3D制造力

在電影《諜中諜4》中，為阻止冷艷女殺手與恐怖分子的密碼交易，特工伊森使了一計“瞞天過海”。他計劃用“面具制造機”——一臺能夠在短時間內(nèi)通過三維建模從而完整“打印”出他人容貌的機器，制作出女殺手的面具。盡管這一計劃因不小心碰翻了打印機而落空，不過此前，面具制造機打印出的立體面具還是幫助伊森成功潛入了克林姆林宮，混過了衛(wèi)兵的搜查。

上述情景不禁引人遐想，能打印出面具的機器是否真的存在？除了面具，別的東西是不是也能“打印”出來？如今，“3D打印機”讓這些科幻小說和電影里的情節(jié)變?yōu)楝F(xiàn)實。

Wohlers公司發(fā)布的報告稱，2011年，添加劑制造業(yè)（3D打印技術(shù)是其中的一種）的年增長率達29.4%，并將保持兩位數(shù)的增長勢頭。到2015年，快速成型制造業(yè)的產(chǎn)品銷售額與服務(wù)將達到27億美元；到2019年，這一數(shù)字將會增長到65億美元。來自以色列的3D打印機生產(chǎn)商Objet的CEO David Reis則將3D打印視為“新的工業(yè)革命”，在接受本刊采訪時，他表示:“從前大規(guī)模、流水線生產(chǎn)模式的弊端，在3D打印給制造業(yè)所帶來的影響面前表露無遺。此外，3D打印將產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)、最終成型的整個過程還給了原創(chuàng)者。”

與David的觀點相印證，《經(jīng)濟學人》在今年4月關(guān)于“3D打印機將帶來第三次工業(yè)革命”的文章中寫道：“對3D打印機而言，規(guī)模經(jīng)濟效應(yīng)將無足輕重”、“供應(yīng)鏈的地理格局也將轉(zhuǎn)變”、“鼓勵制造商將一部分制造行業(yè)遷回發(fā)達國家”、“生產(chǎn)方式像個輪子一樣兜了個圈又回到了原點，從大規(guī)模生產(chǎn)方式又轉(zhuǎn)到了更加個性化的生產(chǎn)方式”。

其實所謂“3D打印機”，就是可以直接制造出真實的物體的設(shè)備。“3D打印”是添加劑制造技術(shù)的一種形式，其概念脫胎于快速成型（Rapid Prototyping）技術(shù)，后者早在20世紀80年代便已廣泛應(yīng)用于航天、醫(yī)療和汽車工業(yè)的模型制作。相對于其他的添加劑制造技術(shù)而言，3D打印機具有速度快、價格便宜、高易用性等優(yōu)點。而隨著三維計算機輔助設(shè)計（CAD）的興起，設(shè)計師能在電腦軟件中看到虛擬的三維物體，但要將這些物體用黏土、木頭或金屬做成模型則是一個費時費力費錢的過程。以美國著名鞋業(yè)公司Timberland為例，哪怕僅僅是制作一個鞋底模型，也要消耗一周的時間，費用約為1200美元。

根據(jù)3D打印機的原理，只要電腦能設(shè)計出的產(chǎn)品，或是對原來的物體進行360度的掃描，打印機就能根據(jù)這些數(shù)據(jù)把它制作出來。對設(shè)計師來說，3D打印這一解決方案簡直就是救星，原來需要數(shù)天才能到手的實物模型，數(shù)小時便能制作成型，若要進行修改，也可隨時打印。2010年9月，網(wǎng)絡(luò)上曾出現(xiàn)這樣一個視頻——“日本3D打印機問世，立體物瞬間復制”。視頻中，科技人員將石膏粉注入3D打印機，現(xiàn)場復制了一個哈密瓜，無論顏色、紋路、大小，都與原來的那個一模一樣。

如今，3D打印的業(yè)務(wù)已在世界各地蓬勃發(fā)展，如Shapeways公司在網(wǎng)站上展示了稀奇古怪的3D打印設(shè)計，有鐘表、珠寶、神奇的魔方等，材料從不銹鋼、玻璃到塑料、沙石，應(yīng)有盡有，網(wǎng)友還可以根據(jù)自己的需要進行定制設(shè)計。從飛機到自行車，從日常用品到牙齒模型，包括在福特、保時捷、摩托羅拉、諾基亞、惠普等公司的研發(fā)生產(chǎn)線上，都能看到3D打印機的身影。

此外，很多公司的設(shè)計師們也開始用3D打印機做一些有趣的事情，比如耐克、阿迪達斯、彪馬等公司用它們打印新的運動鞋模型。使用了Objet公司的3D打印機的彪馬稱，這項新技術(shù)使他們的原型生產(chǎn)時間減少了75%，從4天減少為1天，還省去了與較遠的工作點溝通的麻煩，減少了設(shè)計的錯誤。而汽車生產(chǎn)商捷豹路虎則表示，其樹脂基部件已有超過三分之一由Objet公司的3D打印機生產(chǎn)。

與給公司和設(shè)計師們帶去的好處相比，3D打印機在個人市場的發(fā)展更值得期待。若居家有它，餐具、電筒、首飾、箱包、鞋襪、玩具等都可以DIY了。而且，它的用處還擴展到了一些特殊的領(lǐng)域。日前有報道稱，美國科學家利用3D打印機制造出塑料機械臂，使一名兩歲小女孩的殘疾手臂能夠正常活動。這可幫了這個小女孩的大忙，成年患者通常會佩戴金屬機械臂以幫助手臂活動，但這個剛滿兩歲的小女孩由于太小無法佩戴市面上生產(chǎn)的金屬機械臂。據(jù)悉，目前美國已有15名患先天性多關(guān)節(jié)攣縮癥的兒童戴上了這種機械臂。隨著他們的成長，這種塑料機械臂可以不斷更換。

幾年前，3D打印機的造價仍十分昂貴，動輒數(shù)萬美元，如美國的3D SyStem公司于2003年推出的InVision打印機，價格為5.99萬美元；同年Z Corp公司也上市了自己的三維打印機，報價從5.6萬到2.89萬美元不等。

2006年，美國康奈爾大學兩位科學家發(fā)起了一個專門研究低成本家用3D打印機的項目，名為“Fab@Home Project”，經(jīng)過一段時間的努力，他們真的研制出一臺低成本的3D打印機，原材料價值2400美元。攜3D打印機小型化、桌面化的趨勢，越來越多的廠商將目光投向了個人市場。在另一家公司Makerbot的網(wǎng)站上，一臺名為MakerBot Replicator的家用3D打印機售價僅為1749美元。這一價位，其實已低于激光打印機在1985年時的價格水平。或許有一天，你就可以在家里，親自為心愛的人設(shè)計禮物，按下桌角3D打印機的“Print”鍵，一件飽含深情的禮物便成型了。

不過，3D打印也引發(fā)了不小的麻煩。發(fā)生在《蝙蝠俠》首映的丹佛影院槍擊案的陰影未退，一名自稱“HaveBlue”的美國人在3D設(shè)計分享網(wǎng)站Thingiverse發(fā)文稱自己最近成功打印出手槍的部分組件，并結(jié)合真槍其他部件制作成一把槍，還在一個農(nóng)場進行了試槍。“20英尺（約合6米）遠的地方都能瞄得很準，累計射擊200余次，槍身依然完好無損。”HaveBlue頗為自豪地說。看來，若3D打印機真像噴墨打印機一樣普及，說不定還需要專門制定一套法規(guī)呢。（文/邱月燁 圖/文耀）