3D打印被稱為“機(jī)器貓的口袋”

3D打印的技術(shù)原理：與其說3D打印是一種打印技術(shù)，倒不如說是從“3D虛擬”到“3D構(gòu)造”的過程，最關(guān)鍵的步驟是借助3D輔助設(shè)計(jì)軟件在電腦中建立起三維模型。隨后打印的過程就是一個(gè)“構(gòu)造”的過程，之所以被稱為“打印機(jī)”是因?yàn)閰⒄樟似浼夹g(shù)原理。3D打印是斷層掃描的逆過程，斷層掃描是把某個(gè)東西“切”成無數(shù)疊加的片，3D打印就是一片一片地打印，軟件通過電腦輔助設(shè)計(jì)技術(shù)（CAD）完成一系列數(shù)字切片，并將這些切片的信息傳送到3D打印機(jī)上。打印機(jī)會(huì)將連續(xù)的薄型層面堆疊起來，直到一個(gè)固態(tài)物體成型，成為一個(gè)立體物體。因?yàn)榉謱蛹庸さ倪^程與噴墨打印十分相似，所以也可以直接理解為“噴墨”。但3D打印機(jī)與傳統(tǒng)打印機(jī)最大的區(qū)別就是，其使用的“油墨”可以非常多樣，從有機(jī)物到無機(jī)物，幾乎所有材料都可以用來進(jìn)行3D打印。

3D打印模型

2012年12月，在納斯達(dá)克上市的全球最大專業(yè)級3D打印設(shè)備制造商Stratasys宣布與以色列的3D打印企業(yè)Objet合并，其中后者利用Objet 3D打印機(jī)為電影特效片段制造3D模型和原型，為演員量身定制可以完全適合演員的臉、頸部和頭部的道具，在電影《侏羅紀(jì)公園》、《阿凡達(dá)》、《鋼鐵俠》以及《復(fù)仇者聯(lián)盟》中都有應(yīng)用，因此其在業(yè)界早已小有名氣。現(xiàn)在越來越多的電影都開始使用3D打印機(jī)制造道具，當(dāng)然你也可以打印一個(gè)“自己”，即縮小版的人物模型。

3D打印服裝/鞋

荷蘭時(shí)尚設(shè)計(jì)師Iris van Herpen展示的服裝設(shè)計(jì)作品，全部使用3D打印機(jī)一次成型。通過3D打印技術(shù)制造的服裝，突破了傳統(tǒng)服裝剪裁的限制，幫助設(shè)計(jì)師完整地展現(xiàn)其靈感。

Continuum是一家提供定制服務(wù)的時(shí)裝公司，現(xiàn)在也開始賣3D打印的鞋子。名為Strvct的鏤空鞋的設(shè)計(jì)別致而嚴(yán)謹(jǐn)，你可以選擇不同的顏色、式樣、鞋跟高度。鞋子打印出來之后會(huì)進(jìn)行鑲皮處理，底部也會(huì)加上紋理橡膠，從理論上說跟普通鞋子差不多。不過每雙鞋的價(jià)格為900美元，這顯然不太親民。

3D打印自行車/飛機(jī)/汽車

2011年3月，英國一名科學(xué)家設(shè)計(jì)出一款名為Airbike的自行車，并用打印機(jī)一次成型地打印出車輪、軸承和車軸。通常情況下，這些零部件需要由多個(gè)工廠制造，而后進(jìn)行組裝。這輛自行車采用尼龍材料，堅(jiān)固程度與鋼鋁材料不相上下，但重量卻減輕了65%，關(guān)鍵是——它可以騎。

此外，美國弗吉尼亞大學(xué)工程系研究人員制造了一架3D打印的無人飛機(jī)，巡航時(shí)速可達(dá)到45英里；16名比利時(shí)工程師利用3D打印機(jī)制造了一輛全尺寸賽車，并完成測試。

