将这项 3D 打印成果推广到更大的飞机部件生产上

　　老一辈人可能要存很长时间钱才能购买到一些生活用品。而现在许多人选择贷款购买产品，通常在他们没还清欠款之前商品就已经不能用了。对于这一点，从个人或者环境角度上看都是不可接受的。因此，我们应学习老一辈人的做法，修改和升级无法使用或不符合要求的产品，而不是随意丢弃。

　　现在，市面上充斥着大量功能相近的产品，主要原因之一是很少有产品使用可替换部件。这主要归咎于产品设计不好，以及大多数制造商更希望我们购买新产品，而不是帮我们修复产品。所以即使产品有一流的维修服务，但对于公司来说仅仅更换零件是不划算的。如果本地3D打印设备分布足够广泛，那么将会改变产品修理现状，因为大多数产品的零件都可以以数字方式存储，然后根据需要制造出来。即使有某个部位无法在网上找到，有头脑的人（或将来可能出现的维修店）也能够重新设计出新的部分，或者扫描损坏的部分，在计算机上用数字方式修复它，然后再将它打印出来。正如杰·雷诺最近在 Popular Mechanics 上指出的，当他需要为一辆有100年历史的汽车购买零件时，只需要扫描一下，就可以3D打印出零件。

　　退一步讲，能够制造零件并不意味着就能够修理东西，因为还需要有技术人员（或机器人）打开损坏的产品，正确更换3D打印组件。但是，随着越来越多人热衷于自行生产和维护产品，慢慢也会出现“移动制造商”，我们将在最后一章介绍这个现象。另外，这种现象有点像返朴归真。在数十年前，当水壶或电暖炉出现故障时，大多数人都会到修理店，购买一个新零件，然后自己修好这种小电器。用更少的资源做更多的事情，最简单的方法不是让大家减少资源使用，而是延长所用物品的使用寿命。3D打印革命通过改进产品修理，从而帮我们用更少的资源做更多的事情。

　　6.5 提高物资使用率

　　从环境角度看，3D 打印广泛应用的另一个重要优点是可以提高稀有资源的使用效率。现在，许多工业流程消耗了大量的原始资源，而且这些资源最终不会出现在产品中。这是因为现在许多生产方法都属于减法生产。换言之，他们先拿一大块原材料，不断地切、转、锉和钻，慢慢去掉原材料中不需要使用的部分。相反，3D 打印机则是从零开始，根据最终产品的需求而增加材料。

　　减少材料损耗可以减少成本，并且让产品变得更具可持续性。出于这两种原因，有一些主流制造商已经开始认真研究直接数字化制造的可能性。例如，Rolls-Royce主持了一个名为MERLIN的项目，这个项目由欧盟资助，它致力于使用3D打印技术制造民用航空发动机，这个项目使用直接金属激光烧结（Direct Metal Laser Sintering, DMLS）和相关的3D 打印技术，在发动机制造时实现100%的原材料利用率。

　　实际上，在原材料和成本上实现的节约非常可观。例如，劳斯莱斯公司的一位工程师对我说，几年前生产1吨重的航空发动机通常需要消耗6.5吨金属，其中大多数都浪费在机器加工台上，而且里面很大一部分是贵金属，如钛。如果使用3D打印技术来生产航空零件，那么在生产过程中可以节约的材料最高可达80%，而最终生产出的产品与以前不差分毫。

　　使用3D打印进行直接数字化制造的另一个优点是，可以生产更轻重量的低密度部件。这点同样吸引了飞机制造商的关注，因为组件越轻，飞机的能效就越高。飞机工业设定的节能减排目标是到 2050 年前将碳排放减少50%。因此，飞机制造商决心研究将3D打印作为实现目标的手段之一就不足为奇了。

　　例如，在英国布里斯托尔市附近的EADS Innovation Works正在进行着一些试验，希望使用DMLS技术为空中客车A380生产小型部件。他们准备生产的第一个部件是一种新型喷气发动机盖铰链。它的性能参数与常规部件完全相同，但是只使用一半的金属。为了实现这一结果，他们重新设计了部件，去除了很多结构上不需要的部件体积。最终的新部件很难通过传统加工方法生产（更不用说成本效率了），但是可以直接通过一台3D打印机生产出来。

　　EADS Innovation Works目前正在对第一个用DMLS生产的部件进行结构测试，他们希望在测试结果通过之后，将这项 3D 打印成果推广到更大的飞机部件生产上，从而节约更多的重量和金属。这其中包括支撑机翼的翼梁。

　　另外一个类似的计划叫作 SAVING Project，它的目标同样是使用 3D打印技术生产更具可持续性的产品。这个项目的名称是指“通过优化设计和增材制造方法实现可持续的产品研发”（Sustainable product development via design optimization and AdditiVe manufacturING），它于2009年9 月启动，由英国的技术战略部资助。SAVING网站manufacturingthefuture.co.uk是这样解释的：

　　这个项目旨在通过优化材料设计和增材制造（AM）开发轻型可持续产品，它将在生产高价值产品的过程中显著减少材料和能源的消耗。作为一种创新且前景看好的材料加工技术，AM允许通过新型轻质材料结构技术实现可持续产品的快速开发，它能够提高功能金属和塑料材料的使用效率。它还可能在浪费最少材料和消耗最少能源的前提?