1704023991
1704023992
2009年MakerBot成立后的几个月，我第一次参观了Botcave。狭长的砖墙屋子里整齐摆放着100个纸箱，里面是第9批MakerBot 3D打印机，正在进行组装。（作为顾客之一，当我知道其中一台（序列号400）是属于我的时，真是激动万分。从那时起，它就发挥了大作用，而且我已经把它升级为第二代产品“Thing-O-Matic”了。）用于下一批产品的元件规整地排在架子上，激光切割机则在嗡嗡不停地切割一摞摞薄胶合板，制作打印机的框架。
1704023993
1704023994
MakerBot 3D打印机的发明者终于领教了供应链管理的残酷现实：彻底完成装配之前不能发货，有些元件未能按时到达，而有些已经送到的元件又出现了问题。一台MakerBot 3D打印机有几百个部件，只要其中一个出了问题，就要推迟发货。
1704023995
1704023996
我看到的现实是，几十台有待完工、发货的打印机等上几周都无法完成。要解决这个问题，只能选择超量订购每种元件，确保所有元件的库存充足。这样的“保险”可以说昂贵。我在那里时，MakerBot 3D打印机的元件库存价值已经将近30万美元，可主要部件仍然缺货。这样把大笔资金困在元件库存中成为呆滞资本非常不利，对于刚刚起步的公司来说尤其如此。因此，MakerBot制造小组开始把注意力从艰苦的研发转向较为平庸但同等重要的问题上：如何保证可靠的元件供应与需求预测？这些是在过去一个世纪里任何涉足制造业的人都会关注的事情，对于这个开源硬件小组的专家们来说却是一件新鲜事。陈腐无法推动变革。
1704023997
1704023998
就在我写下这些文字时，MakerBot公司已经销售了超过5 200台3D打印机（价值500余万美元）。每台3D打印机都在小组的努力下有了新的用途和工具，得到更好的改进。比如，最新喷头的成型分辨率可达0.2毫米，另外一个喷头可以夹住旋转的切割机，把打印机变成了一台数控刨槽机。其他机型则得到了升级，成型物体的大小是原来的2倍。
1704023999
1704024000
目前，MakerBot已经吸收了1 000万美元资金用于扩大公司规模，投资者中包括亚马逊网站的创始人杰夫·贝佐斯。这笔资金必不可少，甚至还需要更多——MakerBot要与众多低成本3D打印机制造商竞争。目前还是工具包（也可以要求进行预组装）形式的3D打印机，很快就会在MakerBot及其他制造商的推动下，发展成大规模生产的产品，并且价格更低，使用起来也会更加便捷。市场规模会从最初的5 000台增长到5万台，用户也会由最早的技术熟练型人才演变为只是想要做点儿有趣东西的普通人。
1704024001
1704024002
同时，惠普等大型打印机制造商也一直虎视眈眈。目前，它们仅向商业客户出售昂贵的3D打印机，但总有一天，也许就在未来几年，主流3D打印机市场终将成熟，可以在沃尔玛和好市多中大量出售3D打印机。那时，惠普或爱普生等大公司的规模经济即会显现优势。一台3D打印机的售价会跌至99美元，到时人人可以拥有。
1704024003
1704024004
入门毒品
1704024005
1704024006
3D打印机确实令人激动，但它们最终演变为真正的物质编译器的同时，“创客运动”的真正推动力量却蕴藏在不怎么起眼的激光切割机里。随便选择一个创客空间，都能看到成排的激光切割机整天不停地工作，旁边还排着长长的队伍，等着使用。激光切割机属于入门机器，部分原因是它使用起来确实简单，不用费脑筋。创客们把这些机器称作数字制造的“入门毒药”。
1704024007
1704024008
激光切割机与其他数字制造工具一样属于数控机器，计算机驱动发动机在xy平面上移动高功率激光器。激光器可以切割金属板（从胶合板、塑料到薄金属板等）或使用不同强度的激光，仅烧穿板材的某些部分，实现蚀刻。
1704024009
1704024010
激光切割机以其便于使用而广受欢迎。不必使用三维设计，用Adobe Illustrator等软件设计的二维图纸也可应用于激光切割机之上。大家都可以设计二维图纸，与我们在纸上绘制基本相同。只要你能画出图纸，激光切割机就能制作出你想要的东西。这样就无须大动干戈地用锯子锯了。激光切割机快速、廉价、安静，是入门者理想的模型成型工具。
1704024011
1704024012
不过，不能因为激光切割机能够制造二维物体，就小觑了它在三维制造方面的能力。使用特殊的软件包将三维物体分解成二维平面部件，分别切割，甚至可以加上插脚——插槽小部件，便于组装。这样就可以制作出颇具优势、易于组装的组件包了。如果你见过恐龙骨架的拼装玩具包，就应该能够理解激光切割机的工作成果。