而3D打印制造出來的汽車最出名的當(dāng)數(shù)Urbee車型，車身由一個(gè)特制的3D打印機(jī)層疊建造，除了將超薄合成材料緩慢地融合成固體外，這款獨(dú)特的汽車就像將繪畫變成了活生生的實(shí)物。據(jù)了解，Urbee汽車不會(huì)在短時(shí)間內(nèi)分解，至少可以使用30年。這款3D打印汽車的面世完全是一個(gè)里程碑事件，它采用汽油和電力混合發(fā)動(dòng)機(jī)，使這款汽車成為世界上最環(huán)保的汽車之一。專家稱，Urbee汽車僅使用類似大小普通汽車1/8的能量，其在高速公路上每加侖汽油可行駛200英里。

3D打印建筑

今日，荷蘭建筑師發(fā)布一則消息：一座采用3D打印技術(shù)建筑的房屋最快將于明年建成。這座仿莫比烏斯環(huán)的3D打印房屋，力求“完成人力建造辦不到的事”。其實(shí)3D打印出房屋在硅谷早露崢嶸：“打印”一座房子的時(shí)間是20小時(shí)，單位面積的承重能力是標(biāo)準(zhǔn)混凝土的3倍。此外，英國Softkill Design也正著手使用3D打印技術(shù)建造大批量民用住房，這些房屋以骨骼架構(gòu)為原型，以纖維尼龍為結(jié)構(gòu)制作所有部件需3個(gè)星期，組裝起來只需1天。

更讓人瞠目結(jié)舌的是，歐洲航天局已著手同建筑公司Forster+Parterners聯(lián)手研發(fā)在月球打印一座空間站的項(xiàng)目。一批機(jī)器人將在未來40年內(nèi)被空降至月球，利用月球的土壤及其他材料，通過3D打印技術(shù)將其制成建筑材料，進(jìn)而完成空間站的建設(shè)。

3D打印桌椅

近日，一名叫Bitonti的設(shè)計(jì)師利用3D打印技術(shù)，打造出了幾款A(yù)BS塑料及金屬不銹鋼材質(zhì)的桌椅家具，造型奇特，外觀華美。

椅子是由許多極細(xì)小的分支組合在一起，形成了一個(gè)極具剛性質(zhì)量的結(jié)構(gòu)。椅子的構(gòu)造是將獨(dú)立浮動(dòng)的點(diǎn)按照云重建的算法來完成的。這款椅子是利用FDM 3D打印技術(shù)直接數(shù)字化制造而成，整個(gè)椅子可以按照需求來用ABS塑料制造出來。

桌子桌面頂部的每個(gè)開口向下貫穿到桌腿，然后又退回底部，該桌面是一個(gè)復(fù)雜的無限體表面，外部變內(nèi)部，內(nèi)部變成外部，如此反復(fù)的交錯(cuò)在桌子表面，形成一個(gè)空間結(jié)構(gòu)。桌子采用一種金屬材質(zhì)，是由3D打印技術(shù)造成的實(shí)用家具。

3D打印食物

英國埃克塞特大學(xué)研究人員于2011年就推出了世界首臺(tái)3D巧克力打印機(jī)原型，與普通噴墨打印機(jī)的原理相似，3D巧克力打印機(jī)的工作原理也是掃描、分層加工、出型等。而它使用的“油墨”則是液態(tài)巧克力，打印出來的“成品”則包羅萬象，從巧克力食物到巧克力日用品，乃至巧克力服裝。

2012年10月，荷蘭國家應(yīng)用科學(xué)研究院研發(fā)出了一臺(tái)3D食物打印機(jī)，人們可以借助這臺(tái)機(jī)器，以巧克力等食材為原料，打印出各種造型奇特的食品。該研究院的研究員克耶德·范博梅爾說，這種機(jī)器由控制電腦、自動(dòng)化食材注射器、輸送裝置幾部分組成，使用者首先在電腦預(yù)存的造型中進(jìn)行選擇，點(diǎn)擊“打印”之后注射器上的噴頭就會(huì)將食材均勻噴射出來，以逐行逐層“打印”的方式制作出立體小甜點(diǎn)。

