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3D打印是增材制造的俗稱，其核心是數(shù)字化、智能化制造與材料科學(xué)的結(jié)合，是一種嶄新的市場(chǎng)從萌芽期進(jìn)入成長(zhǎng)期的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。激光快速成型在航空航天、汽車、船舶制造領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)巨大和在其他領(lǐng)域的擴(kuò)展，以及該技術(shù)帶來(lái)的新市場(chǎng)，激光快速成型技術(shù)的空間巨大，具有廣泛的應(yīng)用前景。加快3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展，推動(dòng)我國(guó)由“工業(yè)大國(guó)”向“工業(yè)強(qiáng)國(guó)”的轉(zhuǎn)變，發(fā)展3D打印產(chǎn)業(yè)，可以在提升我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)水平的的同時(shí)有助于功克技術(shù)難關(guān)，并且易形成新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。
目前，國(guó)內(nèi)很多科研院校已邁出了實(shí)質(zhì)性的步伐，部分企業(yè)也在3D打印技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域有所斬獲，3D打印技術(shù)正被社會(huì)大眾所接受，并被廣泛地運(yùn)用到航空航天、汽車零部件、重大裝備、文化創(chuàng)意、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。
中央政府對(duì)3D打印技術(shù)等新興產(chǎn)業(yè)高度重視，去年工信部就曾表示將加大對(duì)3D打印產(chǎn)業(yè)支持力度，不過(guò)目前仍處于摸底階段，并無(wú)具體的扶持政策出臺(tái)。但是，一些地方政府已經(jīng)先試先行，江蘇省等就已經(jīng)出臺(tái)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的配套政策。
3D打印技術(shù)與機(jī)器人結(jié)合，被認(rèn)為是推動(dòng)全球新一輪產(chǎn)業(yè)革命的重要推動(dòng)力。無(wú)疑，3D打印技術(shù)與機(jī)器人都代表了未來(lái)全球制造業(yè)發(fā)展的方向，也是我們之所以相繼成立中國(guó)3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟和中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟的主要原因，希望充分整合這兩個(gè)行業(yè)的資源，能夠盡快形成合力，集中攻克技術(shù)難關(guān)，推動(dòng)資源共享，在我國(guó)產(chǎn)業(yè)升級(jí)和結(jié)構(gòu)調(diào)整中發(fā)揮引領(lǐng)作用。
用機(jī)器人去實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化3D打印
智能家電供貨商iRobot認(rèn)為，上述問(wèn)題可能會(huì)成為未來(lái)3D打印機(jī)與個(gè)人自動(dòng)化生產(chǎn)活動(dòng)的阻礙，因此提出了一個(gè)全自動(dòng)化機(jī)器人3D打印機(jī)(fullyautomatedrobotic3Dprinter)專*申請(qǐng)，這類系統(tǒng)可在不需人工介入的情況下完成所有零件的印制，也可以搭載品質(zhì)控管功能，以降低使用印制組合零件可能導(dǎo)致的成品故障風(fēng)險(xiǎn)。
iRobot的3D打印機(jī)不僅可以打印物體，還可以組裝它們。制造Roomba的iRobot公司已經(jīng)申請(qǐng)了一項(xiàng)3D打印機(jī)專*。這種打印機(jī)可以自動(dòng)制造出最終產(chǎn)品，不需要你再手工裝配。因此，它可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化3D打印所需的人工活動(dòng)，并生產(chǎn)出更完整的產(chǎn)品，避免裝配中的人為錯(cuò)誤。
