全面超越3D打印的“微工厂”
3D打印设备迎来了竞争对手——“微工厂”。所谓微工厂，是一种便携设备，块头比桌面型3D打印机稍大，除了配备有标准的3D打印设备外，还拥有一些铣削和印刷头，能铣削并蚀刻塑料、硬木以及部分轻金属。制造者是位于美国麻省的新兴企业Mebotics，他们称其为“全球首个盒子里的机器工厂”。微工厂不仅能实现3D打印，还能完成3D打印机不具备的切割和蚀刻，其功能更加多样化，性能更加优越。3D打印公司Econolyst的总经理菲尔·里夫斯认为“微工厂”的迷人之处在于兼具切削和3D打印功能，在现场制造方面大有潜力。
一、“微工厂”概述
“微工厂”的概念，在1990年由日本机械工程师实验室提出。传统意义上的“微工厂”是指以实现个性化需求可加工制造机械部件的微型设备。
最新的“微工厂”是将3D打印技术与机械加工结合，不仅能打印物体，而且融合了金属机械加工的功能，能对物体进行切割和蚀刻。其体积只比桌面型3D打印机稍大，除了配备有标准的3D打印设备外，还拥有一些铣削和印刷头，能铣削并蚀刻塑料、硬木以及部分轻金属。
首台“微工厂”设备制造者是位于美国麻省的新兴企业Mebotics。该企业的创办人表示:“如果有悍马汽车所有零件的数据库，可以将这台机器同无线网络热点相连，从目录中下载零件并制造出一辆悍马。”这台机器通过互联网连接，实现远程启动机器并对工作进程进行监控，还能从互联网下载现成的设计方法直接制造。此外，用户也能使用一套标准的软件包设计并制造出零件。目前Mebotics公司正通过制造钥匙圈等微小物体来测试微工厂设备性能。3D打印公司Econolyst的总经理里夫斯说:“它能对钥匙进行切削，然后再制造出其他东西，它的制造能力非常强，这一点令人兴奋。”
二、“微工厂”的优势
目前3D打印机仍存在使用材料的局限性，现在粉末材料能加工成零件的主要是塑料、树脂、金属等，而金属材料强度要求高，金属加工所需温度非常高，目前技术并不成熟。大型金属结构件的直接制造已成为3D打印技术最核心的困难所在。尺寸精度不易控制、生产率低也是3D打印机在实际应用中的主要问题。3D打印机在部分产品的小批量生产和模具生产上有优势，但在大批量生产上，3D打印的速度和成本其实都比不过传统制造方式。
“微工厂”的优势就是针对了3D打印存在的问题，一方面微工厂不仅可使用塑料作为打印材料，也可在木头和金属中制造出产品；另一方面微工厂根据用户提供的设计图逐步进行3D打印，每个设计图里的编码会告诉打印机何时进行切割蚀刻或变更打印头及颜色，控制十分精确，甚至可以在机器内部蚀刻微芯片。此外，“微工厂”的噪音比3D打印机要小。
三、青岛市3D打印设备及机械制造研制基础
目前，青岛市已拥有一定的3D打印研究、生产基础，主要集中在模型设计、软件控制、3D打印机生产和打印服务等领域。中国海洋大学、中国石油大学（华东）、山东科技大学、青岛大学、青岛科技大学等单位和海尔、海信、中航前哨精密机械公司等企业正在开展3D打印设备研发。西安交通大学青岛研究院依托卢秉恒院士主持的快速制造国家工程研究中心，从事3D打印项目成果的合作转化，逐步实现批量生产。青岛尤尼科技有限公司已生产出青岛企业的第一台桌面3D打印机样机。青岛希迈科自动成型系统有限公司主要从事3D打印工艺技术控制软件的开发、粉末烧结工艺3D打印机的研制开发，并为相关企业提供控制软件及模具等产品服务。
此外，我市曾是我国纺织、轻工，铸造、橡胶、包装等重要的机械工业基地，虽然在2000年全国性机械行业升级改造过程中，我市的传统机械制造业未能跟上产业升级改造的步伐，许多企业被淘汰，但仍有中航前哨精密机械公司等一大批企业实现了转型升级，具备较强的机械设计、自动化控制、软件的研发实力、制造能力和行业竞争力。
同时，驻青高校中山东科技大学从事数控车床的教学和研究，青岛大学、青岛科技大学、青岛理工大学等高校也开展机械设计、机械自动化及铸造、焊接的研究工作，可以为微工厂的研发提供有效技术支撑。
四、启示与建议
1.密切关注与跟踪“微工厂”设备的研究进展
“微工厂”最先是由欧美一些国家提出的，最初由一些技术性和动手能力都很强的人出于兴趣和玩乐的心态而动手操作完成某一件作品，直至引发微澜、很多人模仿。因此，国外众多媒体一致将“微工厂”称为一场全新工业革命的先声。面对这一极具成长性的新生事物，青岛市应敏锐跟踪，密切关注，把握机遇，及时掌握“微工厂”、3D打印等新兴技术和产业发展趋势，积极应对新一轮科技革命和产业变革对青岛市产业发展所带来的影响。
2.积极鼓励青岛市各高校、研究机构、企业联合开展 “微工厂”设备的研发
突破“微工厂”设备制造与应用关键技术，形成自主知识产权，凭借我市3D打印和机械制造领域的基础优势，培育产业集群，打造我市“微工厂”设备制造产业的创新链、产业链，培育我市新的经济增长点。
1.微工厂设备或成3D打印“对手” ，[EB/OL]科技日报网
2013-08-27http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2013-08/27/content_220890.htm？div=-1
2.青岛3D打印产业渐成气候 搭建产学研技术平台，新华网
2013-11-13 http://www.sd.xinhuanet.com/sd/2013-11/13/c_118123091.htm
2013-06-06 http://news.qingdaonews.com/qingdao/2013-06/06/content_9789931_all.htm
4.王冠太尔时代:桌面打印微工厂[J].IT经理世界，2013（1），66-69.
http://en.wikipedia.org/wiki/Micromachinery
编写:周文鹏 蓝 洁
编审:谭思明 管 泉
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