3D打印，革命剛剛開始

張浩鵬

3D打印作為一種還未充分發(fā)展的新技術，今年開始越來越多地出現(xiàn)在媒體的報道里。盡管在現(xiàn)如今的充斥著新移動設備、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)應用等熱詞的技術新聞里，3D打印還是個不那么主流的話題，但它有潛力影響人們的生活方式，乃至帶來一次技術革命。在美國，這個領域已經開始吸引風險資本的注意。在打印了超過100萬件3D物體之后，今年6月份，3D打印公司Shapeways獲得了620萬美元的風險投資。

3D打印有著童話般美麗的前景，讓我們發(fā)揮一下想象力。理想中的3D打印技術能夠讓以下場景變成現(xiàn)實：想要一件流行的新衣服？只需要下載該件衣服的3D模型，然后在家打印出來，馬上就可以穿著出門了，連尺碼都可以根據(jù)身型設置；家里來客人了，缺少一把椅子，立刻通過3D打印機“制造”出來，立刻就能使用；自行車的腳蹬子壞了，那就打印一個腳蹬子安裝上吧，安裝太麻煩？那就干脆打印一輛自行車好了。在這里出現(xiàn)的3D打印技術不是科幻小說里的幻想，也不是機器貓口袋里的道具，而是實實在在的正在快速發(fā)展的一項新技術。就像普通打印機能夠將電腦里的文字、圖片打印到白紙上一樣，3D打印機能夠將任何3D模型從電腦里的虛擬物體變成實實在在的存在。

盡管功能如此的強大，3D打印的原理并不復雜。首先計算機會將3D模型切片，一個物體模型會被切分成很多的薄層。然后3D打印機會像普通打印機一樣把每一個薄層打印出來，只是材料不是墨，而是能夠快速成型的塑料或者金屬等材料。打印出來的薄層會通過膠水粘貼在一起。當所有的薄片都被打印出來之后，一個物體就這樣通過薄片粘貼而成了。3D打印技術將這一過程自動化了。

基于3D打印的原理，可以看出其中的幾項關鍵技術：3D建模、打印本身的精度控制、打印材料等。一，3D建模方面，可以通過手工建模，類似于手繪圖片，這個在電影、游戲、設計等行業(yè)已經被廣泛采用，因此有大量的現(xiàn)成素材可供打印，或許對收集控來說收集各種游戲、電影的玩偶將變得空前容易；另一種建模方式是3D掃描，將實物轉化為3D模型可以看做是3D版的照相，目前比較成熟的3D掃描技術是激光掃描，只是成本比較高，而最近興起了一些利用帶有深度傳感器的攝像頭（例如微軟的Kinect）的低成本3D掃描技術，筆者和幾個朋友成立的NConnex公司就是這方面的創(chuàng)業(yè)企業(yè)之一。

二，打印本身的精度控制，目前比較主流的精度在微米級別，而維也納一所大學的研究組正在朝著納米級的方向努力，一旦實現(xiàn)可能大規(guī)模集成電路這種高精度的產品都能夠通過打印制造了。

三，打印材料方面，目前已經有多種材料可以用于3D打印，包括尼龍、不銹鋼、鈦、鋁和樹脂等等，可以肯定的是，會有越來越多的材料能夠被用于3D打印。更瘋狂的是賓夕法尼亞大學正在研究肉類的打印，這將給人類的食品帶來新的來源，也能夠用來打印人類器官用于醫(yī)學。當然，技術要普及還有各種問題要解決，例如打印速度、成本、3D模型的版權問題等等。

雖然當前的3D打印距離普通人的生活還不是太近，在工業(yè)領域已經有很多公司開始受益或者正在積極探索這項技術。F1賽車的制造就利用3D打印來做出車的模型以對車身的空氣動力學設計進行測試。而美國宇航局也正在測試3D打印技術以用于以后宇航員的太空生活，這樣宇航員上天的時候就不用帶著各種各樣的東西，可以在太空中按需隨時打印。此外3D打印技術還被用來打印飾品、零件、扳手甚至賽車，真可謂沒有做不到只有想不到。也可以想象到，一些傳統(tǒng)行業(yè)可能將受到沖擊，例如玩具制造、飾品等對材料要求不高的物品。我就親眼見過朋友戴著很時尚的無鏡片大鏡框，跟人介紹的時候說是利用開源的Makerbot方案3D打印機打印出來的，一定令人驚訝。

有人把3D打印技術之于制造業(yè)的重要性比作噴墨打印機之于印刷業(yè)。如果3D打印真的能夠達到普通打印機的普及程度，那么可以預計，生活中雖然依然需要工廠生產的商品，就像有了打印機我們依然需要買書買雜志一樣，但是很多對質量要求不高的物品都可以通過3D打印機來解決了。那時我們逛超市，可能購物清單上會有這么幾項：打印鋁，1斤；打印塑料，半斤。