【3D打印高端演讲】美国Drexel大学Jack Keverian：3D打印的挑战和机遇

【导读】 6月下旬，世界3d打印大会在青岛举行。南极熊3D打印网也到了现场进行了大量的报道，详情请看南极熊报道 http://www.dddyin.com/forum-103-1.html 。南极熊作为一个3d打印的专业媒体平台，一直致力于推动中国3D打印行业的发展。希望下面的一些内容对大家有所启发。


Jack Keverian：大家早上好，今天想给大家介绍几个所选的增材制造过程当中的挑战和机遇，我是Jack Keverian，来自于美国Drexel大学。给大家介绍一下我的资质，为什么可以来讲3D打印。在这个过程当中，我有25年的经验，我以前在GE工程部门，后来是美国Drexel大学的教授，之后我成为了一个3D打印的倡导者。在这个大学我也是教这个课程的，这么多年我这个课程从这个原形转向的快速的部件的制造这些话题，我也是在中国，在92年的时候第一位3D打印的演讲嘉宾，在96年和2004年都演讲过，而且我也在阿尔尼亚对这个话题进行了演讲，我也是3D制造协会的会员。

我在95年的时候，从Drexel大学退休，我们要和当前的大规模的制造业流程来进行对比，我们现在这个生活的标准也是规模经济的一个结果，也是大规模的制造，我们日常的产品带来了生活质量的提升。产品大规模的生产，是基于这个标准，可以相互更换的，可以更替的这些部件。其实最早的大规模的生产可以是最受到中国欢迎，战国时期中国已经有了一些大的制造的过程。

可以看到SLA，后来它把所有的层都进行了固化，实现了整体的打印，这个过程需要软件的开发，建立起数字的模型。这个多层的结构，这里面有很多的挑战，在很多的制造过程当中都应用了它来生产零部件的设备。增材制造有一些特殊的特征，这些部件达到一定的规模水平才可以实现。

我建议要发展的领域，我们要选择一部分的规模和增材制造的领域，这样才能够促进未来效益的提升。

我想给大家建议，我觉得全面的技术经济的分析是非常必要的，在投入时间和资金之前，我们必须要选择最适合自己生产的零部件。

这里面谈到了我们应用的这些大规模部件制造的领域。大家都非常的熟悉，所以我就不会一个个去读，在我为大会提供的论文当中，大家可以找到我们比较适用的零部件的清单。

现在这个3D打印其实它是最早的平面分层打印，它可以提供很多的大规模生产的基础，这个部分呢，它是通过增材的方式，并不是去除材料的方式来进行打印或者制造的。其中一些流程，它的一些特征其实可以是非常适用于零部件的制造，比如说像塑料部件的制造，还有工具和模具的制造，还有金属件以及铸件的制造当中都可以使用到3D打印。

我们谈到在这个塑料部件，它也是大规模生产零部件领域非常重要的部分，它的可用性以及材料的多样性增加了初始的资本投入，最初的资本投入它最终能够实现成本的减少，也就是通过单位成本的减少实现了投资的回报。

在右边我们可以看到增材的生产它的一个特殊的情况，首先我们要去开发新的材料，而且要开发出低成本的计算机控制的，没有工具就可以生产相应的零部件，还有将来要复制的机器，另外要开发一些生产力比较强的一些机床工具。

另外就是粉末的使用，现在所有的金属件都是要大规模地生产，这就需要我们将来在利用粉末制作产品的时候具有非常好的高性能的物理特性。在这方面也是有一个最开始初始的投资成本，你必须要有一定的规模才能减少你每个单位产品的成品。另外增材制造也有一些挑战。首先我们应该增加它的密度，有的时候需要增加，有的时候需要减少。另外如何来开发一些低成本的计算机控制的自动增材制造的机器。有的时候我们可能是选择逐层的打印还是烧结的做法，这个是需要我们在将来考虑的。另外还有一些模具，我们大学也在这方面做了一些研究，在论文当中也谈到了这一点。

另外这个模具以及铸件也需要比较高的精度，另外一些铸造的工具、金属的模具都需要高的精确度。另外我们也需要考虑到成本的问题，特别是初始的投资成本和单位的成本，右边是我们的一些机会，将来需要更加强调低成本的一些增材的工艺，另外要开发一些不是用激光的工艺，这样的话才能更好地进行制造。

现在我想来再强调刚才说过的一点，我们大规模的生产已经成功了，因为他可以满足大规模的市场。另外他也可以使我们标准化，减少成本，如果说对于某一个产品的需求少的话，我们的设计，大规模的生产工艺就可能会造成单位成品的成本过高，这样的话就不利于我们的生产。大规模的生产在我们的文化的进步方面有很重要的作用，这些工艺在我们的生活会产生非常大的影响，在今后也会继续产生很大的影响。

为了要大规模制造定制化的产品，我们要减少相关的一些机床的工具，这样的话，我们现在的一些做法往往是层叠地制造，将来我们要增加将来一台打印机可以同时打印多个部件的能力，这样的话呢，我们可以用计算机的一些辅助软件来帮助我们达到这一点。如果说我们将来能够做到这一点的话，我们就可以做一些牙套，用立体的SLA的技术或者其他的一些技术，在美国我们已经做到了这一点。在新墨西哥我们每天生产4万个牙套。