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1. 变化无须花费：制造不同的产品与制造完全一样的产品花费相同。
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2. 复杂性无须花费：3D打印各种小型部件构成的精确产品与3D打印一个普通的塑料块花费相同。电脑无所谓要做多少运算。
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3. 灵活性无须花费：在生产开始后修改产品只需要修改指令编码。机器无须任何更改。
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上述优势不一定只体现在3D打印中。我们已经有了类似的定制“标准化平台”：T恤衫及其他简单服装、咖啡杯和便签等，Threadless、CafePress等公司已经在产品定制打印中找到了巨大商机。此例中，使用的技术还不是3D打印，仅仅是复杂图案和材质的2D打印而已，但效果相同：为永远无法在大规模生产市场中立足的产品开创出欣欣向荣的市场。
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通常，Threadless和CafePress公司接受的定制数量为几十件，而不是几件，当然也不会接受数千件的定制，但这一长尾的集合效应却不能小觑。CafePress公司有超过200万个客户，其2011年的收入为1.75亿美元。该公司的股份已经公开交易，就在我写下这段文字时，CafePress公司的市值已经达到了2.5亿美元。这对T恤衫和马克杯定制印刷公司来说，业绩不错。
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打印机如何工作
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让我们还是回到3D打印机上，这种神奇的机器激发了未来主义者和车间发明家等人的极大想象。它如何工作？
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3D打印机在本质上就是计算机数字控制三轴机器的变形，两台计算机控制的发动机负责控制喷头的左右与前后运动（x轴和y轴），另有一台发动机上下移动托有被打印物体的打印机托盘或平台（z轴）。
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如果你在更换墨盒时注意过桌面喷墨打印机的内部构造，就比较了解。喷墨打印机是2D打印设备，即只在x轴和y轴上工作，前后移动喷头的发动机与3D打印机中的两个发动机类似，喷墨打印机使用辊在另外一个轴上传送纸张。两者总体概念完全相同：电脑将设计转换成发动机指令，在精准的位置上迅速调用打印材质。3D打印机只是使用了更多发动机，喷射出的材质也不仅限于油墨，但做的事情与喷墨打印机没有区别。
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MakerBot等3D打印机通过一个微孔挤压出ABS塑料，将材料层层重叠，这一进程称为熔融沉积成型（FDM）。另外一些更高端的3D打印机使用激光在材质盆中硬化液态树脂（立体光刻或SLA），或层层硬化粉末状塑料、金属或陶瓷，这一进程称为选择性激光烧结（SLS）。激光机器使用的材质种类更多，所获分辨率也更高，但比喷射塑料的3D打印机昂贵许多，后者更宜家用。在某种意义上，这就像是普通纸张打印机的情况：激光打印机多用于办公场所，而家庭多选用喷墨打印机。
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3D打印机使用“加法”技术，即采用从物体底部层层堆积的方式打印、制作。与此相反，数控刨槽机或数控铣床等数控机器则使用“减法”技术，使用旋转工具从材料上切割或磨掉不需要的部分。因此，“加法”进程是使用材料堆积出物体“应该的”样子，“减法”进程则是去除物体“不应该有的”部分。
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使用3D打印机时，软件首先检测待制物体的CAD文件，计算出如何使用最少的材料与时间制成该物体。以制作一个人物头像为例，必须打印出头像的外壁，但根据使用材料不同，需要判断具体的宽度。软件会计算出最小的宽度值，同时保持表面的强韧度。
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通常，头像内壁不可见，因此无须打印。但如果没有任何内部结构，头像可能易损。因此，软件通常会生成头像内部蜂窝状支撑结构，使用最少量的材料提供最大强度的支持（如果在3D打印服务商处打印成型一个物体，通常需要向服务商支付材料费以及使用机器的工时费）。
