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迈克于20世纪70年代初高中毕业，他的第一个老板将他培养为一名制图员。今天，很难相信，制造业曾经是一个繁荣的行业，对于年轻人来说是一个前途光明的行业。曾经，一个人通过在当地制造业企业工作就能获得很好的生活条件。
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几十年过去了，迈克被解雇了，这家企业将其制造业外包出去，并将专业人员派到国家的其他地方。大约15年前，迈克和他的家人决定继续留在他们的家乡，尽管由于地区经济的不景气，工作很难找。
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因为现在迈克的公司能够实现敏捷制造，类似的小型服务公司能够买得起他们自己的设备和软件。我们问迈克能否看看他制造业务的核心—3D打印机。他带领我们走上一段楼梯，期间我们小心翼翼地不断绕过那些围着我们、在我们脚边嗅来嗅去的狗。在他的客厅里，我们看到了墙角趴着一只懒洋洋打瞌睡的猫。在车库里，一台3D打印机正在等待下一项任务，样子比一台豪华冰箱更高一些，也更宽一些。
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迈克告诉我们，3D打印机是使他的公司在客户产品开发过程中提供增值服务的关键设备，是设计者和工程师在现实生活中测试设计理念的高效而精准的生产设备。像迈克指出的：“拥有自己的3D打印机是我作为设计工程师实现增值的因素之一。”
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迈克解释说他的工作是提供给企业一个“产品不同部分是如何连接在一起的高技能和高精确预测”，拥有一台3D打印机将使它成为可能。当迈克完成产品设计后，他首先用自己的3D打印机测试。设计打印出来以后，需要的话，再修改它。当设计满足他的要求后，他再给客户最终的设计文件。
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在我们访问结束时，我们问迈克作为设计工程师，计算机和3D打印机是否改变了他的工作。迈克毫不犹豫地说：“绝对的。消费产品的设计过程以前需要1年，现在只需3个月。3D打印机的作用巨大。现在，我们能够为我们的客户生产越来越多的产品。”
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3D打印：从想象到现实 [:1700398763]
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更快：从设计到产品交付的时间缩短了
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随着我们的世界加速发展，企业越来越渴望缩短它们从设计到产品交付的时间。产品的生产时间是企业效率的关键衡量指标，即设计与完成最终产品之间的时间越短越好。3D打印机通过使设计师和工程师现场低成本、高效地生产产品原型缩短了产品交付时间。
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原型是产品的初稿，它有助于设计师、工程师、营销团队和制造商进行多重检查，看一看设计变成最终产品时的外观、感觉如何。3D打印通常为汽车制造商提供产品快速成型服务。
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汽车制造商通过使用3D打印机打印出设计理念，并且把它们提交给项目团队，这就节省了时间，甚至节省了消费者的时间。迈克向我们解释了快速成型的过程：“我们通常为汽车制造商的市场部门提供我们快速成型产品的照片和汽车部件的实物样本。我们给他们几个用3D打印机打印的部件，而这些用CAD模型很难有直观感受。”
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我们访问迈克公司时，他正在设计一个新卡车的原型产品。之前原型产品需要一个内部的、专职的设计团队手工完成，而现在这种情况改变了。一些企业将它们的产品设计工作外包，只留下销售和市场部门。企业在国内生产某些汽车部件就比在国外生产成本低。
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3D打印原型将慢慢取代手工泡沫或黏土模型。迈克的客户同时采用了这两种方法，他们雇用技工手工制作汽车部件的泡沫模型，同时使用诸如迈克这样的公司3D打印汽车部件的模型。迈克告诉我们，他的客户要求他先扫描泡沫模型，然后捕捉这些数据形成一个详细的设计文件。“今天我们将要携带扫描仪，还要去他们设计卡车的地方。”他说。
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然而，在原型制作之前，无论该原型是手工制作的还是3D打印的，先要由市场和技术部门进行卡车设计。经过几次头脑风暴会议，新卡车的规格与产品定位逐渐清晰，销售人员和工程师将信息提交给设计师，由设计师制作几份详细的、逼真的概念草图。“很多决定都是在事情真正发生之前。”迈克说。
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图3–2 3D打印机打印出的实际大小的卡车驾驶室—各部件完整
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图片来源： Objet Inc.
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一旦新的卡车概念草图获得批准，成型过程就开始了。原型为销售和设计团队提供了卡车各部分空间关系的总体感觉。在卡车的驾驶室里，仪表旋钮、车灯和其他部件的原型能够使产品经理体验到：对未来的消费者来说，这辆卡车的外观和感觉如何。卡车发动机的原型能够帮助机械设计师确保发动机是可以维修的。
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以前原型成型是一个周期较长、成本高昂的过程，对于制造商来说，走捷径或者确信产品设计能够实现都是有风险的。“过去，我们的设计做得非常漂亮，但是当它们完成后，我们又会发现其他问题。”迈克说，“举例来说，如果你拥有一辆车，你就需要修理和加油。我们不能简单地在发动机上开一个洞加油，而且人的手也不合适。”
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也许有一天，手工泡沫模型将成为历史。现在大多数企业完全跳过泡沫或黏土模型，直接采用3D打印原型。如果一家企业既使用手工也使用3D打印原型，手工原型通常先做出来，然后，像迈克这样的高技能服务供应商，将使用光学扫描仪或坐标扫描仪捕捉它的物理尺寸。
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手工原型是一种艺术。“一些老的泡沫原型真的是很美的东西。”迈克说。3D打印原型也是一种艺术，汽车或摩托车彩色的3D打印模型看起来与实际产品无异。3D打印机可以制造复杂的和不常见的形状，使得设计师能够实现梦想、完成新颖的设计。而且，3D打印的速度更快。
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3D打印：从想象到现实 [:1700398764]
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更便宜：降低产品开发成本
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一些3D打印原型被企业用来展示设计概念，其他的原型被用来测试产品生命周期的其他阶段，以搞清楚如何实现产品部件的批量生产。“测试和调试”的3D打印部件将设计复杂的产品的内在缺陷最小化。尽管我们能更轻松地运用数字技术，但是它并不能代替我们亲自用手掂量实物。
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测试和调试的原型可以是工程师在模拟生产过程中使用的一系列没有组装的部件。微软宣布之前绝密的产品概念（混合型平板/笔记本电脑“Surface”）时，全世界都为之震撼，媒体想知道微软在保密的情况下如何成功地开发了这款产品。通常情况下，公司在第一次宣布推出一款全新、前沿的技术产品时，其制造工厂都会流出一些神秘的照片。微软公司的硬件部门在一所大学校园里3D打印了机器原型，确保了产品开发的秘密进行。
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