英语访谈节目:3D打印如何推动制造业设计革命性升级

哈里·斯瑞尼瓦桑：自20世纪80年代起，无论是塑料还是金属，甚至是活组织，3D打印技术都可将其囊括。一直以来，它主要用于原型设计。而且，到目前为止，像如瓶盖这样，大批量消费品的生产，使用传统方法仍然更加便宜。但是，据迈尔斯·奥布赖恩报道，最近的技术进步，可将3D打印推向一个新时代。这是今晚《Leading Edge》的主题，《Leading Edge》每星期三播出。

迈尔斯·奥布赖恩：这是LAX附近，一个办公园区里平常的一天。对于来到这里的人来说，一种全新的制造方法正在他们脚下悄然进行。这一切就发生在一个叫做相对论的年轻创业公司里，一个真正的火箭科学家团队正将3D打印技术推向极限，挑战空间技术。在这里，他们正在打印火箭，从鼻锥体到喷嘴。

提姆·埃利斯，相对论联合创始人：火箭是最轻质，最昂贵，最庞大，也是最难做的东西，而3D打印技术真的是其最佳的解决方案。

迈尔斯·奥布赖恩：在为众多大型航空航天制造商工作时，创始人提姆·埃利斯和乔丹·努恩就已经意识到了这一点，在那些大型航空航天制造商那里，3D打印技术已经使用了几十年，人们利用3D打印技术制造模型样本，有时也会生产一些零件。他们认为，如今技术让人们得以脑洞大开。但要做到这一点，他们首先必须要建造一个更大的家伙，世界上最大的金属3D打印机。

提姆·埃利斯：我们制造了我们自己的打印头，我们在这里用这种管嘴喂进铝线。然后我们用11千瓦的光纤激光器来熔化铝。你在右边进料，然后激光把它熔化。所以，它是一个非常非常强大的激光器。它实际上可以从50公里以外的地方将你灼瞎。

迈尔斯·奥布赖恩：很好，他们不是邪恶的天才。他们的巨型打印机叫做星际之门，是个三条胳膊，15英尺高的机器人。完整的火箭尚未完成，但它已经打印出了油箱和发动机。相对论对3D打印技术的全面使用是漫漫长路上的一个里程碑，脱离了单纯对模型样本的制作和小批量零件的生产。机械工程师约翰·哈特是麻省理工学院制造和生产力实验室主任。

约翰·哈特，麻省理工学院制造和生产力实验室主任：我确信我们处于初期阶段。我认为，我们在附件制造业的所作所为，最终，比如说，10, 20, 30年，50年后，在某种程度上会超出我们的想象。

迈尔斯·奥布赖恩：哈特谈的并不是那种消费级的3D打印机，一种在2014年达到顶峰的时尚潮流。他和他在麻省理工学院的团队正在研发新的材料和机器，以帮助制造商进行更真实的3D打印。他们在应付熟悉的障碍。

约翰·哈特：3D打印很慢。很贵，对吧？很少有东西可以让你3D打印，然后立即使用。你经常要做后期处理，整理，喷绘，等等。但我们在努力实现这些。

迈尔斯·奥布赖恩：哈特和他的同事们创立了一个叫做Desktop Metal的公司，寻找解决方案。传统上，3D打印的工作原理是将金属粉末融化，并在激光的作用下，一层一层粘合起来。受到激光速度的限制，这是一个单点进程。在Desktop Metal公司，它们用胶状粘合剂替代了金属粉末层。这些层由多个打印头喷涂，喷墨式的。零件成形后，放在炉子里，热风把金属熔化，除去粘合剂。该公司声称，这一过程要比单点激光技术快100倍。坐落于波士顿城外，Desktop Metal正在快速成长。首席执行官瑞克·福勒普带我参观了他的工厂。这里就是核心，对吗？

瑞克·福勒普，Desktop Metal首席执行官：这是我们的生产系统。这是世界上最快的金属打印机。这台机器每年能制造150公吨的金属，150公吨。首屈一指。

迈尔斯·奥布赖恩：明年初，制造生产级的3D金属打印机将首次交付给客户。这台机器非常适合制造高端、低需求部件，比如像这个。

瑞克·福勒普：这是我们生产系统的一部分。这是给宝马做的。

迈尔斯·奥布赖恩：它看起来像某种冷却风扇或类似的东西...

瑞克·福勒普：它是个排水叶轮，放在水泵里的。

迈尔斯·奥布赖恩：但是3D打印在工业设计中也正在引发另一场革命。3D打印技术使得曾经利用传统工具及淘汰技术，不可想象的创造成为了可能。该公司正在使用的是由人工智能技术开发的智能软件，这种技术叫做机器学习。这是讽刺性的扭曲。机器设计的零件似乎浑然天成。看看这两个部件，左边这个是人工设计的光滑成品，而右边这个是由智能计算机完成的粗糙成品。安迪·罗伯茨是一名软件工程师。你已经测试过了，发生了什么？

安迪·罗伯茨，Desktop Metal：我们发现，这些部件是自组织的，所以他们把压力均匀地分布在各个零件上。所以，比如说，任何地方都不会出现导致裂纹的热点。

迈尔斯·奥布赖恩：那么，这比人类做得更好吗？

安迪·罗伯茨：哦，是的。比人类做得更好。

迈尔斯·奥布赖恩：可能需要一段时间才能看到机器人制造出看起来很天然的零件。但短期内，一些大公司，如宝马和卡特彼勒，急于尝试新的方法来制造生产目前他们的设计。

约翰·哈特：很多工业打印产品的顾客的确会这样做。他们多年来一直致力于这些技术的研究和使用。对大规模生产，有着强烈的欲望和渴望。三五年前，我不会这么说，但我现在相信了，因为你看到了更多被证明了的应用。

迈尔斯·奥布赖恩：如果3D打印实现了这些承诺，比起颠覆制造过程，它能改变更多的事情。连锁效应非常深远。

约翰·哈特：从设计师或工程师如何开展工作，到工厂的外观，商业协议的设定，工厂的选址，再到生产工人每天日常工作内容，这一切都会发生改变。我想，我们的目标是增强人们对它的理解和愿景，并帮助实现这一目标。

迈尔斯·奥布赖恩：在相对论，他们还在开发设计和印刷过程，但他们有理由相信，他们已经想到了一个好主意。他们在几天内，就完成了这个巨型14英尺高的燃料箱打印工作。而传统制造商要花一年时间才能完成。但是，对于相对论来说，实践出真知，他们85次，成功地在NASA密西西比州火箭试验中心，发射了由他们打印的火箭。

提姆·埃利斯：所以，这就像一个完全打印的设计，通常是近3000个零部件，但我们把它降到了3个，并且真的证明它很结实，能用。

迈尔斯·奥布赖恩：到2020年底，该小组希望，使用完全3D打印的火箭，向低地球轨道，发射卫星及其他有效载荷。他们预测，应用这项技术，即使今天最便宜的航班，也能削减80%以上的费用。像这样一个具有颠覆性意义的数字，注定会逐层引发生产制造业的构造调整。PBS NewsHour，我是迈尔斯·奥布莱恩。