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之后，软件会在水平层面上“切片”，分解成打印机能够处理的薄片。每一薄片都是一组指令，指挥打印头在x轴及y轴方向上喷射材料或在粉末或树脂上扫射激光。当打印头移至构建区域上方时，会跟踪找到物体的整体切片，软件则会选择打印头需要移动的最短距离路径。
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在一定意义上，这与近30年前引发了桌面出版运动的原始Postscript语言概念相同，都是把人们能够理解的视觉语言（以前是桌面出版中的词句与字体，现在是屏幕上的三维物体）转化成电脑能够理解的机器语言。现在的制造语言名为“G代码”。正如Postscript最初设计为巨型工业打印机的驱动语言，现在却应用于桌面打印机之上，G代码原本是为了车间工作而编写，现在在创客的工作室中的3D打印机上找到了用武之地。
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当一层薄片3D打印完成之后，G代码就会向z轴发动机发送指令，将打印头略微向上移动，以便跟踪发现下一薄片，喷注堆积另一薄片层。材质按此方式层层堆积，最终完成3D打印的成品。
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某些3D打印机（如使用硬化液态树脂打印的机器）在工作过程中，待制物体实际上是在原料盆中由上向下移动的，以便新一层的液体能够从上至下包裹在前一层材质之外，通过激光硬化。此类3D打印的分辨率高达数十纳米，打印结构与人类细胞大小相同。另外一些3D打印机则使用黏合剂粘贴极薄的塑料薄膜，然后打印头在每层上切割出形状。但基本原理相同：以尽可能薄的分层薄片堆积成型被打印物体。使用高品质3D打印机时，根本看不出薄片分层。
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使用激光硬化粉末成型物体的3D打印机有诸多优势，其中之一便是未硬化粉末仍然密集堆放在托盘上，可以对被打印物体的悬垂部分起到结构性支持作用。粉末真正冷却之前，都会呈下垂状态。打印进程结束后，操作人员取出成型物体，刷去多余的粉末。在喷射熔融塑料的3D打印机上也可使用上述方法，但通常是在做第二个头像时使用比较理想：此时托盘上已有一层粉末或其他不用的废料，必须使用支撑杆支撑上层的下垂部分。
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所有这些制造计算听上去都相当复杂，但全部是自动完成的。实际上，看起来就像是变魔术。这就是数字制造之美，你无须了解机器的工作原理或知道应如何优化机器的刀具路径，这些工作统统都由软件完成。物体的CAD设计中已经包含了3D打印机计算制作方法的所有必需信息。
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自制打印俱乐部
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所有一切最初都诞生于20世纪80年代的工业工具公司中，但就像个人电脑一样，这一技术在过去10年已经延展到普通人的生活里。想知道这一切都是如何发生的吗？很简单，坐地铁前往布鲁克林第三大道，敲一敲那扇金属门，门上有大大的、手机能够识别的QR码。然后等着头发乱蓬蓬的时髦年轻人来给你开门。如果不是有了这么一个地方，布鲁克林第三大道会平庸很多。
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欢迎来到Botcave。
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在这个经过改建的酿酒厂中，布雷·佩蒂斯、扎克·史密斯和他们在MakerBot公司的硬件工程师小组正在制造第一台价值1 000美元的主流3D打印机。MakerBot Thing-O-Matic 3D打印机不使用激光，而是通过喷挤出不同颜色的0.33毫米粗细的熔融ABS塑料使物体成型。
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工业用3D打印机外观类似医疗设备，但MakerBot出品的打印机更加个性化，装饰有荧光字母，每台都充分体现了其拥有者对这台打印机的热爱。我的MakerBot打印机是黑色的，上面配有橙色的字母和蓝色的发光二极管。在光线昏暗的房间里，它看上去很酷。
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开箱即用的MakerBot产品是常规的3D打印机：根据数字文件制造塑料部件。马上需要一个齿轮？下载一张设计图纸，然后自行3D打印出来即可。想要修改一个已有物品？扫描该物品，使用Google上搜索到的免费SketchUp三维设计软件把需要修改的部件拧下来，然后加载到ReplicatorG 3D打印软件应用中。几分钟之后，你就能得到一个新的实物：原子的“自选、自制、自刻”。
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