造設(shè)備（AMF）3D打印機(jī)。該AMF 3D打印機(jī)也能制造工具并提供維護(hù)，并對第三方開放使用，在太空3D打印物體。而該俄羅斯團(tuán)隊(duì)計(jì)劃進(jìn)行兩種材料組合打印，并最終實(shí)現(xiàn)小型衛(wèi)星部件的打印。雖然許多其他3D打印機(jī)使用熔融塑料，這款3D打印機(jī)結(jié)合了熱塑塑料與持續(xù)加固碳纖維材料。據(jù)說這種復(fù)合結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)的熔融塑料硬度強(qiáng)10倍。設(shè)計(jì)人員表示這款3D打印機(jī)能被用來生產(chǎn)反射器、天線以及太陽能面板。

　　Anisoprint公司主管Fyoder Antonov表示：“我們發(fā)明的3D打印機(jī)和NASA所使用的3D打印機(jī)的根本區(qū)別在于，我們的打印機(jī)能使用復(fù)合材料：不僅僅是塑料，還包括持續(xù)加固碳纖維材料。我們希望能通過我們的設(shè)備，直接在太空軌道上，通過碳纖維增強(qiáng)塑料打印衛(wèi)星部件。”

　　強(qiáng)大的石灰石3D打印裝備Novi

　　目前處理這個(gè)世界上的垃圾比以往任何時(shí)候都更重要。例如，在石灰石采石行業(yè)，已被認(rèn)定有價(jià)值的垃圾大約占80%到90%。為了持續(xù)處理這大量寶貴的石灰石垃圾，Jack Biltcliffe與ASTUDIO及波特蘭雕塑和采石信托機(jī)構(gòu)共同合作開發(fā)出了Novi。這是一種新的3D打印裝置，被用于地面上的石灰漿擠壓工作。這個(gè)項(xiàng)目目前已經(jīng)成為倫敦布魯內(nèi)爾大學(xué)（Brunel University London）本科學(xué)位項(xiàng)目的一個(gè)重要部分。

　　波特蘭島周圍已建成石灰石采石產(chǎn)業(yè)。波特蘭石是一種受歡迎的石灰石，一些著名的建筑，如圣保羅大教堂（位于英國倫敦）就是使用它作為建筑材料的。通過在波特蘭島接觸某些機(jī)構(gòu)如波特蘭雕塑和采石信托機(jī)構(gòu)（PSQT），這個(gè)項(xiàng)目已經(jīng)能夠與采石場合作并參與島上令人激動(dòng)的再生項(xiàng)目。這個(gè)項(xiàng)目的目的是通過對采石過程中產(chǎn)生的廢料進(jìn)行再利用，并將其3D打印成雕塑作品，來為波特蘭島上的資源再生提供幫助。

　　通過一系列的迭代實(shí)驗(yàn)，一個(gè)石灰膏擠出工藝被開發(fā)出來，它是倫敦布魯內(nèi)爾大學(xué)本科學(xué)位重點(diǎn)項(xiàng)目的一部分。起初開發(fā)人員觀察到在石塊切割過程中細(xì)粒度的石灰石可以與冷卻液混合，形成石灰石漿液。漿液之后被干燥，然后完全硬化結(jié)合在一起。這種干燥漿液的方法可以被用于糊膏擠出，甚至可用于最終的3D打印。而純石灰?guī)r3D打印的試驗(yàn)面臨許多挑戰(zhàn)。例如，打印的對象一旦與水接觸就會再次瓦解成泥漿。結(jié)構(gòu)試驗(yàn)還表明，純石灰?guī)r部件的張力極弱。通過添加其他化合物來優(yōu)化該材料的開發(fā)工作一直在持續(xù)，目前已經(jīng)有積極的結(jié)果。

