3D打印技术回报超出预期

对3D打印技术的大肆宣传持怀疑态度吗？我们不会还什么都没看到，SearchCIO专栏作家Harvey Koeppel说。 关于3D打印的讨论夹杂着武断言论而来，那言论通常出现在每次新技术通过新生事物阶段进入可以盈利的领域之时。市场调查公司Canalys，预测3D打印 机及其相关服务的全球市场会从2013年的25亿美元增长至2018年的162亿美元，复合年增长率达到45.7%。

 

Charles Hull创立第一个功能性3D打印机的三十二年后，事物从破坏性创新进入下一个工业革命时，专家欢呼着“新”技术。但是，你不会发现我唱衰了“新人标签” 的技术。对我而言，我相信目前的描述大大低估了3D打印技术和它必然派生出的技术的潜在影响力。 想象一下，公元前3500年左右，有人把这些标签贴到车轮的发明上了吗？

 

实际上，第一批车轮是用在陶器制造业，比如陶器的轮子。直到300年后，这些轮子 才被装到有把手的箱子上，从而做出第一辆运货马车。1600年之后，埃及人使行动迟缓的马车变成流线型的，并用于军事级别的战车，从而把他们变成古代世界 最令人敬畏的军队之一。什么陶器会想象到自己成为世界主宰呢？ 或许问题跟名字有关。3D打印到底意味着什么？我们需要佩戴特殊眼镜才能看见打印结果吗？或许我们需要市场人士提出更好的名字；引人注意的名字，比 如"V2PR"（虚拟到物理复制）。

 

 

现在的3D打印技术应用分成好几类，横跨工业多样化和大范围的创新领域：从取得世界级运营效率到相当卓越的医疗和科学突破。（幸运的是，它们中还没有一个 敢直接挑战世界主宰的地位）目光放长远些，下面是一些业界的例子。 航空航天。NASA设计和建造了新的太空探索飞船（陆基漫游者），其中用的70块部件是用数字设计并3D打印的。

 

设计和建造次数大幅度减少，所用的材料比 同等的传统材料更加耐用。流程中探测和解决设计问题变的更加容易，从而节约了时间、成本，当然，还有人的生命。

 

建筑。建筑师通常建造房间、大楼或全部开发项目的按比例缩小的模型，以作为设计和审批流程的一部分。使用3D打印技术，一个企业缩短模型建造时间，减少人 力成本——从全职两人干2个月到一人做几个小时。当和数字设计比对时，用3D技术做出的模型100%正确。

 

商用制造业。主要工业的大部分制造商，比如汽车行业、消费类产品、电子行业等，要么已经以某种方式使用或计划使用3D打印技术。传统的CNC（计算机数 控）技术通常用于研磨模型和原型，其中大部分需要高技艺的手工操作。相比这种传统方式，3D打印实现了产品/部件设计时间和成本的重大节约。

 

3D打印技术 在制造业的全套使用可以被认为是如下这些： 内外部使用以及用于检查和最后审批的部件和装配的快速成型。 卡具、钻模、末端工具制造，用于部分布局和抽出手臂。 以前被机器或人手组装的各种部件，可以完全用3D打印技术分部装配。

 

生产部件可以用3D技术小批量打印。主要受限于当前3D打印技术的速度。该瓶颈随着打印速度逐渐提高而变得不再那么重要。 消费者可以用3D打印他们自己的产品，完全绕过商店或者在线购买流程。当你只需要一件东西时（相比100，000件），较低的打印速度不再是个问题。

 

在许多方面，3D打印对商用制造业的影响，堪比敏捷方法带给IT应用开发过程的。原型可以被创造、评估、修改和重建；大大减少完全集成产品推向市场的时 间、成本以及资源。

 

 

医药&生命科学。了解3D打印如何改变医药和生命科学领域最简单的方法，就是看看3D 打印工业 出版物里列出的该技术实际应用案例。以防你不了解最新的人造身体部件的知识，以下的一些应用供你参考： 有血管的组织。Jennifer Lewis是一名哈佛大学的研究员。她设计了一款定制的3D打印机，从而创造出包含皮肤细胞（交织着人造血管）的组织。

 

廉价的修复学。一个来自多伦多大学的研究小组正为乌干达的病人制造便宜又易于定做假肢的套筒。威尼斯的“没有不可能实验室”里，Calif 正为苏丹的病人创造易于打印的、病人专用的四肢。

 

药品。路易斯安那工业大学的研究者们已经打印出不会引起排斥的、可生物降解的器件，用于传送骨癌药物。Lee Cronin是一名格拉斯哥大学的化学家。他正实验3D技术创造分子级别的化合物，最终希望能允许病人下载他们的药方蓝图，然后在家就能打印他们所需的药 物。 病人专用传感器。

 

