設計師愛3D打印

邱月燁

3D打印一直充滿著爭議，經濟學人把3D打印譽為第三次工業革命，硅谷導師、《連線》雜志主編克里斯.安德森辭職投入3D打印的創業；但鴻海集團的創始人郭臺銘卻沒把3D打印放在眼里，他說，如果3D打印能引領第三次工業革命的話，將把自己的姓“郭”字倒著寫。那么，3D打印到底能發揮多大的作用？

有意思的是，扛起3D打印革命大旗的，或許不是那些引領科技潮流的極客，而是在設計部門里進行著天馬行空創意的工程師和設計師們。“3D打印能讓更好的產品以更快的速度和更低的成本走進市場，這是革命真正發生的地方。” 世界最大的3D打印機生產商Stratasys產品執行副總裁Ofer Shochet告訴《二十一世紀商業評論》（以下簡稱《21CBR》）記者。目前，Stratasys的市值大約為60億美元。從過去幾年的數據來看，Stratasys的毛利率保持在50%左右。

3D打印所帶來的設計革命，不僅被Kickstarter上的創客們用來制造富有創意產品并獲得融資，還發生在那些知名的大公司和機構內部——美國國家航空航天局（NASA）、賓利、寶馬、蘭博基尼、捷豹路虎、施樂、雀巢、阿迪達斯……它們來自各行各業，包括航天航空、汽車、建筑、消費品、醫療（特別是牙科）等，多數的共同點是：個性化程度高或在設計與研發環節需耗費大量時間和金錢。

Stratasys對其眾多不同領域客戶在將3D打印用于設計流程前后所花費的時間進行了對比，得出以下結論：相比工業設計領域此前使用的粘土模型，能夠節省96%的時間；相比航天航空業此前使用的二維激光切割，能夠節省75%的時間；而相比于噴射造型法與數控加工，能夠節省43%的時間；相比汽車業此前使用的鋁加工工藝，能夠節省67%的時間……蘭博基尼設計實驗室在使用了3D打印進行模型設計后（一般來說他們會使用碳纖維增強復合材料來制作和加工模型），其成本從4萬美元減至3090美元（減少92%），花費的時間從120天減至20天（減少80%）。

《21CBR》記者來到Stratasys位于香港的辦公室時，Ofer Shochet剛在香港設計營商周主題為“3D立體打印——驅動設計超越極限”的科技與設計論壇上做完演講，主題為《多材料3D打印與數字材料革命》。在Stratasys辦公室的打印與模型陳列室里，有近十臺3D打印機正在工作中，發出嗡嗡的聲音。Shochet拿來一個只有普通輪胎十分之一大小的模型，這個外殼為橡膠、輪轂為塑料的輪胎模型手感頗沉，摸起來非常平滑。Shochet介紹道，打印這樣一個輪胎模型只需不到一天的時間。而這個輪胎模型，正是被用于賓利汽車的設計模型。大衛.海沃德是賓利汽車設計工作室的運營和項目經理，在設計過程中，海沃德會根據整車大小，等比例縮小打印約為十分之一的汽車部件模型，“一旦這些十分之一大小的模型設計獲得通過，我們就繼續用3D打印制作出三分之一大小的模型，甚至是全尺寸大小的零部件。”

不過相比于汽車行業，建筑行業對于模型的需求大得多。每一個建筑設計項目都需要制作精細的建筑模型，工作量與耗費的時間、金錢都非常高。對于想要贏得更多生意的建筑師事務所來說，3D打印模型非常實用，這項技術使得模型的靈活性和制作效率大大提升。

Rietveld Architects 建筑師事務所的合伙人Margaret 和 Rijk Rietveld 在幾年前通過與NASA的來往而開始認識 3D 打印技術，NASA向他們分享了一些3D 打印模型，這讓Rietveld Architects看到了此新技術在極大提高建筑領域生產率和創新性方面的潛力。

在一般的項目執行過程中，Rietveld Architects與其他建筑公司一樣，會構建眾多細致程度高和規模較大的模型，以幫助客戶形象化各類設計。此前，他們也是以手工方式構建這些模型—— 需要兩名員工花上超過兩個月的時間來切割、裝配和修整由硬紙板、泡沫板和樹脂玻璃構成的組件。然而，手工制作這些復雜零件會導致模型不夠精細，創造力也有限，因此有時展示的模型無法充分突出設計的賣點。

幾年前，當建筑行業的發展開始放緩時，Rietveld 認為使用3D打印技術的時機已到，并將其作為使公司從競爭中脫穎而出的一種手段，同時提高模型生產的質量和生產率。與手工制作相比，3D打印的靈活性和效率都更高，“項目進行過程中，客戶經常會要求更改設計或是想知道某些特定的改動會對整體效果產生怎樣的影響，” 事務所的一個合伙人 Piet Meijs說，新模型可由單個員工在僅僅數小時內創造和成型，“3D 打印讓我們能夠很快構建出全新的模型，這總能讓客戶震驚不已。”

Rijk Rietveld表示，目前全球只有不到百分之一的建筑師事務所使用了 3D 打印，設計師們對該技術持保留態度的原因是擔心所得到的模型不夠完美。對于3D打印技術來說，這是一個硬傷。因為無論3D打印技術每一層可以打印得多么薄，速度多么快，終究還是一層層疊加黏合而成型的，其質量與外觀無法跟一體成型比擬，許多打印出來的物件表面免不了有一層層的線條（也與所使用的打印材料有關）。但就一般模型、零部件來說，目前好一些的3D打印機打印出來的質量和外觀已相當不錯，在Stratasys辦公室，《21CBR》記者就看到一個3D打印而成的吹風筒，十分堅固，日常使用是沒有問題的。

大多數情況下，3D打印的質量已能夠滿足設計師們的要求。Rietveld 會通過修改原型的設計規格、保留細節（文件像素越高打印質量越高）等方法來保證更好更精細的打印效果。