　　3D打印石灰石物體的第一次物理實(shí)驗(yàn)涉及到一臺Mendel90桌面3D打印機(jī)，該機(jī)器使用10ml注射器作為一種控制糊膏擠出的方式。經(jīng)過優(yōu)化注射器裝置并設(shè)法成功地用石灰石打印，開發(fā)人員很快就發(fā)現(xiàn)由于干燥時(shí)間比較長，如何安全獲得打印對象是一個(gè)問題。小尺寸的試驗(yàn)對象必須干燥超過12個(gè)小時(shí)后才能被處理或從建造板上移除。這意味著由于打印品需要干燥，3D打印機(jī)不能長時(shí)間使用。為了減少打印機(jī)上的等待時(shí)間，需要進(jìn)一步研究該機(jī)器的三軸運(yùn)動(dòng)機(jī)制。為此研究人員們選擇了類似SCARA機(jī)器人的機(jī)械控制方式。SCARA機(jī)器人通常被用作流水線上的搬運(yùn)機(jī)器人，它雙臂可以通過協(xié)作定位XY位置。開發(fā)人員在此基礎(chǔ)上開發(fā)出了一種被稱為Novi的定制CARA機(jī)器臂。與傳統(tǒng)的3D打印機(jī)不同的是，它并沒有被限制在一個(gè)固定的構(gòu)建板上，而是任何平面都可以成為一個(gè)構(gòu)建板，之后打印機(jī)可以移動(dòng)到一個(gè)新的構(gòu)建板上。一個(gè)更大版本的糊膏擠壓機(jī)緊接著Novi被開發(fā)出來，使其可以進(jìn)行更大尺寸的打印。新的擠出系統(tǒng)是建立在以前的系統(tǒng)上的，一個(gè)200ml容量注射器被安裝在機(jī)械臂末端。選用注射器的好處是易于使用、價(jià)格便宜，而且便于控制。

　　理光最新金屬3D打印機(jī)欲替代金屬注射成型技術(shù)

　　雖然適合小批量生產(chǎn)的金屬3D打印正在變得越來越受歡迎，但它并非唯一一種日益普及的金屬制造技術(shù)。比如金屬注射成型（MIM），這是將金屬顆粒、聚合物有效地與注塑成型結(jié)合在一起的技術(shù)。2012年MIM技術(shù)的市場大約為15億美元，目前仍在以兩位數(shù)的速度增長。為了替代這一技術(shù)，日前日本知名打印技術(shù)公司理光剛剛披露了他們設(shè)計(jì)的一款最新的金屬3D打印機(jī)，這款機(jī)器也使用了樹脂粘合劑來幫助在高度精細(xì)的3D打印過程中金屬顆粒更加高效地?zé)Y(jié)在一起。

　　當(dāng)然這并不是理光公司第一次涉足3D打印技術(shù)，作為一家全球知名的辦公設(shè)備及光學(xué)機(jī)器制造商，理光公司之前就已經(jīng)推出過一款大尺寸、高分辨率的理光AM S5500P SLS 3D打印機(jī)現(xiàn)在一些時(shí)間。不過該公司的雄心顯然不止于此，在本周舉行的日本第27屆設(shè)計(jì)暨制造解決方案展（2016年6月22～24日于東京有明國際會展中心舉行）上，理光公司就展示了其最新開發(fā)的金屬3D打印機(jī)的一些制造樣品。該打印機(jī)使用在金屬顆粒上施以薄樹脂覆膜處理的材料。理光表示，此次是為了調(diào)查是否有接受的用戶而展出的，目前尚未決定是作為3D打印機(jī)產(chǎn)品來銷售，還是作為原型服提供，這也是正在調(diào)查的內(nèi)容。

　　據(jù)了解，理光的這款尚未露面的3D打印機(jī)采用了在金屬粉末上涂布粘合劑的粘合劑噴射方式，粘合劑的樹脂作為“納米級樹脂覆膜”，事先在金屬粉末表面形成。然后向覆膜噴射油墨，利用油墨使樹脂覆膜之間溶解、凝固。凝固后，在燒結(jié)爐中使樹脂成分揮發(fā)，從而使金屬粉末相互融合，獲得金屬成型品。與利用金屬粉末與樹脂的混合物實(shí)施射出成型的MIM方式相比，理光技術(shù)所需的樹脂量可減少至1/10左右，因此無需在燒結(jié)前實(shí)施去除樹脂的工序。而且也不需要模型。理光公司宣稱其“有望成為MIM的有力替代技術(shù)”。由于屬于粘合劑噴射方式，因此無需實(shí)施支撐部的造型及去除工序，這也是該3D打印機(jī)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。金屬粉末可由理光提供，此外還可對用戶正在使用的金屬粉末涂布樹脂后供應(yīng)。