3D打印并不是一项新技术，但最近几个领域的进步使业余爱好者和企业更容易使用它。OB欧宝娱乐体育与其他科技行业相比，它仍然是一个小行业，但大多数分析师都认为它有很大的潜力。但是自由设计师和软件工程师的潜力在哪里?
Toptaler的一位同事几周前问了我这个问题，因为我曾经为几家出版物报道3D打印。我没有明确的答案。我不能只列出商业机会，因为这是一个利基行业OB欧宝娱乐体育，具有有限的上行空间和大众市场吸引力。更重要的是，3D打印仍然不是一项成熟的技术，这意味着对于愿意冒险的设计师和开发人员来说，没有太多的标准化和在线资源。
然而，这并不意味着没有商业机会;OB欧宝娱乐体育它们确实存在，但数量有限。在这篇文章中，我将尝试解释是什么使3D打印行业不同，以及什么自由职业者可以期待前进。
3D打印爱好者和企业OB欧宝娱乐体育
首先，我认为我们需要区分3D打印或增材制造行业中两个非常不同的利基市场。
在频谱的一端，你有无数的硬件爱好者，软件开发人员和设计师致力于开源项目。的RepRap项目这种精益和开放的方法比业内任何类似的倡议都更好地体现出来。RepRap代表复制快速原型机，它基本上是一项基于熔丝制造(FFF)技术开发廉价打印机的倡议。从本质上讲，这是熔融沉积建模(FDM)技术，但RepRap不能使用这个名称，因为它是由Stratasys商业化的。当该公司的FDM专利到期时，FDM被开源社区所接受，尽管是以不同的名称。
RepRap计划的一个值得注意的特性是自我复制;该项目的最终目标是制造出一台最终能够自我复制的3D打印机。我们还没有做到这一点，但一些RepRap设计允许用户打印四分之三的打印机。你仍然不能打印挤出机和电动伺服，但这是一个开始。
然而，RepRap从未被认为会取得商业上的成功。它是作为一个技术第一的项目创建的，所以它从来都不是以消费者为中心的。这一切都是为了开拓各种技术，并以低成本将它们推向爱好者市场。RepRap从来就不是摇钱树。
那么大企业呢?OB欧宝娱乐体育许多行业先驱已经成为3D打印的重量级人物。这些公司包括Stratasys、3D Systems、Ultimaker和Printbot。RepRap打印机仍然占据着很大的市场份额，而且它们并没有被专有平台挤出市场。事实上，为了保证兼容性，大多数供应商别无选择，只能采用一些RepRap标准。
然而，仅仅列出3D打印公司及其各自的市场份额并不能描绘出全貌。例如，RepRap仅限于FFF技术，这是目前应用最广泛的3D打印技术。问题是FFF打印机有很多限制，这意味着它们不能用于许多行业。
不同的技术适用于不同的应用
为了更好地了解那里有什么，我们需要看看目前可用的3D打印技术。如果您不是一个硬件极客，这可能看起来不太有趣，但了解各种打印技术之间的区别是很重要的(我将尽量使这一节简短)。
- FFF/FDM通常依赖于打印机挤出机加热的热塑性“灯丝”，然后再沉积到打印床上。大多数FFF打印机依赖于ABS和PLA塑料长丝，但最新型号也使用聚碳酸酯(PC)、高密度聚乙烯(HDPE)、高冲击聚苯乙烯(HIPS)长丝。有些人甚至用金属线代替塑料，而另一些人则用锯末来制作准木质物体。有些甚至可以打印食物，巧克力，意大利面等。
- 颗粒打印机是不同的野兽，因为他们的材料不是灯丝，但通常是粉末状金属。这些打印机往往是基于激光技术(尽管它们与办公室激光打印机没有太多共同之处)。他们使用强大的激光选择性地融合颗粒材料。有几种方法可以做到这一点:选择性激光烧结(SLS)打印机通过“烧结”过程融合小金属颗粒，而选择性激光熔化(SLM)打印机则将粉末熔化。电子束熔化(EBM)打印机在真空环境中用电子束撞击金属粉末