3D食物打印機(jī)不僅可以幫助人們設(shè)計(jì)出不同樣式的食物，還能幫助人們制作出更加營養(yǎng)、健康、有趣的食品。

3D打印鮮肉

2012年7月，英國《每日郵報(bào)》報(bào)道稱美國賓夕法尼亞大學(xué)宣布以改進(jìn)的3D打印技術(shù)“打印”出了鮮肉，這種利用糖、蛋白質(zhì)、脂肪、肌肉等原材料炮制出來的“肉”具有和真肉相似的口感和肌理，甚至連毛細(xì)血管都能“打印”出來。此外，硅谷的一家創(chuàng)業(yè)公司Modern Meadow也使用3D打印技術(shù)打印出了“鮮肉”。打印“鮮肉”的步驟：采集皮膚、肌肉細(xì)胞作為樣本；胰酶處理，破壞細(xì)胞粘連，將組織分散為單個(gè)細(xì)胞，擴(kuò)增培養(yǎng)；將細(xì)胞按片層狀整合到一起，在隨后的生物聚合過程中將細(xì)胞粘合到一起；將整合好的細(xì)胞層置于體外反應(yīng)器皿中，繼續(xù)成熟；數(shù)周后，終止細(xì)胞的營養(yǎng)供給，收集細(xì)胞用于加工成品。實(shí)際上，3D打印出的“鮮肉”是利用實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)出來的細(xì)胞介質(zhì)生成一種類似鮮肉的替代物質(zhì)，這種物質(zhì)同樣能提供人體所需的蛋白質(zhì)。

3D打印器官

英國研究人員首次用3D打印機(jī)打印出了人體胚胎干細(xì)胞，不僅鮮活而且具有發(fā)展為其他類型細(xì)胞的能力。研究人員稱，這種技術(shù)或可制造人體組織以測試藥物，或制造器官乃至直接在人體內(nèi)打印細(xì)胞。愛丁堡赫里奧特-瓦特大學(xué)和中洛錫安郡羅斯林干細(xì)胞公司研究人員也研發(fā)了胚胎干細(xì)胞3D打印機(jī)，并在2013年2月5日出版的英國《生物制造》雜志發(fā)表論文表示：檢測結(jié)果顯示，打印24小時(shí)后，95%以上的細(xì)胞仍然存活，打印過程未殺死細(xì)胞；打印3天后，超過89%的細(xì)胞存活，而且仍然維持多能性，即有分化出多種細(xì)胞組織的潛能。

此外，研究人員還用3D打印的干細(xì)胞制造出骨髓和皮膚，他們認(rèn)為最終能借助這種方法制造器官。例如，2月20日，美國康奈爾大學(xué)研究人員在《公共科學(xué)圖書館綜合卷》上發(fā)表報(bào)告稱，他們利用牛耳細(xì)胞在3D打印機(jī)中打印出人造耳朵，可以用于先天畸形兒童的器官移植。

3D打印唱片

唱片也能“打印”？對，沒錯(cuò)。Instructable的助理科技編輯阿曼達(dá)·加思使用最先進(jìn)的Objet Connex 500打印機(jī)打印了幾張唱片，可是盡管把機(jī)器設(shè)置成了最佳狀態(tài)，但打印出來的唱片仍比一張乙烯基塑料唱片的音質(zhì)遠(yuǎn)差10倍左右，而且這種3D打印唱片還會(huì)因殘余樹脂損毀轉(zhuǎn)盤的唱針。

不僅如此，3D打印還有許多其他鮮活的案例，如3D打印棋盤游戲、3D打印玩具、3D打印人體骨骼、3D打印機(jī)械臂、3D打印槍、3D打印雕塑等，儼然成了“機(jī)器貓的口袋”。

甚至有人開玩笑：“明天就要去月球了，我們的火箭呢？”“在U盤里，我馬上去打印出來！”

3D打印究竟是“真神話”，還是“被神化”？你怎么看？