1704024013
1704024014
Ponoko和Pololu等众多服务商接受客户上传的二维文件，自动修改后，帮助客户选择适当的切割材料。如果所有的部件都能容纳在约为0.093平方米大小的胶合板或塑料板上，花费可能只有15美元。1周后，这些零件就能直接送到你的手中。
1704024015
1704024016
如果需要切割更厚重、更大或没有那么平整的物体，就需要使用数控刨槽机或铣床。此类机器与3D打印机一样在x、y、z三个轴上工作，但不是堆积材料成型，而是从材料中切割出需要成型的物体。数控刨槽机与激光切割机的不同之处在于，前者能够精确切割出物体的深度，因此可以一次性制作出真正的三维物体。更为精密的“五轴”工业用机器可以像人手一样灵活地扭动、旋转切割头，从侧面切割，或是像娴熟的雕塑家一样雕刻金属，不过速度之快是人类手工无法企及的。
1704024017
1704024018
我已经拥有了一台售价500美元的桌面切割机，名为MyDIYCNC，使用便宜的手持Dremel工具作为切割头。我们和孩子们一起用这台机器制作桌面战争游戏的泡沫塑料沙盘模型。我们这么做是受到了一位创业者的启发，他可以把你最喜欢的电脑游戏“地图”制作成罩在玻璃罩里的立体桌面模型。虽然我们不经常做这样的模型，但对孩子们大有裨益。我们甚至可以把Dremel工具换成一台激光器，这样这台机器就能变成激光切割机了。
1704024019
1704024020
如果你最近让橱柜制造商重新装修了你家的厨房，很奇怪的一点就是，他们会使用一种叫做Shopbot的较大型数控刨槽机。你买到的平整包装的宜家家具也是在工厂中使用数控机器制造的，你的汽车最早很可能也是房间大小的数控机器的杰作，这台机器从泡沫材料中切割出车身的模型。仓库大小的数控机器能够从泡沫中制作出飞机的整个机身，作为玻璃纤维机身的原始模型。
1704024021
1704024022
现实捕捉：你可以扫描任何物体
1704024023
1704024024
所有这些数字工具都是将比特转化成原子的方式。反向行之，把原子转换成比特，结果会怎样？在屏幕上从无到有地绘制出三维物体可不容易，如果先有了一个与你设想的三维图形相似的图像，你不过在它的基础上进行必要的修改，那就容易得多了。
1704024025
1704024026
这一过程称为“现实捕捉”。你可以扫描任何物体，生成圆点构成的“点云”，定义物体表面。然后，另外的软件会将点云连接成多边形网状结构，与电脑动画片中的人物制作相似，可在屏幕上控制、修改。
1704024027
1704024028
可以购买商用3D扫描仪，使用激光器追踪物体，并通过摄像头捕捉物体表面各点的位置。不过还有成本更低一些的方法，通过Autodesk提供的免费在线服务123D Catch，你可以上传物体的普通照片（从多角度拍摄），之后，基于云的软件会将照片转换成你能够修改并在3D打印机上打印的三维物体图像。这个在线服务软件甚至已经有了iPad应用版。
1704024029
1704024030
或者你可以制作自己的3D扫描仪：利用掌上投影仪向物体上投射格网类型光（“结构光”），该物体通过高分辨率网络摄像头拍摄。旋转物体，网络摄像头将从各个侧面与维度进行捕捉，当已知光线类型投射到物体表面时会发生变形，此时网络摄像头便能抽取出相应的几何形状。
1704024031
1704024032
最后，需要使用电脑或智能手机的内置摄像头做一些研究工作。电脑上的软件会指导你旋转、展示物体的不同侧面，填充软件内置模型中缺失的部分。使用“指导性扫描”后，如果某天你想要复制一个物体，那么只需把手机对准那个物体，按照手机上的指示转动物体，放大指定部分，然后轻触“打印”即可。物体就被复制到你的桌面3D打印机中了，而且还可能是彩色模式。
1704024033
1704024034
此时，各种可能性都已经清晰明了。我们可以复印现实，至少可以达到好莱坞的专业水平。分辨率不断提高是不争的事实，保真度会越来越高。下一步就要更加深入，不仅扫描外形，更要复制内在功能。我们已经能够制作喝“格雷伯爵”的茶杯了，还要用多久才能制作茶叶呢？
1704024035
1704024036
复制器蓄势待发。
1704024037
1704024038
1704024039
1704024040
[
上一页 ]
[ :1.704023991e+09 ]
[
下一页 ]