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标题: CES与3D打印5年携手一朝开启亚洲之门 [打印本页]

作者: iCAx开思网 时间: 2015-3-17 13:59
标题: CES与3D打印5年携手一朝开启亚洲之门
第1页：3D打印三十岁：从实验室中诞生
【中关村在线办公打印频道原创】3D打印技术自诞生以来经历了将近30年的发展，而美国消费电子展也就是我们常说的CES，已经将近50岁了。在2010年，3D打印开始被大众媒体广泛关注，3D打印走到公众面前也就是五年的时间。3D打印是一个涉世未深的小伙子，而CES则见证了消费电子的兴衰。现在他们携手，共同来到了上海。

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CES与3D打印5年携手一朝开启亚洲之门

●SLA技术、3D Systems与查克·赫尔

现在我们通常说的3D打印技术，是在2010年大众媒体普遍报道之后所采用的叫法，在过去他被称为“增材制造”。传统的车、铣、刨、磨、钳的制造工艺，是把整块的材料切削、打磨，去除多余的部分，成为一个模具；而增材制造刚好相反，是从细小的粉末或者液体中做加法，集合成整体。

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传统制造（上）与增材制造（下）

大约32年前的1983年，查克·赫尔，也就是现任的3D Systems首席技术官和联合创始人，在使用紫外线照射桌面漆的时候，萌生了使用加法的方式制作产品原型的想法。随后他为这种技术申请了专利，并于1986年3月被美国专利商标局（USPTO）以专利号4 575 330审核通过，专利名称为“通过立体平板印刷（SLA）方式制造三维物体的装置”。SLA技术被认为是最早诞生的商用3D打印技术，因此查克·赫尔也被冠以“3D打印之父”的美誉。

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“3D打印之父”查克·赫尔

SLA专利4 575 330发明者：查尔斯·W·赫尔

关于最早的SLA 3D打印机的诞生，有这样的故事：赫尔在自家的实验室中研究SLA3D打印机，试制出了原型并且打印出了一个杯子。在他的妻子熟睡的时候，赫尔激动地把她叫醒，向她展示这一革命性的发明。这个故事就像是我们儿时听到的爱迪生试用一千种材料发明电灯泡、诺贝尔从爆炸的实验室中发明炸药一样，仅仅是一个流传甚广的传说。

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3D Systems早期的SLA原型机

在SLA专利权被授予查克·赫尔的同年，他在美国加利福尼亚州建立了3D Systems公司，并且在1987年推出了第一款SLA技术的3D打印机——SLA-1。这个时候的SLA 3D打印机体积庞大、价格昂贵，在降低制造成本上并没有什么优势。而赫尔对此早有先见之明，在1986到1987年间，赫尔申请了多项相关专利，包含多种能够固化的材料、将三角模型（也就是STL文件）转化为可打印方式、切片、以及照射材料曝光方式等SLA技术的细节。这些专利成为保护3D Systems继续SLA研发的长城。

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3D Systems第一款商用SLA 3D打印机SLA-1

在3D Systems公司，赫尔担任首席技术官（CTO）职务，继续引领SLA技术进化。而SLA的3D打印机更新迭代的趋势，就是速度更快，精度更高。在2014年，查克·赫尔因为发明SLA 3D打印技术，并且是STL数字文件的联合发明者，进入美国发明家名人堂。这个名人堂成员包括我们熟知的托马斯·爱迪生、亨利·福特、阿尔伯特·爱因斯坦和史蒂夫·乔布斯等人。

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2014年查克·赫尔进入美国发明家名人堂

现在，SLA 3D打印技术普遍应用于牙科、医疗、珠宝、教育、娱乐和制造行业。就在SLA技术诞生之初，也是美国，在德克萨斯大学奥斯汀分校，3D打印的另一个分支技术——SLS正在孕育之中。

第2页：SLS技术、德州大学与戴卡德

●SLS技术、德州大学与戴卡德

SLS诞生于德克萨斯大学奥斯汀分校（以下简称德州大学奥斯汀分校）。在1981年，读大一的卡尔·戴卡德在一家工厂做暑期实习，接触到当时还非常罕见的3D CAD工业设计。他认为，从CAD文件直接生产模具来取代手工，可能会有广阔的市场。接下来的大学生涯，戴卡德就和CAD直接制造的研究相伴相生了。

