3D打印：萬能萬物制造機？

致遠

如今，正風靡全球的３D打印技術，如同美國科幻作家羅伯特·希克利筆下的“萬能制造機”，告訴機器你想要的東西，在一陣指示燈閃爍之后，成品就出現在了眼前。在不久的將來，動手達人們便會真正迎來“自己動手，豐衣足食”的時代。

打印出來的飛機

很多人年少時都懷有一個藍天夢，希望自己親手設計并制造一架飛機，但這又談何容易。不過，英國南安普敦大學的工程師卻做了一個很好的表率，世界上第一架“打印”出來的飛機最近問世并順利遨游天際。

這款飛機從前到后——包括艙門、機翼、整體控制面等機身的5大模塊——均采用了“打印”的方式，也就是先由設計人員設計出樣本，利用EOS EOSINT P730尼龍激光燒結機層層打印出塑料或者金屬結構，這些部件只需要幾分鐘就可組成一架完整飛機，而且不需要借助任何工具。這款飛機名為“SULSA”，飛機翼展2米，最高時速接近100英里(約合每小時160公里)，科研人員希望其可以用于勘探、郵遞等任務。

雖然只是一架無人駕駛機，但整架飛機從提出設想到首次飛行僅用了短短幾天，制造成本也不過區區5000英鎊。要在以前，采用常規的方法和材料，恐怕需要幾個月，而且花費高昂。因為不需要額外的工具，所以如你想對飛機的外形、體積、材質做些改變，甚至是顛覆性的變化，都不是難事。而這些，都要感謝最新的3D打印技術。

搭積木原理

如此神奇的技術，原理其實很簡單。首先是設計目標物，設計的好壞全在于制圖和創意水平。可以使用傳統的計算機輔助設計軟件，之后將標準的文件格式導出并傳送給一臺3D打印機，這就完工了。在隆隆作響的打印過程中，實現著二維向三維的轉變。打印機一點點配出材料，逐層堆積，在膠水或激光的作用下，保證這些材料結實地粘合在一起。一些小的細節，還可以后續繼續補充，在骨架上進一步完美。

可以把這個過程想象成很多張打印紙累加的結果——首先就是分層打印，其中每張紙是一個圖層，橫切面上的圖案依靠打印材料構建出來，并被強力粘合，然后，多張紙的不同圖層疊加。如果還是不能理解，那就想象一次搭積木的過程，比如搭建一個寶塔，從最下層逐級往上遞加。最終這些涂層就會從平面的圖形變成一個立體的三維結構。

至于想打印什么，就完全靠創意和想法，可大可小，可軟可硬。小物件在家里一個人就可以直接操作完成；大一些的則需要更大的機器和空間。而打印的材料也有多種選擇，比如樹脂、尼龍、石膏、塑料等等，都可以通過不同型號的打印機打印出你需要的產品。而且，可以預見，鈦、不銹鋼或鋁、鐵等金屬材料也將隨著研發的進展在今后出現。也就是說，很多工業領域的大家伙也能夠“自助”生產。

打印一個想法

實際上，3D打印技術的設想和技術雛形在很久之前就已經出現了。比如，在工業設計領域，新型汽車或飛機在生產之前，都會有一個小型模型，在此基礎上不斷完善，再進入生產線。而現在，工程師可以直接將零部件甚至是完整的飛機都打印出來。

如今，幾乎各個領域各個行業都可以使用3D打印技術，設計者可以利用電腦細心打磨物體的布局、外形和顏色等各個細節，然后，點擊電腦屏幕上的“打印”就可以了。像是建筑、玩具、汽車、衣物，甚至是食品和醫療，都對3D打印技術熱烈歡迎。

英國一位科學家正在將噴涂材料改為巧克力，通過噴嘴把融化的巧克力噴成各類形態的新型巧克力樣式。而更令人期待的則是醫療領域，通過打印組織和器官，來解決病人的實際問題。而且，科學家還有更大的野心，不僅僅是打印像關節或是骨骼一樣的“硬件”，他們還希望打印真正的活生生的組織。科學家希望將生物細胞變成打印材料，再添加一些化學材料，將完整的人體器官打印出來。美國的一些科學家正在進行積極的嘗試，最新進展是已能打印出血管，他們相信，這些“打印血管”在幾年后就能用于人體當中。如果真有這么一天，那生物學或是醫學則將迎來一個新的時代。

康奈爾大學科學家霍德·林普森評論道，三維打印機能夠將任何材料變成產物，同時，任何人都能夠又快又廉價地生產出任何產品，人類的創意和個性將被極大地激發，三維印刷手藝能夠以我們無法想象的體例改變人類文化。

全民制作與家庭作坊

3D打印技術究竟會對產業和生活帶來什么樣的影響，未來的市場潛力究竟有多大，將來會不會像今天的激光打印機一樣火爆和普及，現在還不得而知。著名的《經濟學人》雜志對這項發明給與了極高的認可和評價：“偉大發明所能帶來的影響，在當時那個年代都是難以預測的，1750 年的蒸汽機如此，1450 年的印刷術如此，1950 年的晶體管也是如此。而今，我們仍然無法預測3D 打印將在漫長的時光里如何改變這個世界。”

我們不妨設想一下：想要什么就打印什么，聽起來如同科幻小說的情節，但現在，3D打印技術正在將這個想象變為現實。這也是3D打印技術最吸引人的地方，如果你設計的是一樣小物件，而材料也是常規材料，那么僅需一臺電腦和一臺打印機，就可以在家里搞定一切。當然，如果你的場地夠大，也可以做出大件東西。也就是說，如果將來人人都能自制生活用品，那人人就都是設計師和工程師，整個工業或許就重新回到了家庭作坊的時代。

最近，一家名為MakerBot的公司正致力于3D打印技術研發，短短幾年的時間就已發展壯大，吸引了上千萬美元的投資。他們不僅供應3D打印機，還提供打印家居產品的資源庫，會員可以上傳自己的得意之作，也可以下載別人的經典，會員當中不乏通用電氣這樣的大公司。3D打印技術目前受到廣泛歡迎，比如設計師、藝術家、學生等群體都已經成為其忠實粉絲。他們可以隨時隨地展示自己的實物作品。如今，以MakerBot公司為代表的3D打印公司正風生水起，投資者越來越看好這一領域，大量資金正涌入市場，而越來越多的普通人也在加入DIY的行列。3D打印機的銷量正在看高，并已經開始接受預訂服務。所有人欣喜地看到，整個3D打印市場正在日漸成熟。

我們現在已經開始步入“全民手工工場”的時代，正應了那句話，“沒有做不到，只有想不到”。