- 立体光刻(SLA)打印机利用光将液体原料转化为固体。这些打印机在精度和单次生成复杂对象的能力方面有许多优势，因为SLA打印在大多数情况下不需要struts或支持。缺点是材料的选择非常有限。它们通常是外来的液体聚合物，不能用于打印金属或巧克力。
还有一些3D打印技术，但我认为没有必要在这篇博客文章中涵盖所有这些技术。
所面临的挑战
那么，为什么我们不在家里和办公室里摆弄3D打印机呢?为什么我们不能像打印发票、表格和电子邮件那样打印物品呢?3D打印短期内不会成为主流，这里有一些需要首先解决的挑战和问题。
- 昂贵的硬件
- 有限的用户基础(与传统打印机相比)
- 不成熟的技术
- 速度
- 价格/性能,ROI
- 运营成本
- 能源效率
随着每一代新产品的推出，入门级3D打印机都会变得便宜一些，但对于大多数潜在用户来说仍然太贵了。为你的家庭或办公室买一台200美元的打印机是一回事，你可能会经常使用它，但3D打印机不一定如此。有多少人需要打印文档，又有多少人需要打印3D对象?
技术在进步，但严重的局限性依然存在。3D打印机仍然很慢，对各种不利条件都很敏感，它们的“打印床”往往很小(尤其是在便宜的型号上)，材料的选择有限，灯丝可能很贵。
企业不排队购买3D打印机的原因OB欧宝娱乐体育很简单:投资回报率。3D打印机在速度、成本和能源效率方面仍然无法接近传统的制造方法。这并不意味着未来工业不会转向3D打印;我们已经看到了一些开创性的发展，但3D打印机不会很快淘汰传统的制造技术。
不过，也有一些值得注意的例外。几年前，通用电气(General Electric)开始为下一代CFM LEAP涡扇发动机设计和制造一种新的燃油喷射喷嘴，这种发动机注定要在数百架客机上使用。通用电气最终决定3d打印钛喷嘴．的原因吗?新的3D打印喷嘴比之前的设计轻了25%，并且只包含一个部分，而不是旧喷嘴的18个部分。耐用性预计将提高五倍。这些喷嘴将用于2016年及以后生产的发动机。通用电气希望在2020年之前生产超过10万个3d打印部件。
通用电气的一个工程师团队决定创建一个工作副本该公司的一个引擎，使用了一种新的颗粒打印技术，称为“金属激光熔化”。
长话短说，不，你不会很快花2美元买到3D打印的玩具，但你将乘坐由更高效、更可靠的发动机驱动的飞机，这是由3D打印实现的。在你当地的商场里不会有任何3d打印的巧克力，至少现在还没有，但你的牙医会告诉你，在你得到3d打印的假肢后，吃巧克力可能不是一个好主意。
还有另一种方式:3D打印履行服务
所以，你有一个很棒的产品想法，但首先你需要一个小系列的原型。你给谁打电话?你会买一堆3D打印机吗?或者你只是简单地将设计发送给履行服务，他们会在几天内将完成的模型发送给你?
谷歌和摩托罗拉在发布Ara模块化智能手机概念时，并没有在自己的3D打印设备上投资数十亿美元。他们将模块制造外包给3D系统公司。这个例子也强调了增材制造的潜在灵活性:Ara是基于合金外骨骼，填充各种标准化模块，可以3D打印。由于模块必须连接到外骨骼，3D Systems开发了一种在打印组件中沉积导电材料的新技术，这与传统的3D打印机原型相差甚远。
3D实现服务通常提供几种不同的打印技术、尖端硬件和支持。当你可以简单地把你的设计发给专业人士，并使用各种专业打印机时，为什么要花2000美元买一台打印机呢?有些专业打印机的价格比你的房子还贵。我们不要忘记规模经济;与内部打印相比，大型服务可以而且应该提供更好的性价比。
在我看来，这是一条正确的道路。这种直截了当的商业模式有很多优点，很难看到OB欧宝娱乐体育个人和小企业如何在一个公平的环境中竞争。在价格、尺寸和能耗方面，一台专业的3D打印机比你的LaserJet与印刷机有更多的相似之处，有多少人在家里或办公室需要一台印刷机呢?