圣路易斯的华盛顿大学的学者们已经在硅胶片上打印出了电子传感器，它可以连通人类心脏以测量氧化作用、心脏张力和温度。他们正努力扩展传 感器技术来探测堵塞的动脉。

 

医疗模型。研究者们正基于CT和MRI扫描创建3D打印模型，以制作病人专用机械植入器，从而能更好的理解肿瘤增长和扩散。该类模型还使医生能更好的为外 科手术做准备，显著的减少手术时间。 华盛顿州立大学的骨科教授Susmita Bose定制了一款3D打印机，用来创建人工骨移植材料。此种材料也会促进人类天然骨骼生长并最终被天然骨骼替代。 康奈尔大学的心脏瓣膜医生Jonathan Butcher打印出了机能心脏瓣膜。他打算先在羊身上实验。 耳朵和脊柱软骨。康奈尔大学的研究者们已经通过3D病人照片创造出了耳朵组织的原型——填充了牛的软骨细胞从而形成重新接在病人身上的活的耳组织。他们还 用3D技术打印了替换垫，以治疗主脊柱损伤。

 

颅骨替代。荷兰Utrecht的大学医学中心的外科医生用精准定做的植入物替换一位女人头骨的顶部。该植入物是用塑料由3D打印而来。在中国和斯洛伐克， 钛也被用于头骨碎片的替换。 合成皮肤。James Yoo是维克森林大学医学部的医学博士。他定制了一款3D打印机，可以在被损坏的组织基础上，直接在伤者伤口处打印皮肤。该过程精准的深入之前损坏需要替 换的好几层皮肤。

 

器官。Organovo宣布实现了生物打印肝细胞。目前，细胞仅能存活40天，主要用于测试新药。执行长官预测，未来10年内，他们会打印出完整功能的肝 脏、心脏和肾脏。

 

 

对于CIO们来说，如果不是令人畏缩的，那么现存的3D打印技术的新机会每天都大量出现。作为执行高管的我们可以通过以下这些方法掌控进程，并将我们可想 象的结果影响最大化。

 

1.如果你已经对3D打印基本概念和原则熟悉了，那么读一本书，上一门课程，与同事聊天，从而使自己能熟悉当前3D产品所涉及到的科学知识。

 

2. 不管是否熟悉，持续监控3D打印技术的新开发项目——这方面内容变化的比我们快。

 

3. 如果你企业内（商业或IT）有创新的项目，保证3D打印是其中被测试和开发的领域。如果你企业内部没有创新开发，那么创新一下吧。

 

4. 聘用和培训你能找到并负担的起的最好最聪明的3D打印人才。

 

5. 用所有的技术，确保你用3D打印创建的产品和服务具有商业可行性，比如，合理的经济投资报酬率。

 

6. 对你的内部和外部责任人保持透明。适当的消息通传是必要的。如果掌控的好，这会是跟对手之间极具竞争力的区别。

 

7. 3D打印机和扫描仪、以及相关外设可能会被接入你的网络中。使用任何一台联网的设备时，保证你和你的团队能完全清楚相关网络威胁，并且实施适当的网络保 护。

 

8. 3D打印机应用无疑会需要或者产生新资源和各种数据。这些数据必须被评估、并且以企业和部门的数据管理政策、程序和方法论来恰当地分类整合。当涉及到管制 类信息，比如个人身份信息（PII）和健康数据，需要关注数据保密性和情报安全性。

 

9. 3D打印机应用会为很多公司创造新的知识产权（IP），以数字化扫描仪、模型、原型等形式，或者公司可能使用其他产生的专利。CIO们应该与他们的法律和 合规团队合作，以确保他们的IP权利是受到保护的，他们没有侵犯私有专利、著作权、授权等。

 

10. 评估潜在时刻和可能的供应链破坏点，不仅来自你的企业，也可能来自外部伙伴或供应商。你预期的越多，你越能更好的规划什么会最终变成重大的操作挑战。

 

11. 在任何技术的开发的部署会取代人类员工的地方，确保你准备了很好的HR策略和计划。充分的沟通和再培训受影响员工对降低抵抗并使之完全接受大有帮助。

 

12. 花些高质量的时间，与你的执行团队、高层管理者和员工一起考虑基于3D打印的产品和服务可能存在的潜在伦理或道德含意。这对于涉及医疗或公共基础设施应用 行业格外重要。因为在这些行业应用中，当意外结果发生时，生命可能会处于危险中，或者重大经济或社会混乱会发生。你知道这不是“如果”，而是“何时”发生 的问题。

 

 

考虑到3D打印及其相关技术不可避免的开发和进化，值得考虑如下场景： 如果当一个新的3D打印机从盒子里取出并第一次通电时，它不是打印典型测试页（或3D物体）以验证所有功能都运行正常，而是直接打印出了一台3D打印机？ 现在增加主体部分。 我会把剩下的留给你去想象。