舉例來(lái)說(shuō)，3D打印機(jī)通�？梢源蛴∫惠v玩具車的車輪、車身和車軸，然后你再把它們組裝成一個(gè)成品。但是使用iRobot公司的專*，打印機(jī)可以利用接頭、接縫、緊固件把部件組合在一起——據(jù)說(shuō)在產(chǎn)品制造過(guò)程中，這正是“經(jīng)常出問(wèn)題”的一個(gè)環(huán)節(jié)。
根據(jù)iRobot的專*申請(qǐng)書(shū)，該種3D打印機(jī)有兩個(gè)六軸機(jī)械手臂(主與副)負(fù)責(zé)在生產(chǎn)過(guò)程執(zhí)行特定任務(wù)。其中主機(jī)械手臂的主要目的是支撐那些正在經(jīng)由FDM制程或擠壓機(jī)印制的零件，然后讓它們?cè)诓煌墓ぞ哳^(負(fù)責(zé)打磨、鉆孔等工序)之間移動(dòng)；副機(jī)械手臂可協(xié)助撿拾與布置那些零件、壓力測(cè)試硬件、外加線路，并與主手臂協(xié)同合作調(diào)整那些零件擺放的方向。
iRobot的專*申請(qǐng)書(shū)也指出，使用者能采用陶瓷、ABS、硅膠、橡膠、塑料以及各種化合物材料來(lái)制作物品，亦可采用低熔點(diǎn)的導(dǎo)電金屬取代纜線。為了提升印制零件的品質(zhì)，該公司還提議為打印機(jī)配備掃描儀或是攝影機(jī)，用以檢查零件缺陷；兩個(gè)機(jī)械手臂能協(xié)助移動(dòng)成品通過(guò)雷射掃描儀或攝影機(jī)，以比對(duì)物體形狀尺寸是否與計(jì)算機(jī)繪圖樣本相符，并產(chǎn)出分析報(bào)告以在未來(lái)提升制作精密度。
由于iRobot專*申請(qǐng)書(shū)中描述的3D打印機(jī)具備全自動(dòng)化功能，可望提升這種設(shè)備在商業(yè)與工業(yè)化領(lǐng)域的接受度，也會(huì)是一些創(chuàng)業(yè)者的理想選擇。據(jù)了解，軍事領(lǐng)域也對(duì)這樣的設(shè)備有興趣──事實(shí)上，iRobot就是與美國(guó)國(guó)防部契約合作商Raytheon一起合作開(kāi)發(fā)該打印機(jī)。目前并未有官方消息指出這種3D打印機(jī)何時(shí)問(wèn)世，但專*申請(qǐng)書(shū)顯示目前已有原型產(chǎn)品。
在目前的工廠自動(dòng)化制造過(guò)程中，大多數(shù)機(jī)器人的裝配功能都很有限。iRobot打印機(jī)的優(yōu)勢(shì)則在于可以保持裝配的靈活性，只要有指令就可以自動(dòng)完成工作。當(dāng)然，這種打印機(jī)不會(huì)很快進(jìn)入家庭，但它可能會(huì)給需要靈活裝配產(chǎn)品的工廠帶來(lái)重大影響。
用3D打印機(jī)去制造機(jī)器人
在機(jī)器人學(xué)領(lǐng)域有一種新的進(jìn)步正在成型。這種新興科學(xué)——軟機(jī)器人學(xué)，旨在消除仍然存在于人離開(kāi)和機(jī)器人之間的物理差異。
直到目前，機(jī)器人仍然外觀堅(jiān)硬，材質(zhì)比人體軟組織強(qiáng)硬無(wú)數(shù)倍。因而機(jī)器人在通常的形態(tài)上與人類沒(méi)有絲毫相似之處。
使用3D打印和生物金屬取得了進(jìn)展，可能距離使用多材料3D打印創(chuàng)造出真實(shí)的工作智能機(jī)器人將不再遙遠(yuǎn)。使用這樣的系統(tǒng)可以使設(shè)計(jì)師將剛性3D打印骨骼和關(guān)節(jié)無(wú)縫連接到靈活的3D打印制成的軟組織上-通過(guò)生物金屬伸進(jìn)和肌腱提供動(dòng)力，精確地嵌在復(fù)雜分支旁道內(nèi)部。
日前法國(guó)一位名叫蓋爾·朗葛文的雕塑家僅花了800美元（約合人民幣4975元）就自創(chuàng)了一臺(tái)真人大小的機(jī)器人，所需材料僅包括一臺(tái)3D打印機(jī)、一些電機(jī)以及電路板等。
朗葛文是2012年開(kāi)始利用業(yè)余時(shí)間制造這臺(tái)機(jī)器人的，并給它取名為InMoov。目前InMoov已經(jīng)有了頭部和手臂，其身體軀干部分也即將完成，這些身體組成部分可以使機(jī)器人移動(dòng)。
朗葛文承認(rèn)自己在制造機(jī)器人方面還是一個(gè)新人，為了讓機(jī)器人的手臂可以移動(dòng)，在制造過(guò)程中朗葛文還自學(xué)微控制器的使用方法。盡管朗葛文的發(fā)明看起來(lái)有些像科幻小說(shuō)里的機(jī)器人，不過(guò)他對(duì)InMoov的看法卻是相當(dāng)?shù)赜腥ぁ?/p>
