Lentis/增材制造
随着增材制造或3D打印不断成熟并成为一种可行的方法，检查去中心化和易于定制制造的社会影响至关重要。就像办公室打印机逐行喷墨以生成整个图像一样，3D 打印通过逐层挤出或熔合材料来创建物体。制造介质包括热塑性塑料以及各种金属和合金。3D 打印是小型定制应用的重要工具，为独立用户打开了大门，但它也引发了人们对其未来对经济的影响以及其制造武器的潜力的担忧。
增材制造出现在 1981 年 Hideo Kodoma 关于通过叠层构建塑料模型的专利，以及 Chuck Hull 的 1984 年关于类似方法的专利。[1] 更重要的是，Hull 共同开发了无处不在的 立体光刻 (STL) 文件格式，该格式将计算机生成的模型转换为标准的表面几何信息。 [2] STL 通过沉积少量树脂来创建叠加层，树脂被紫外线快速干燥。此过程使物体坚固且表面光滑，但需要相当长的时间才能完成。
自 3D 打印问世以来，更多构建物体逐层的方法都属于“增材制造”这个总称。重要的里程碑包括 Carl Deckard 的 1997 年关于 选择性激光烧结 (SLS) 的专利，该专利熔合了粉末状介质，以及 S. Scott Card 关于 熔融沉积成型 (FDM) 的专利，该专利就像热熔胶枪一样沉积熔化的热塑性塑料层。 [3] [4] 由于机器的简单性和介质的相对低成本，后一种方法在当今业余爱好者使用的小型 3D 打印机中很普遍。
有人认为，增材制造将改变经济体系，创造第三次工业革命。个人能够制造原本需要工厂制造的物体的能力，有可能以剧烈的方式改变商品的生产和分配以及经济。许多人认为，这些变化将影响经济的各个方面，包括就业、自动化、生产率和生产的去中心化。然而，对于这些转变的程度存在着不同的观点。
就业倡导者
一些评论员预测，越来越多的自动化生产方式将减少就业机会。虽然工厂自动化一直是一个持续的趋势，但 3D 打印提供了一种可能性，可以取代生产更复杂或更少零件和原型的工人。 [5] 除了被机器完全取代之外，工人们还可能被迫争夺更低的工资。 [6]
生产力倡导者
其他人预测，增材制造将使工人和公司能够保持竞争力和技术领先。虽然这些倡导者并没有预测就业机会的复苏，但他们将生产成本的降低列为增材制造的主要益处。 [7]
增材制造已成为快速原型制作的关键，并已成为构建小型生产批次或定制组件的有用工具。3D 打印的假肢、艺术品、独特组件，甚至手术植入物在社交媒体上被展示为这种技术的潜力的证明。行业也在采用 3D 打印进行实验和原型制作。调查显示，大约三分之二的制造商使用 3D 打印进行快速原型制作或定制零件。 [8] 这对于创新和试验新颖或定制设计非常有用，这些设计不需要大规模生产。独特应用的小型组件只需设计和打印出来，就能为生产者节省时间和资源。应用不仅限于制造商；骨科医生已经在 3D 打印定制关节植入物，甚至使用 3D 打印模型来理解和可视化复杂的骨折。 [9] 业余爱好者和“自己动手”的爱好者也正在利用增材制造来构建他们自己设计的东西的组件，比如艺术品、遥控汽车零件和无人机。虽然 3D 打印的使用在行业和制造商中一直在上升，但个人使用却非常有限，因为大多数人缺乏 CAD 软件和技能，更不用说使用 3D 打印的愿望了。 [10]
除了 3D 打印提供的快速性和定制化之外，该技术还允许创建使用传统方法无法生产的复杂设计。无法加工的复杂内部几何形状可以通过金属烧结逐层构建。例如，GE 的新型 LEAP 发动机配备了燃油喷嘴，需要更少的零件，更高的复杂性，从而提高了效率和耐用性，并减少了材料浪费。 [11]
3D 生物打印使用活细胞创建结构，也开辟了许多新的可能性。通过积极构建结构而不是试图从头开始培养它们，这种方法有可能实现功能性组织移植和器官移植。生物打印也可以用于创建专门用于药物和毒理学研究的组织。 [12]
有人推测，随着个人广泛使用 3D 打印机，增材制造将导致制造业去中心化。传统上，个人不具备或没有意愿创造他们需要的物品，而是依赖于工业和自由市场来供应商品。3D 打印让任何人都能够制造商品或为自己创造定制组件。这种便利性为普通人打开的大门，引发了人们对制造业未来的担忧。有些人推测，消费者将演变成“生产者”或同时生产和创造符合他们特定需求或偏好的产品的消费者，并减少他们使用的工业生产产品。 [13] 技术专家认为，人们将能够在 2024 年之前以低至几美分的成本 3D 打印自己的衣服，这可能会对服装和时尚行业产生负面影响。 [14]。其他人则认为，可以通过生物打印肉类来避免与传统肉类生产方式相关的环境和道德成本。更详细地说，据估计，生产 2.2 磅牛肉产生的污染量与一辆行驶 155 英里的欧洲汽车产生的污染量相同。生物打印肉类也吸引了对食用传统肉类有道德疑虑的素食主义者。 [15] 人们也付出了很多努力来 3D 打印生物器官和组织。 [16]
另一方面，有人坚持认为，3D 打印不会得到广泛使用，也不会取代传统的制造方法。人们对 3D 打印的期望很容易被过度炒作，许多人并不了解打印的众多限制，包括易用性、产品强度/质量、成本和时间成本。 [17] 已经大规模生产的普通商品不可能用 3D 打印以同样高的效率生产，仅仅是因为增材制造涉及严苛的时间限制。 [18]
3D 打印技术能够轻松复制功能性物体或艺术特征，引发了人们对专利法和版权法如何保护知识产权的担忧。这类似于 20 世纪 90 年代电子传输和音乐盗版所带来的颠覆性影响。[19] 有人估计，知识产权侵权造成的经济损失高达每年 1000 亿美元。[20]
