3D打印打出新世界

張雪

如果說3D打印打出的汽車、建筑僅僅只是個模型，那么3D打印為文化產品的生產、復制、傳承帶來的則是一次全新的顛覆性革命，為文化產業(yè)的發(fā)展打出了無限生機與活力。

去年熱映的電影《十二生肖》中，成龍扮演的國際大盜用高科技掃描手套獲取了國寶獸首的三維數據，遠程傳輸到一臺神奇的機器上，瞬間一模一樣的銅獸首復制成功。

喜歡芭比娃娃的玩具，很簡單，通過一臺打印機，就能“打印”出來；需要一把椅子，也不要傳統的機械制造，“打印”出來的椅子一樣能讓你舒服入座……

這種種看似科幻的場景，如今正在加速走進現實。而幫助其漸行漸近走入我們生活的，正是近期最熱門的概念——3D打印。

什么是“3D打印”

“打印”這個詞本身，在傳統意義上，是二維（2D）的，本質上是將二維信息轉移到平面上去的過程。但是，任何一個三維的物體，總是能劃分成一系列具有有限厚度的二維平面的總和。所以打印三維物體，只需分層進行，每一層與傳統意義的打印是一致的，只是每一層的厚度應當遠小于三維物體的特征尺寸，再通過打印所用的“油墨”層層粘合并固化。

具體來說，傳統的打印就如使用普通打印機打印一封信：輕點電腦屏幕上的“打印”按鈕，一份數字文件便被傳送到一臺噴墨打印機上，它將一層墨水噴到紙的表面以形成一副二維圖像。而在3D打印時，軟件通過電腦輔助設計技術（CAD）完成一系列數字切片，并將這些切片的信息傳送到3D打印機上，后者會將連續(xù)的薄型層面堆疊起來，直到一個固態(tài)物體成型。3D打印機與傳統打印機最大的區(qū)別在于它使用的“墨水”是實實在在的原材料和特殊的膠水。

事實上，3D打印屬于快速成型技術（Fast Prototyping）的一種，它的專業(yè)說法應該是“增材制造”技術（Additive Process），包括快速原型制造技術和高性能金屬構件直接制造技術兩大類。

現在媒體報道的3D打印制造技術，主要是指快速原型制造技術。這項技術上世紀80年代就開始發(fā)展起來了，包括“3D打印”“立體印刷”“疊層實體造型”“熔融沉積造型”“選擇性激光燒結”五大類。主要制造由樹脂、石蠟、陶瓷等材料組成的尺寸較小的原型樣件或模型，這些原型樣件原則上不能直接用于裝備制造，但可以縮短新產品研制周期，降低產品研發(fā)和制造成本。

去年4月21日，英國《經濟學人》封面文章推出“3D打印推動第三次工業(yè)革命”的報道。隨后，3D打印大熱。目前，3D打印技術在一些領域的運用已經開始。在大眾消費領域，3D照相館、3D創(chuàng)客等正在國內推開，西安、北京、上海等城市都有3D照相館陸續(xù)開張；在工業(yè)設計領域，主要用于模具和模型制造等行業(yè)，部分金屬結構件和零部件也能直接制造；在生物工程領域，用于輔助治療的牙齒、骨骼、細胞、器官、軟組織等也能打印出來。隨著大眾消費時代的到來，3D打印走進了普通人的生活。

“3D打印”的瓶頸和未來

的確，3D打印技術可以打印出我們設計出來的任何東西，但它打印出來的東西不一定就是能實際應用的東西。比如，3D打印技術打印出的杯子雖然一定是杯子，但我們不一定能用它來喝水。因為用來喝水的杯子要考慮到材料是否環(huán)保，而目前用于3D打印的材料還不能滿足環(huán)保等功能的需求，而且缺乏用于家庭的質量檢測手段，即便打印出來的杯子能夠滿足環(huán)保等要求，這個杯子的成本也遠遠高于傳統方式制造的杯子。更重要的是，3D打印的飛機、自行車、手槍等僅僅只是個模型，電子元器件和成千上萬個零部件是根本不可能一下子打印出來的。因此，要想取代傳統制造業(yè)，3D打印尚需克服材料、質量檢測、成本三個瓶頸，盡管如此，3D打印技術依然是一項前沿性、先導性很強的技術，可以實現傳統制造業(yè)轉型升級，特別是在文化產業(yè)領域，對于文化產品的大量復制起到了革命性顛覆性的作用。比如一些已經應用的案例：利用3D打印機可以設計出非常個性的產品，制造世界上獨一無二的情人節(jié)巧克力，留下腹中胎兒的成長記錄等等。

3D打印技術主要是滿足個性化、定制化、復雜高難度產品的需求。3D打印最突出的優(yōu)點是無需模具就能夠成型，也不需要機械加工，就能直接從設計好的三維圖形數據中打印出任何形狀的物體。而傳統的制造工藝最核心的一個環(huán)節(jié)就是要建模，很多高端產品能夠設計出來，最大的困難是生產不出來。因此，3D打印意義的核心一是傳統生產方式不能生產制造的個性化、復雜高難度產品，通過3D打印技術都能夠直接制造；二是雖然傳統方式能夠生產制造，但投入成本太大，周期太長，通過3D打印技術可以實現快捷、方便、縮短周期、降低成本的目的。

我國推動“3D打印”產業(yè)化，其路線圖和中長期發(fā)展戰(zhàn)略即將制定。無論其影響以及未來革命性如何，潛在的商機應該是巨大的，而眾多企業(yè)已經對此行業(yè)躍躍欲試，其中不乏先行者。那么，作為剛起步的3D打印，在目前眾人看好的前提下，在前期表現搶眼的基礎上，有望逐步從啟動到產業(yè)化進展。

今年5月，2013年世界3D打印技術產業(yè)大會將在北京召開，2013年將是中國3D打印行業(yè)的發(fā)展元年。或許，隨著3D打印消費時代的到來，3D將真正改變人們的生活方式——正如多年前的電腦那樣。