(我最讨厌的就是这个名字本身。当你在谈话中提到“打印机”时，大多数人会想到他们家里的喷墨打印机或办公室的打印机。虽然3D打印机确实是打印机，但它们与传统打印机没有太多共同之处，外行往往忽略了这一区别。如果我们一直称它们为增材制造机器，这就不是问题了。)
3D打印为设计师和开发人员
这一切对普通人意味着什么视觉设计师还是软件工程师?3D打印会改变我们做生意的方式吗?OB欧宝娱乐体育它能让快速成型甚至廉价的小规模制造成为可能吗?我们什么时候做点3d打印巴里拉意大利面吃午饭吗?
恐怕没有简单的答案，因为你可以从几个角度来看待这个问题。这完全取决于你的个人爱好和目标。
设计师和开发人员可能会以几种不同的方式参与3D打印:
- 参与开源项目(RepRap)
- 使用专业的设计工具(adobecc)
- 将打印功能整合至应用程序(欧特克的Spark 3D打印平台）
- 使用3D打印履行服务
- 整合3D打印履行服务
大多数开源项目都是面向个人和业余用户的。它们对教育也很有价值，可以培养大量的创新。缺点是在这个利基市场上没有太多的钱可赚。这主要是出于热爱。好消息是，门槛设置得相当低;你可以花不到500美元买到一台入门级打印机和大量塑料丝。你可以用一部好的智能手机的价格买到一台便宜且相对较好的3D打印机。
从长远来看，3D设计和打印功能的整合可能会更有利可图。设计师们不需要费尽心思去试验3D打印，因为它已经可以通过领先的软件包访问。迟早，客户会开始询问关于3D打印原型或小规模生产的问题，所以根据你的细分市场，做一些研究可能是一个好主意。
我们只剩下房间里的大象:3D打印履行服务。
外包3D打印通过云
从表面上看，履行服务似乎是一切问题的答案。他们为个人、创业公司和小企业提供专业服务，否则他们无法负担某些印刷技术，如激光烧结或立体平版印刷。OB欧宝娱乐体育它们实际上是将3D打印集成到一系列不同服务中的唯一可行方式，主要是通过基于云的移动和网络应用程序。
那么缺点是什么呢?没有很多。
工业规模的履行服务是一个相对较新的概念。然而，可用性仍然有限。当然，如果你需要在加州打印几十个钛原型，这不是问题，但如果你需要在博茨瓦纳或巴林做同样的事情呢?它将更加昂贵，因为制造的设计将不得不运往全球各地。现场制造听起来不错，但它可能会被证明过于昂贵
当然，现场制造有很多好处;如果一个企OB欧宝娱乐体育业需要快速迭代和修改设计，那么3D打印机快速原型的速度和便利性是打印服务无法比拟的。这是一个相对狭窄的利基市场，但它绝不是一个小市场。设计工作室、建筑师、工程师、各维修部门、后勤、教育;他们都需要现场打印机。此外，如果你在国际空间站上需要一个打印的替换部件，你不能直接打电话给亚马逊。另一方面，太空中的3D打印将使阿波罗13号宇航员的功绩看起来不那么令人印象深刻。难怪美国宇航局已经在试验他们在太空．
值得注意的是，3D打印机不仅可以用于打印替换部件和无源组件。它们还可以用于打印工作电子元件，从扬声器到印刷电路板(PCB)。PCB原型是一个很好的利基市场，因为传统的方法既缓慢又昂贵。带有导电灯丝的3D打印机通常可以在现场、按时和预算内完成这项工作。
尽管如此，就大众市场应用而言，这个领域很可能会被亚马逊、Stratasys、3D Systems等大公司主导，可能还有惠普。随着行业的成熟，全球范围内的可用性应该不再是问题，价格将会下降，新的硬件将提供新的机会和更高的质量。
在我看来，目前行业面临的最大问题是缺乏用例。当然，这听起来很方便，但是是给谁的?？我们如何让3d打印产品进入主流消费者的手中?