在一个最近的案例中，美国联邦巡回上诉法院裁定，美国国际贸易委员会无权监管数字蓝图传输，即使这些信息可能被用于制造一项已获得专利的产品。 [21] [22] 在未来几年，法院和监管机构将被要求重新评估专利法对这项新技术的适用性。
责任
[edit | edit source]虽然设计现在可以轻松传播和复制，但由于打印机性能和操作人员技能而产生的质量控制问题，给责任法带来了新的挑战。一些人认为，传统的生产者责任法无法顺利地应用于那些不以传统公司生产产品的方式运作的“微型卖家”。[23] 与个人卖家不同，传统公司能够负担得起广泛的产品测试和重新设计，以满足安全标准。随着 3D 打印技术的普及，监管机构和立法者将被迫在创新和消费者安全之间取得平衡。
武器
[edit | edit source]公共安全和枪支管制倡导者
枪支管制倡导者和执法者担心，由于设计图纸和生产技术的易于传播，3D 打印枪支将无法控制。[24] 解放者 手枪是由发布开源枪支相关设计的组织 防御分布式 设计的，完全由 3D 打印部件和一枚钉子制成，能够发射单发 .380ACP 弹药。解放者引发了人们对 3D 打印枪支的广泛担忧。
国务院试图通过援引国际武器贸易条例 (ITAR) 立法来限制枪支设计图纸的传播，这种立法也曾用于追查 20 世纪 90 年代的密码技术开发人员。[25]
除了易于获得，枪支管制倡导者还认为，目前主要由低成本塑料制成的 3D 打印枪支无法被金属探测器探测到。[26]
民权支持者和防御分布式
防御分布式，这家负责首款 3D 打印手枪的公司，已经与民权支持者合作，为他们的工作辩护。这些倡导者以第一修正案 (言论自由)、第二修正案 (携带武器) 和第五修正案 (正当程序) 为基础，拒绝监管。 [27]
实际考虑
一些观察人士指出，现代探测器，如雷达成像仪和 X 射线仪，可以轻松探测到塑料枪支。[28] 这些枪支一直是公众辩论的主题，对使用者来说也很危险。澳大利亚和美国执法机构测试了基本的单发 3D 打印枪支，有时会产生灾难性的结果。根据所用塑料的类型，一些测试样本在第一发射击时爆炸。[29]
由于材料限制，目前 3D 打印塑料武器的耐用性和寿命存在问题。[30] 此外，3D 打印枪支缺乏传统枪支的许多功能，并且可以使用常见的硬件来制造功能性枪支。[31] Solid Concepts 是唯一一家使用金属打印完整枪支的公司，他们使用了训练有素的工程师和昂贵的设备来制造与传统方法制造的枪支一样耐用的枪支。[32]
进一步研究
[edit | edit source]增材制造有望改变和引入生产技术。制造业的去中心化可能会在法律和经济上带来颠覆性影响。
未来的工作应该关注 3D 打印技术成熟并得到更广泛应用后的社会影响。许多能够生产可用部件的技术成本可能会下降，为用户提供更多机会。
额外的研究应该帮助法律和监管标准适应新技术。具体来说，研究人员应该努力了解知识产权和责任的经济影响。公共安全也必须在权利和实际情况之间取得平衡。
参考文献
[edit | edit source]- ↑ 朝日新闻。 (2014) [1]
- ↑ 3DSystems (2014) [2]
- ↑ 美国专利 US5597589 [3]
- ↑ 美国专利 US5121329 [4]
- ↑ 萨默，劳伦斯·H. (2014) [5]
- ↑ 弗雷，卡尔·B. & 奥斯本，迈克尔·A. (2013) [6]
- ↑ WSJ (2014) [7]
- ↑ 梅里安，卢卡斯 (2014) [8]
- ↑ 迪保拉，马修 & 弗兰科，奥林·I. (2013) [9]
- ↑ 艾伦，尼克 (2013) [10]
- ↑ 通用电气 (2015) [11]
- ↑ 墨菲，肖恩 & 阿尔塔，安东尼 (2014) 自然生物技术(32) [12]
- ↑ 拉托，马特 & 里，罗伯特 (2012) 第一个星期一17(7) [13]
- ↑ 彻尼，马克斯 (2014) [14]
- ↑ 瓦格斯塔夫，基思 (2012) [15]
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- ↑ WSJ (2014) [18]
- ↑ 霍尼克，约翰。 (2015) [19]
- ↑ Gartner，Inc. (2014) [20]
- ↑ 霍尼克，约翰 & 罗萨里奥，卡洛斯。 (2015) [21]
- ↑ 美国上诉法院。 (2015) [22]
- ↑ Berkowitz, Nicole. (2014-2015). 华盛顿大学法律评论 92(4) [23]
- ↑ Winter, Jana. (2014) [24]
- ↑ Greenberg, Andy. (2015) [25]
- ↑ Israel, Steve. (2013) [26]
- ↑ Greenberg, Andy. (2015) [27]
- ↑ Reynolds, Glenn. (2014) [28]
- ↑ Greenberg, Andy. (2013) [29]
- ↑ Louie, Gilman. (2013) [30]
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- ↑ Farago, Robert. (2013) [32]