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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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工厂和生产线是大规模生产相同产品的理想方式。然而，这样生产的成本并不低，甚至简单的塑料制品大规模生产的背后也存在很多看不到的成本。企业必须雇用技术精湛的技术人员和工程师，准确地将设计转变为实际的产品，校准工厂的机器和监督装配生产线。
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想又好又快地生产产品，又想压低制造成本，这是一个困境，核心在于被称为“规模经济”的基本经济规律。规模经济是支持现代工业经济的无形力量，是使大规模生产有利可图的经济规律。
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规模经济在降低大规模生产产品消费价格的同时增加了企业利润。然而，为了收回前期在设计和生产中的投资，企业必须出售大量相同的产品，只有这样才能从最初的投资中获益。
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大规模生产极大的隐性成本之一是牺牲产品的多样性。为了获取规模经济收益，企业必须经得住改变产品设计的诱惑，除非有大量的市场机会能够确保投资有利可图。每一次设计的改变，每个小小的升级或变化，都会触及底线。
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大规模生产不能同时为企业和消费者提供又好、又快并且便宜的产品，那么工匠生产又会怎样呢？熟练的工匠小批量生产定制的产品—无须装配线也不必投资建设所需要的工厂，工匠也不雇用熟练的设计师、工程师和技术员。如果一个设计概念在制成产品后被证实存在致命的缺陷，工匠可能需要承担材料浪费的成本。然而，由于只生产了一个有缺陷的产品，工匠能够快速调整最初的设计，这就避免了扔掉上百个（或者上千个）有缺陷的产品所导致的经济损失。工匠生产的缺点是不具规模。
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图3–1 注塑机
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注：注塑机能够低成本地快速生产塑料部件，但是制造模具不但需要前期投资，还对设计提出了挑战。
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图片来源： KenPlas Inc.
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