MX3D to 3D print a steel bridge in Amsterdam
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兩年時間在阿姆斯特丹，3D列印一座鋼鐵大橋，實踐向世人展示了這項技術的行與不行。
五年前，3D曾經一度風靡世界，無數人甚至認為，未來將充斥著3D列印。比如我們會駕駛著3D列印的汽車，住在3D列印的房子裡。然而，五年後，我們想像中的未來，並沒有實現。但是即便炒作不再，仍有公司正在堅持開發這項技術。
兩年前，MX3D宣佈了一項計劃，將使用3D列印技術建造一整座由Joris Laarman設計的鋼鐵大橋。這個項目進展順利，預計在未來幾年內即可竣工。
對此，公司和其主要投資方Autodesk，與我們獨家分享了他們的進度。技術的發展以及項目的進行十分令人驚嘆，無數難題在這一過程中被克服，未來十分值得期待。
對此，公司和其主要投資方Autodesk，與我們獨家分享了他們的進度。技術的發展以及項目的進行十分令人驚嘆，無數難題在這一過程中被克服，未來十分值得期待。
工業應用的完美案例
這座橋梁無疑是，從造船到海上石油鑽機等，一系列鋼鐵列印應用的概念證明。實現這一目標，不僅需要更好的軟體，還需要能夠自己學習3D列印的機器人。
「我們即將取得可列印物體體積的重大突破，將為3D列印的應用帶來飛躍發展」，MX3D公司的管理人Gijs van der Velden說道。MX3D是一家致力於商業化大規模鋼鐵列印的創業公司，剝離自Joris Laarman Lab。
「我們即將取得可列印物體體積的重大突破，將為3D列印的應用帶來飛躍發展」，MX3D公司的管理人Gijs van der Velden說道。MX3D是一家致力於商業化大規模鋼鐵列印的創業公司，剝離自Joris Laarman Lab。
當Laarman第一次設計這座橋梁時，該橋本由像冰晶一樣的格子狀柱子支撐。橋梁坐落於靠近阿姆斯特丹歷史悠久的紅燈區附近的運河上。
但是由於一個簡單的原因，橋梁發生了根本性變化：該市的發現橋梁的設計會給運河的河床帶來巨大壓力，因此必須重新進行工程設計。
但是由於一個簡單的原因，橋梁發生了根本性變化：該市的發現橋梁的設計會給運河的河床帶來巨大壓力，因此必須重新進行工程設計。
現在正在被列印製造的橋梁，更像是典型的行人結構，但橋面和形狀依然保持了原來奇異的彎曲和扭曲——並且這種設計只能以3D列印完成。更重要的是，它向所有潛在的合作夥伴，展示了3D列印技術的可能性。
不過，列印過程中遇到的一個挑戰，是列印大塊形狀。你可能會認為這是一個硬體問題——使用性能更好的機器，就可以解決——但實際上這更多的是一個軟體問題。
一直以來，現成的工業機器人是主角，客戶可以方便地預訂這些機器人，3周左右之後就可以收到貨，然後使用MX3D的軟體列印任何他們想要的東西。但是讓這些機器人焊接，具有高性能部件，所需的所有物理屬性的東西，就變得十分複雜。
鐵的物理性質在熔化後發生改變。不斷地重複加熱會使得鐵變脆，意味著你不能簡單地，像列印塑膠那樣一層又一層地，3D列印鋼鐵結構。隨著一層一層地鋼鐵不斷堆疊，他們會重複加熱下面的鋼鐵層。
如果這些鋼鐵層最近剛列印完，他們會變得更加脆弱。克服這一困難意味著，需要採用完全不同的列印側列。
如果這些鋼鐵層最近剛列印完，他們會變得更加脆弱。克服這一困難意味著，需要採用完全不同的列印側列。
鋼鐵須建造在已經冷卻的區域，由於區域的不同，列印出來的彷彿是隨機圖案。用來3D列印鋼鐵的機器人看起來，不怎麼像蜘蛛織網——倒更像是磕了藥的蜘蛛在織網。因為列印機不再需要等待，某一特定位置的鋼鐵冷卻，列印機本身的工作效率，可以提高兩倍。
但接下來的事情更加複雜。複雜的三維幾何，是根據定義客製化的，所以很難預先知道機器，在創建強焊接時，會在哪個位置遇到麻煩。但是機器學習可以解決這個問題。
MX3D使用的工業機器人，已經具備感測器，可以檢測用於加熱鋼鐵的電流值、鋼鐵的溫度，以及焊接的準確位置。MX3D正在開展下一個階段工作：將該數據與機器學習算法相結合，幫助機器人學習那些焊接可能產生問題——並選擇要麼即時解決這些問題，要麼採用全新的行動模式，以完全避免這些問題，重新合理構建每一層結構。
「當你製作列印文件的時候，你可以解決掉明顯的問題，」Van der Velden解釋說，「但在實際列印的時候，機器會辨識出問題，並即時創建解決方案。」
Van der Velden同時也承認，3D列印鋼鐵，將不適用於95％的工業建築項目。在這些項目中，鋼鐵的結構十分簡單，無需使用3D列印技術。但是，剩下的5％項目意味著巨大的市場。比如，海上石油鑽機的鋼支撐結構，設計異常複雜困難。與其讓每個工程團隊建造每一個獨立部分，你可以聘請兩名工程師監管8台機器。
此外，為石油鑽進平台等大型項目，製造部件最耗時的步驟之一，是削減關鍵部件，以盡量減少重量。將重量從6000公斤減少到5000公斤意味著你可用，採用完全不同類型的起重機械進行安裝，從而大幅降低成本。對這些關鍵部件採用3D列印，使其複雜內部結構的重量減少到最低——最多可能減少50％的重量，同時還不需要額外的修整工作。
大型高性能零件（如貨運輪船上的轉子）也可以使用3D列印，道理是一樣的。表面看上去一樣但內部，實際上已經最優化的設計，可以帶來極大的優越性。
讓我們再次回到這座大橋上。這個項目由Autodesk贊助，MX3D負責開發其軟體。並且，十幾個合作方已經投資了數百萬美元用於開發這一技術。
雖然大橋外表看上去十分酷炫，但其真正目的在於向我們展示，幾十年來一塵未變的大型內部結構的創新可能性。「這並非一個能夠製造一切的神奇方式，」Van der Velden說，「但我們會找到，真正適用3D列印的重要新部件。」
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