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左起：卡尔·戴卡德、乔·毕曼和保罗·福德海斯
在他们背后是SLS技术批量3D打印的学校标志性建筑德大校塔

到大四那年的1984年，戴卡德发现用激光、电子束一类的高能射线烧结粉末成型的可行性。助理教授乔·毕曼博士也发现了这其中蕴含的商业价值，接收戴卡德为研究生并共同开展SLS技术研究。

在研究生课题中，戴卡德同样经历计算误差、研究经费不足等诸多问题，直到1986年才完成初步的实验原型机，能够用SLS打印塑料模具。不过这对于戴卡德来说已经是一个巨大的进步，既证明了SLS 3D打印技术制造模具的可能，又帮助他顺利获得了硕士学位。

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戴卡德在实验室中做出的第一个SLS原型机Betsy

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第一个SLS 3D打印的模具

下一步就是SLS技术的商业化。时任德州大学奥斯汀分校工程学院副院长保罗·麦克卢尔，与奥斯汀当地商人哈罗德·布莱尔找到了戴卡德，共同成立了SLS技术公司诺瓦自动化，SLS技术就此走上商业化应用的道路。在SLS商业化研究中，戴卡德也凭借这项研究于1988年拿到博士学位，而另外两位教授戴夫·波雷尔和乔·巴洛，在金属材料、激光技术、聚合物上给诺瓦自动化提供了大量的咨询和帮助。

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1987年的剪报报道了诺瓦自动化“革命性”的3D打印技术
报道人物为戴卡德（左）和毕曼（右）

到1989年，麦克卢尔在华尔街的募资屡屡碰壁，不过最终还是从化学与航空工业巨头古德里奇（Goodrich Corp.）公司拿到了后续的投资。麦克卢尔成为总裁，而公司则改名为DTM，意味“桌面制造”，与当时媒体广泛称呼的“桌面打印”相对应，那时还没有“3D打印这个字眼”。继续融资的成功，让几个人兴奋不已，此时他们尚未有任何可以售卖的商业化的SLS 3D打印机，而技术的研究还要继续。换句话说，就是他们非常需要钱。

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DTM公司从奥斯汀科技孵化器中孵化

直到1990年，DTM推出了第一台商业化的SLS 3D打印机——125s。这种机器一共造了四台，并且在底特律的汽车制造展会上广受认可。

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第一批商业化的SLS 3D打印机图中有2台另外还有2台

接下来的几年中，DTM经历了一些专利风波，和我们常见的被收购、被转卖的商业运作。在2001年，DTM被卖给3D Systems，也就是我们上文提到的SLA技术的拥有者。在收购之前，3D Systems是DTM和SLS技术最大的竞争对手；收购之后，3D Sysmtes获得了SLS技术的大量专利和市场。直到现在，我们在3D Systems的生产型3D打印机上仍然能看到SLS技术，SLS也是标准的工业级3D打印技术的代表。

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3D Systems现有的生产型SLS 3D打印机ProX 500

而在SLS技术的应用上，英国顶级吸尘器制造商戴森是最早的使用者之一，借助SLS 3D打印技术来实现产品原型的快速迭代，实现最终上市产品的完美制造。而大型客机制造商波音公司，也计划使用更多的SLS技术制造飞机零部件，来改进飞机的几何外形。
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戴森工程师在圣诞节给吸尘器手柄加特技用3D打印支架做了一刻吸尘器圣诞树

在两个工业级的技术之后，我们再来看另一个技术——FDM的起源。尽管FDM最早也是出于工业制造的需求诞生，现在我们看到的绝大多数桌面3D打印技术，仍然还是FDM的。FDM技术是普通大众近距离接触3D打印的使者。

第3页：FDM技术、RepRap与鲍耶尔

●FDM技术、RepRap与鲍耶尔

FDM技术的发明人是斯科特·科伦普，他于1989年发明并且为FDM技术申请了专利。与妻子丽莎·科伦普一起，他们创建了Stratasys公司，而Stratasys也是现在世界3D打印巨头之一。不过我们现在看到的多数桌面FDM 3D打印机，则起源于英国的一个开源硬件项目——RepRap。

