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从前有鞋匠,他们会为每只脚制作鞋子。随后,工业革命到来了,鞋匠被几十个工厂工人所取代,他们每个人只需要迈出一步就能制作出标准的鞋子,而人们希望脚能适应。
这也不全是坏事;这种新鞋更便宜,由于大规模生产,更多的人买得起。但是如果有一种方法可以节省大量生产的成本也有没有适合你脚的鞋子?进入大规模定制,定制制造的未来,混合参数化建模和3 d打印技术技术开始给我们提供廉价的、批量生产的定制产品。
大规模定制的近代史
当然,定制大批量生产的产品并不是什么新鲜事。如果你走进一家新的汽车经销店,买了一辆车,你很快就会遇到一个选择的世界——加热座椅?意大利皮的还是布的?15英寸的轮子还是17英寸的?但这种自助式的定制仍然不完全正确为你:成千上万辆汽车被制造出来了,就像你挑的那辆一样。
服装一直是最有可能给我们提供真正定制产品的领域,甚至一些大公司也在关注定制产品领域。上世纪90年代,李维斯公司(Levi 's)开发了一种新工艺,你可以在店里量好尺寸,几周后就能买到一条定制牛仔裤。如今,NIKEiD可以让你选择颜色和材料,获得近乎定制的体验。
市场部门知道定制的吸引力,但工程团队直到现在还没有技术支持这些愿望。

更多定制化:新浪潮制造
甚至在十年前,3 d打印技术除了基本的形式和合适的原型。一个智能手机大小的打印部件需要一整天的时间才能打印出来;任何更大的东西都很容易在一夜之间印出来。如果脱落,零件很容易损坏,表面处理对于一些打印机来说就像砂纸,而对于另一些打印机来说就像一堆裁纸。
这些零件实在是太粗糙了,有一次我建议把一个零件寄给客户审查,我的老板反应强烈,我整个下午都在润色我的简历。消费部件不是这样的。
从那时起,我们已经走了很长一段路。SLS印刷品与一些模塑塑料相比具有竞争力。SLA打印是强有力的,他们有一个美丽的表面完成。PolyJet部分甚至可以软打印橡胶和努力塑料在同一部分,消除了过度成型的需要。

打印速度也越来越快。一个2015年TED演讲通过打印一个棒球大小的球体,将Carbon3D的CLIP打印推向了世界不到五分钟。惠普的新打印技术比其他大多数打印方法快十倍,他们最近证明了自己的质量:在30分钟内打印出手掌大小的链条,然后使用它开辆车.
表面光洁度,材料选择,和全强度3 d打印技术在这里,速度和成本随着每一个新闻周期下降。对于我们这些在制造业工作了一段时间的人来说,这感觉像是一个奇迹的时代。但快速、独特的部分只是定制难题的一部分——如何使设计适合消费者?
为消费者定制产品
看介绍对于iPhone X,大多数人认为中年工程师拿到数字狂欢节面具的场景并不具有开创性。但是,如果你透过这个奇怪的演示,看看这项技术本身,你会发现一些奇妙的东西:现在,一台手机大小的电脑能够实时绘制出人脸的三维图像。这是我们定制困境的另一半的解决方案。
与此同时3 d打印技术在不断发展的同时,3D扫描技术也在飞速发展。十年前,3D扫描需要将小物体放在一个盒子里进行全面的激光扫描,而今天,你可以从几张照片创建常见形状的3D表面地图。对于更复杂的几何图形,可以使用手持扫描仪进行扫描。只需几分钟,你就可以得到一个近乎完美的人的脚、手、腿或头的3D模型。

现在,我们有了从照片中获取的输入- 3D扫描或3D映射,以及输出- 3D打印,那么如何根据消费者的几何形状定制产品呢?参数化建模提供了缺失的环节。
真实定制产品的参数化建模
而3 d打印技术扫描技术一直在发展三维建模这一定制过程的一部分已经被搁置,准备进行大规模定制。计算机辅助设计程序AutoCAD和SolidWorks长期以来,只要基于电子表格中的数字,就可以生成一系列参数化模型,而且这种技术很容易适应个性化的客户需求。
假设您正在为一副手套生成一个定制模型。该模型的关键参数将是每个手指的长度,每个手指的直径,手掌的宽度和长度。你可以建立一个CAD模型,其中每一个参数驱动模型中的尺寸,只需要输入这些数字就可以定制一个3D手套。
一旦您为产品创建了基础模型,以后所有的模型都可以自动生成。


整个过程将完全自动化:顾客扫描一侧的手、头或脚;计算机从扫描中获取几个关键的尺寸测量,并相应地调整参数化模型;定制的3D产品被打印出来并发货。我们所有的技术发展都把我们带回了起点:适合脚的鞋子,而不是试图让脚适合鞋子。
大规模定制技术测试
尽管这一切看起来都像是未来,但仍有一些必要的发展。高质量材料的3D打印现在仍然比注塑而且需要更长的时间。扫描和表面映射技术很容易有错误的测量,参数化建模仍然偶尔创建一些不可能的几何(通常是美丽的四维表面,通过自己,这对计算机有意义,但不是打印机)。但很接近了,很接近了。
我们正处于下一次制造业革命的风口浪尖。很快,你买的许多东西将不会从货架上下来——它们将是刚刚打印出来的,并精确地为你的需要。
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