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图2–7
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注：图中的部件看起来像组装的砖块，实际上是预先组装3D打印出的塑料制品，一次成型。
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图片来源：Printed on ZPrinter 650 courtesy of 3D Systems
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优势5：设计空间无限。传统制造技术和工匠制造的产品形状有限，制造形状的能力受制于所使用的工具。例如，传统的木制车床只能制造圆形物品，轧机只能加工用铣刀组装的部件，制模机仅能制造模铸形状。3D打印机可以突破这些局限，开辟巨大的设计空间，甚至可以制作目前可能只存在于自然界的形状。
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优势6：零技能制造。传统工匠需要当几年学徒才能掌握所需要的技能。批量生产和计算机控制的制造机器降低了对技能的要求，然而传统的制造机器仍然需要熟练的专业人员进行机器调整和校准。3D打印机从设计文件里获得各种指示，做同样复杂的物品，3D打印机所需要的操作技能比注塑机少。非技能制造开辟了新的商业模式，并能在远程环境或极端情况下为人们提供新的生产方式。
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优势7：不占空间、便携制造。就单位生产空间而言，与传统制造机器相比，3D打印机的制造能力更强。例如，注塑机只能制造比自身小很多的物品，与此相反，3D打印机可以制造和其打印台一样大的物品。3D打印机调试好后，打印设备可以自由移动，打印机可以制造比自身还要大的物品。较高的单位空间生产能力使得3D打印机适合家用或办公使用，因为它们所需的物理空间小。
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优势8：减少废弃副产品。与传统的金属制造技术相比，3D打印机制造金属时产生较少的副产品。传统金属加工的浪费量惊人，90%的金属原材料被丢弃在工厂车间里。3D打印制造金属时浪费量减少。随着打印材料的进步，“净成形”制造可能成为更环保的加工方式。
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图2–8 这只鞋的钛合金鞋底是3D打印一次成型制造的
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图片来源：Kerrie Luft
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优势9：材料无限组合。对当今的制造机器而言，将不同原材料结合成单一产品是件难事，因为传统的制造机器在切割或模具成型过程中不能轻易地将多种原材料融合在一起。随着多材料3D打印技术的发展，我们有能力将不同原材料融合在一起。以前无法混合的原料混合后将形成新的材料，这些材料色调种类繁多，具有独特的属性或功能。
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优势10：精确的实体复制。数字音乐文件可以被无休止地复制，音频质量并不会下降。未来，3D打印将数字精度扩展到实体世界。扫描技术和3D打印技术将共同提高实体世界和数字世界之间形态转换的分辨率，我们可以扫描、编辑和复制实体对象，创建精确的副本或优化原件。
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以上部分优势目前已经得到证实，其他的会在未来的一二十年（或三十年）成为现实。3D打印突破了原来熟悉的历史悠久的传统制造限制，为以后的创新提供了舞台。在以下的章节中，我们将探讨3D打印技术如何改变我们的工作、饮食、医疗、学习、创新和娱乐。首先，让我们走进制造和设计的世界，在那里3D打印技术削弱了规模经济的铁律。
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3D打印：从想象到现实 [:1700398761]
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3D打印：从想象到现实 第3章 敏捷制造：既好，又快，还省
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在我常去的汽车修理店的收银处有一个标签，上面写着：“我们可以为你做得又好、又快或者又便宜。请选择其中任意两个。”这句玩笑话真是言简意赅。但是，如果汽车修理店是错的又会怎么样？
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在地球的另一边，一家遥远的牙刷厂生产儿童牙刷，售价10美分。这家工厂采用先进的生产设备并且雇用高级技术人员。这听起来不错，像是高品质的配置。工厂每天的牙刷产量在30万把以上，生产速度很快。
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难道是汽车修理店错了么？也许你可以把它又好、又快、又便宜地修好，没有必要舍弃其中之一。但也许汽车修理店没有错，我们第一眼所见仅仅是冰山一角。
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大规模生产往往涉及隐性成本，还可能延迟交货。如果你从企业全局的角度考虑而不是从消费者的角度考虑，大规模生产成本并不低。将设计概念转化为大规模生产的产品，这一过程也不是特别快。如果你想要的并不是万金油似的各种场合都可以使用的产品，那么大规模生产的产品也不是特别好。
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小批量地大规模生产？矛盾！销售给消费者的最终产品价格越低，对企业来说批量销售就越重要。这就是为什么牙刷厂为了收回小批量生产的投资，大批量销售其大规模生产的产品，最小的订购量高达28 000把牙刷。
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另一个隐性成本是产品的设计过程。工厂的生产是残忍的，将设计概念转换成可以大规模生产并获得收益的难度与将一部复杂的小说改编成电影差不多。即使是一把简单的塑料牙刷的设计（在计算机上看起来很好），在塑料成型过程中承受工业强度的压力时，结果也难以预测。经济规律同样无情，新的设计理念被迫在产品质量和制造成本之间进行权衡。
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