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阿德里安·鲍耶尔和RepRap项目

RepRap项目在2005年由英国巴斯大学高级讲师阿德里安鲍耶尔发起。身为一个化学工业系讲师，鲍耶尔发起RepRap的目的就是制作一套可以自我复制的3D打印机——让RepRap打印出大部分自身的零部件，从而可以以极低的成本再组装一台。

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RepRap可以3D打印自己的连接部件

尽管有一些流传的说法，认为鲍耶尔发起RepRap的目的是实现低成本的家庭制造，但是我们在阿德里安的博客中看到了他的澄清。他是一个坚定的开源支持者，而发起RepRap的目的也是为了开源，只不过3D打印刚好是一个理想的选择。RepRap遵循GNU通用许可协议，这是一个在开源软件中通行的许可协议，意味着任何一个人有权使用、学习、分享和修改RepRap的设计和实现，而代价就是必须声明其他人有同样的权利来做再次的修改和分发。鲍耶尔在RepRap开源硬件上使用GNU通用许可协议，就是他的探索。

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GNU通用许可协议在开源软件上通行

鲍耶尔认为，“RepRap可以复制自己，非开源（也就是商品化）的3D打印机也可以制作RepRap，但是RepRap不能制作非开源的3D打印机。开源项目在再生和进化上有巨大的优势。”

2005年，鲍耶尔通过巴斯大学，从英国工程和物理学研究委员会申请了项目资金，启动RepRap。到2008年，第一代RepRap 3D打印机“达尔文”成功打印出超过一半的自己的组件；在巴斯大学第一个RepRap的儿子也组装完成。低成本自我复制被证明是可行的。

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原RepRap 3D打印机（左）和自我复制的RepRap 3D打印机（右）

从那时开始，RepRap的脚步变得不可阻挡。三棱柱的“孟德尔”、“赫胥黎”相继推出，并且在世界范围内传播，引起人们的兴趣。2012年，RepRap登上美国《连线》杂志，并且在大众媒体上频频亮相，瞬间引爆大众对3D打印的关注；而相关的上市公司也在股价上享受到红利。

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RepRap第三个版本“赫胥黎”

我们熟知的MakerBot最初也是开源硬件的，并且在RepRap社区有相当的拥趸。只不过在2012年推出Replicator 2X的时候，MakerBot转型向非开源商品化，当时还引来一些开源支持者的不满。我们认为一个商业化公司的生存，必定伴随对产品设计的抉择，而牺牲掉部分用户是成长的阵痛。

第4页：CES：见证世界消费电子兴衰

●CES：见证世界消费电子兴衰

时间再回到48年前的1967年，国际消费电子展（CES）第一届，在美国纽约开幕。当时的CES仅仅是芝加哥音乐秀场的分会场，如今CES已经成为世界上最大的消费电子设备展览会。

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1967年在美国纽约的第一届CES展会

到1970年，索尼在当年的CES上展出了首台模拟磁带录放机，也就是我们常说的VCR。相信很多70后、80后在上个世纪90年代都有在录像厅里流连忘返的经历，那时的录放机通常就是索尼或者JVC的。

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索尼磁带录放机
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录像带是70后、80后的回忆

在1981年CES上，JVC和索尼公司联合推出世界首款便携式摄像机。在这之前，不管是肩扛式还是滑轨式摄像机，体积都非常巨大。仍然是上个世纪90年代，在各大旅游景点的人们手持柯尼卡或者柯达胶卷相机都颇为奢侈的时候，能有一台索尼便携摄像机简直被视为天外来客。

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JVC便携摄像机

在1985年，任天堂8位游戏机NES正式在美国CES上亮相。在这之前的FC，也就是我们常说的红白机，本应在1983年就出现在CES上，但由于任天堂的合同纠纷而被推迟。而90年代风靡国内的小霸王游戏机，其实是山寨FC的产物。
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任天堂NES游戏机
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小霸王游戏机