这个问题并不像看起来那么简单，因为增材制造近年来一直被炒作。只要试着谷歌一下3D打印用例，你就会明白我的意思:3D打印似乎是我们所有问题的答案，但实际上大多数都是基于长期预测的炒作。
因此，我决定纳入一个公正来源的研究:英国知识产权局。这篇论文的题目是3D打印在工业领域的现状和影响:六个案例分析是广泛的，并审查了增材制造对几个行业的潜在影响:汽车、家用电器、替换零件、定制商品、逆向工程、游戏和计算机生成图形。
对于自由职业者来说，定制商品和cgi衍生设计是最现实的用例，所以让我们仔细看看。
个性化生产
与传统制造方法相比，增材制造的最大优势之一是能够生产一次性设计或小批量。用传统的制造方法制造一个塑料玩具需要多长时间?你需要大量的设备，铸造模具等等。使用3D打印技术，只需选择线框并单击即可。这意味着有可能生产独特的设计，以满足不同客户的需求。
增材制造可以使普通消费者在购买之前设计和定制各种产品。这可以使用专业的桌面应用程序，甚至web和移动应用程序来完成。没有人指望普通消费者从头开始设计一件物品，但即使是孩子也可以使用简化的移动应用程序定制一个玩具。
是的，而不是定制虚拟环境在应用程序和游戏中，今天出生的孩子将能够个性化他们的真正的玩具或者把他们的电子游戏角色变成人偶。这让你希望自己能晚出生几十年，不是吗?
以下是一些具有大众市场吸引力的个性化3D打印用例:
- 玩具
- 定制珠宝
- DIY和爱好者产品
- 时尚及小配件
- 个性化电器和家庭用品
然而，产品并不一定要个性化来迎合你的口味;它们也可以完全符合你的体质，就像量身定做的西装一样。这些产品可能不像个性化玩具那样具有大众市场吸引力，但这并不会降低它们的吸引力。事实上，我发现它们比定制的胸针或洋娃娃有趣得多。
以下是一些例子:
当然，这些应用程序不像我前面提到的应用程序那样具有情感吸引力，但从长远来看，它们可能同样有利可图和重要，特别是当你考虑到医疗应用程序时。
3D打印的影响和未来
那么底线是什么呢?3D打印会改变工业格局吗?这真的是下一次工业革命吗?
3D打印，或增材制造，是一项非常有前途，但不成熟的技术。它显然有很大的潜力，但我们仍然远未实现它，尽管该行业正在经历巨大的增长。
事实上，3D打印服务、硬件和材料市场多年来一直以健康的两位数速度增长。大多数分析师预计，到2020年，中国股市将翻一番，突破100亿美元大关。这听起来可能是一大笔钱，但让我们换个角度来看:这些分析师预计，2015年智能手机的年出货量最终将在13亿至14亿部之间。
抛开这些炒作，3 d打印技术是一项吸引力有限的技术，至少在这个早期阶段。然而，在可预见的未来，我们将继续看到新的用例所支持的增长和发展。这些用例和商业模式中的许多将基于3D打印实现服务。OB欧宝娱乐体育这对小型企业和个人来说是个好消息，因为他们将能够相对轻松OB欧宝娱乐体育地使用第三方基础设施。他们不需要购买几十台打印机，他们只需要将一些api集成到他们的平台上就可以了。
从短期来看，这就是3D打印的未来，至少从大众市场的角度来看是这样。
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