與宜家流水線比速度 Steelcase與MIT合作開發3D打印家具新技術
近日，辦公設備巨頭Steelcase與麻省理工學院自組裝實驗室合作開發出了快速液體打印技術。這種3D打印方式能在幾分鐘內將完全成型的大件家具從凝膠中拉出。這項技術適用于生產中等大小的物件。目前，Steelcase正試著用這項技術生產家具。
設計師嘗試3D打印家具已有好幾年歷史，雖然新作品層出不窮，例如神似荷蘭藝術家埃舍爾(Escher)作品的金屬座椅、會長蘑菇的椅子等，但大多數都未能成為主流。3D打印之所以尚未被知名家具品牌接受，是因為這項新技術還有實際操作上的局限：典型的3D打印非常費勁，能用的材料很少，而且需要特殊設備，要在現有的家具生產工藝基礎上實現3D打印，就必須花上一筆巨資。
不過，假如幾分鐘內就打印出一塊桌板呢？這可是比宜家的生產線還要快。這樣的技術會是什么樣?它會怎樣改變量產家具的流程?
大約一年前，辦公設備巨頭Steelcase新商業創新部主管羅布·普爾(Rob Poel)向麻省理工學院(MIT)自組裝實驗室(Self-Assembly Lab)提出了這些問題。
普爾表示，為了讓Steelcase在新興科技中尋找到機會，他的團隊正在與MIT的多個實驗室密切合作，探索人工智能、增強現實(AR)、虛擬現實(VR)等領域。探索3D打印時，他們將目光投向了MIT的自組裝實驗室。這個實驗室通過多年的努力將3D打印的邊界拓展到了“4D打印”，也就是用3D打印機制造出能自我生長與改變的東西。
“我們研究3D打印快10年了，使用過各種各樣的打印流程，與多方進行過合作。”斯凱勒·蒂比茲(Skylar Tibbits)說——蒂比茲是自組裝實驗室的主管之一，與另一位主管杰瑞德·洛克斯(Jared Laucks)共同管理實驗室。蒂比茲還說，這里是做這種實驗最理想的地方，因為這里做過各種各樣的項目，大多數實驗必需的設備都現成。但在Steelcase這個項目中，實驗室團隊最終開發出的流程卻與之前的項目大相徑庭。
新開發出的技術叫“快速液體打印(Rapid Liquid Printing)”。這項技術沒有用到典型的分層式3D打印，而是用一個噴嘴將液化的橡膠、泡沫或塑料注入裝有凝膠的大容器中，凝膠在液化材料凝固的過程中能起到支撐作用。這種3D打印方式能在幾分鐘內將完全成型的大件家具從凝膠中拉出。
蒂比茲表示，這個流程是借鑒了合成生物學家用瓊脂(一種從藻類中提取的膠狀物)3D打印生物材料的方式。“快速液體打印”以相似的方式使用了凝膠，只是尺寸大很多。這樣一來，3D打印面臨的某些大問題就迎刃而解了。例如，傳統的3D打印機是逐層打印，通常要好幾個小時才能打印出一件作品，新方式比傳統方式快了幾個小時。相比之下，自組裝實驗室的機器用的是特制的噴嘴，將工業材料擠進用于支撐的凝膠中，可直接在三維空間中畫出所需的形狀。要想增加作品的尺寸很容易，尺寸限制就是裝凝膠的容器的大小。
重要的是，這種方式同樣適用于橡膠、泡沫、塑料等可被液化工業級材料。蒂比茲說，大多數3D打印的產品質量都很差，因為如果用傳統方式打印，新的一層材料涂上去時，底下的一層已經干了，做出的產品實際上是分層的。蒂比茲說：“這樣的結構是很弱的，不管用的是什么材料。”這同時也限制了可用于3D打印的材料種類。
液體打印是一種更好的方式，但蒂比茲和他的團隊并不是唯一想到這一點的。本月初，3D打印企業Carbon與阿迪達斯的創新部門Futurecraft宣布，首批量產的3D打印鞋將在年底前上市
他們生產這款鞋的技術叫“連續液體界面生產(Continuous Liquid Interface Production，CLIP)”，是用紫外激光將感光液體固化，然后，打印機會將產品拉起，而不是逐層打印。Carbon和阿迪達斯已經申請了專利，并表示他們已經可以在10分鐘內制造出一個鞋底中層。
蒂比茲認為，這兩種打印方式的主要不同在于速度和尺寸：Canbon可以在幾分鐘內打印出鞋底，但蒂比茲和他的團隊可以在相同的時間內打印出大型家具。雖然自組裝實驗室開發的技術很難用于建筑(因為作品必須小于裝凝膠的容器)，但蒂比茲認為這項技術適用于生產中等大小的物件，如汽車零件和飛機零件。
自組裝實驗室正在與Steelcase合作，試著用這項技術生產家具。第一款出爐的產品是Steelcase公司Turnstone品牌Bassline系列的3D打印桌板。Steelcase目前還不打算出售用這項技術制造的產品，畢竟技術尚處于初級階段。但是，Steelcase工業設計師日吉由香(Yuka Hiyoshi)表示，自組裝實驗室現階段制造出的產品令人振奮，它為設計開拓了各種可能性。
“在凝膠中打印就像書法和繪畫，過程本身就非常迷人，但用到的材料讓人難以置信。”她提到實驗室做的橡膠樣本時說，“觸感很好，看起來有點脆弱。人看到桌板的時候總會想摸一摸。”
（原標題：MIT要用3D打印擊敗宜家流水線）