时间来到1996年，DVD作为由苹果、微软、Sun Microsystems、戴尔等公司联合推出的新一代媒体存储介质，以传统CD 7倍的容量和轻便，在CES上展示，并且理所当然地取代了VHS录像带的地位。国内在2000年前后，DVD热潮又席卷大江南北，也带动了国产的步步高、金正、先科、万利达等DVD播放机热销。

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在国内DVD取代了VCD和录像带

2001年，微软前总裁比尔·盖茨在CES上发表演讲，推出Xbox游戏机，从此诞生了一批《光晕》、《FORZA》的忠实拥趸。在2002年微软推出了Xbox Live服务，世界各地的玩家在游戏中跨越了语言的障碍，体会到合作和竞速的精神交流。

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2001年比尔盖茨在CES上发布Xbox

到了2005年，CES成为了世界上最大的电子展览，拥有15万人次的观众；到2011年，在160万平方英尺的面积上，来自140个不同国家的1700多家展商展示了大约2万种新品。CES已经成为全球消费电子行业的盛会。

第5页：CES与3D打印5年携手开启亚洲之门

●CES与3D打印5年携手开启亚洲之门

3D打印与CES牵手，时间就晚了很多。在2010年，还是开源的MakerBot Cupcake CNC 3D打印机出现在CES展会上，对公众来说还是一个很新鲜的事物。

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MakerBot Cupcake CNC 3D打印机

2011年，在CES上仍然是MakerBot形单影只地成为3D打印的代表。尽管MakerBot新机Thing-o-Matic比上代产品能够打印更大的尺寸，它也没有引起太多人关注。一些网友把它称为“很酷的小玩意儿”。

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MakerBot Thing-O-Matic 3D打印机

到2012年，情况有所不同——RepRap登上《连线》杂志和一些有影响力的媒体版面，人们充满好奇心地观察这个能够造物的“神器”。而在2012年的CES上，3D Systems第一次将美观、完整、商品化的家用3D打印机带到CES上，以3D@Home为主题展示了在家庭中使用3D打印机的可能。而MakerBot也带着它的最后一代开源3D打印机MakerBot Replicator来到CES。那一年，一小部分人不再是惊叹于3D打印的神奇，而是思考和实践它能够给生活带来的改变。

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3D Systems在2012年第一次向公众展出的Cube家用3D打印机

在2013年，除了3D Systems和MakerBot之外，做3D 打印服务的Sculpteo也登陆CES。凭借一款自己设计iPhone背壳再3D打印的手机应用3DPCase，Sculpteo获得了CES最佳软件和移动应用创新奖。并且，有更多的个人和创业公司加入到3D打印的浪潮中来。

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Sculpteo 3DPCase应用设计和打印iPhone背壳

2014年的CES，对于3D打印来说是爆发的一年。在美国拉斯维加斯，CES首次设立3D打印技术展区，并且涉及3D打印食品、服装、乐器、家居、医疗应用、3D打印服务等跨行业的展品和应用出现在CES展会上。Stratasys也携带商用型3D打印设备参展。

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Stratasys带着商用3D打印机和展品参展2014年CES

2015年，全彩的桌面3D打印机CubePro C出现在美国拉斯维加斯CES展会上；食品3D打印机、巧克力3D打印机出现在展会上；3D打印对普通大众的影响力正在显现。而CES上3D打印展区的面积扩大到2014年的两倍，并且有超过10家中国大陆和台湾的厂商飞赴美国拉斯维加斯参展。台湾的XYZprinting依靠母公司金宝集团的制造优势，把3D打印机变得更便宜，更亲民。

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2015年CES上 3D打印展区面积是2014年的2倍

现在，CES来到中国上海，开启亚洲之门。

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CES即将来到上海开启亚洲之门

在国内，在华北和西北从高校的工科和技术背景中走出的3D打印厂商，在珠三角地区从传统2D行业转型发展3D打印技术的厂商，在长三角地区凭借进出口优势发展海外3D打印市场的厂商，正在把3D打印技术和服务推向中国和海外。CES亚洲展，让中国3D打印厂商与世界市场亲密接触，并且给国内大众提供了了解世界3D打印技术的理想机会。我们期待CES在亚洲的开幕。

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