知道吗，你今年有可能穿上3D打印的鞋子。制造业将在2017年年底前迎来里程碑式的转变–批量生产打印的零部件。到目前为止，这个概念听上去都有些矛盾，因为3D打印一直主要用于生产样品和定制零部件。但是，随着3D打印技术领域实现了突破性创新，我们终将看到一些原来难以实现的设计逐渐变为真正的消费品。从长期来看，这也意味着以前无法生产的产品终于能生产了，某些产品的生产地在地理上也离消费者更近了。
我手头有两种产品采用了这种新技术，二者材质截然不同，一个是塑料，一个是钢。产品之一是阿迪达斯跑鞋，采用3D打印的格状鞋底，状似裸露的植物根须，仿佛生命机体一般。另一项是3D打印的钢铰链，其表面布有极其精细的纹理，仿佛自然沉积的砂岩，完全不像锻造出来的，此外与其他金属零部件并无二致。这个钢铰链的三块活动部件巧妙地拼接在一起，传统制造工艺很难实现。
3D打印迄今已有20多年历史，而目前为止，这项技术的应用范围还仅仅局限于制造新奇玩意、样品、工厂机器上的小部件，或是造价高昂的专用零部件，比如假肢的零件、喷气式飞机引擎的燃料喷嘴等。多年来，阿迪达斯一直在寻找能够满足制造运动鞋需求的3D打印技术，他们最终与创业公司Carbon Inc.达成合作，后者迄今共获得了2.22亿美元融资。Carbon摒弃了逐层缓慢喷涂塑料粉的方式，采用“数字光合成”(Digital light synthesis)打印机，利用紫外线和氧气将液态塑料固化。这种制造方式速度快，成本低，产品质量也很好，至少在生产数万件某一特定物品时，与模压塑料相比很有竞争力。
为什么是现在？传统制造业需要制模、浇铸和机械加工，因此前期的时间和金钱成本都较高。大批量生产时当然无须担心，而一旦产量较少，成本就有些过于高昂了。而3D打印最终解决的是如何用更便宜耐用的材料，大幅加快生产过程。
惠普公司(HP Inc.)和Desktop Metal公司正在利用真正的喷墨打印机技术。惠普的多喷射融合(Multi Jet Fusion)打印机售价为13万美元起，会喷出真正的吸热墨水到塑料粉末基底上，可以一次性打印出多层0.1毫米厚的材料。Desktop Metal的制造级系统售价36万美元起，使用喷墨打印机喷射粘合剂将金属微粒吸附在一起，然后在类似烤箱的地方融合。这种技术与时下颇受DIY族欢迎的3D打印技术截然不同，后者使用的更像是一种热胶枪。惠普与Desktop Metal公司都在打破3D打印的传统，摒弃“剃须刀与刀片”商业模式──许多3D打印公司正是采用这种模式，通过销售专门的打印材料来赚钱。目前，惠普正与巴斯夫(BASF SE)以及其他50多家公司展开合作，这些公司将为惠普的3D打印机提供粉状塑料。Desktop Metal使用的则是粉状金属，这是一种很常见的材料，一般用于金属粉末注射成型等技术。
裕克施乐(Oechsler AG)的技术高级副总裁Matthias Weisskopf表示，明年，人们将在日常生活中见到各种各样的3D打印产品，汽车零部件就是其中之一。该公司正在为阿迪达斯建造工厂，为德国汽车制造商生产零部件。卡特彼勒公司(Caterpillar Inc.)的全球售后零配件战略总监Don Jones表示，另一个重大变革就是3D打印产品将替代建筑设备上的金属配件。
对这两家公司来说，使用3D打印也意味着进一步拉近制造业和终端消费者的距离。卡特彼勒的问题在于，更新维修设备意味着要维护成本高昂、散布各地的零部件仓库网络。公司希望用按需打印的零部件取而代之。目前，阿迪达斯正在德国和美国亚特兰大建造“速度工厂”(Speedfactories)，按需生产商品。阿迪达斯并未公布3D打印运动鞋的售价，但表示将按照“premium”高端系列对其定价。公司预计今年年底前将发货大约5,000 双，2018年底前发货量将超过10万双。
不过，3D打印想要成为制造业的主流，依然面临许多障碍。捷普(Jabil Circuit Inc.)的全球自动化副总裁John Dulchinos表示，与以前的3D打印技术相比，新技术确实大幅降低了单个零部件的成本；但是，当产量超过两万时，这种成本优势就荡然无存了。捷普是美国的一家消费电子产品制造商，产品包括迪斯尼主题公园腕带、有联网功能的运动短裤等等。目前，该公司正尝试使用惠普与Desktop Metal的打印机来制造生产部件。
在传统制造业中，制造模具和加工的成本可以分摊到每个零部件中，产量越多，成本越低。而使用3D打印技术，无论产量是一个还是一万个，成本基本都一样。还有另外一个大问题。这些零部件尚未接受极端耐用测试认证，而这种认证是汽车等行业必须考虑的。Dulchinos表示，这些材料还有很多测试没有做。“这是一个‘有待证明’的行业。”他说。福特汽车公司叠层制造研究的技术负责人Ericen Lee表示，正是由于这个原因，福特虽然从3D打印技术问世以来就一直在探索应用该技术，却从未出售过使用3D打印零部件的汽车。
不过，写文章期间，我自己做了一些不太科学的测试，本来以我的经验看来，3D打印产品肯定经受不住考验。我穿上阿迪达斯的跑步鞋，在城市街头跑了很长时间，我以为这双鞋子跑着跑着就会四分五裂，然而并没有。我还用锤子敲了敲钢铰链。我虽然不像John Henry(美国民间传说中的非洲裔英雄人物)一样孔武有力，但力气也不小，结果钢铰链依然完好无损。(转载自华尔街日报中文网)
