3D打印機：“打”出個未來

爆炸、槍戰、美女，每當提及007電影時，除了以上這些元素之外，觀眾想起最多的就是以他那輛豪華跑車為代表的先進裝備。過去的2012年是007電影問世50周年，新片《空降危機》中，第一部影片當中出現的超帥座駕阿斯頓馬丁跑車也會隨著邦德回歸銀幕。只不過這一次007開的既不是老古董，也不是真正意義上的跑車，而是光靠“打印”從古舊的博物館里穿越到現在的新玩意。這個“打”出來的究竟是什么呢？

3D打印機的革命

2012年11月20日，前《連線》雜志主編克里斯·安德森出現在清華大學的演講臺上：“在‘創客運動’的推動下，全球實現全民創造，掀起新一輪的工業革命，也就是數字制造和個人制造的結合。”

安德森本人就是一名“創客”。2012年11月初，做了12年《連線》雜志主編的安德森突然宣布要離職創業，擔任一家3D打印機公司的首席執行官。促使安德森下海的，是《連線》雜志最新一期的封面圖片：梅克波特公司創始人布雷·佩蒂斯抱著他發明的3D打印機得意地說，“這個玩意兒將改變世界”。這不由得使人想起已故的蘋果公司創始人喬布斯也曾抱著個人電腦，出現在雜志封面上。3D打印機究竟是什么東西？它真的會像個人電腦一樣帶來技術革命，改變我們的生活嗎？

在電影《碟中諜3》里，湯姆·克魯斯飾演的伊森和同事們用一臺機器在很短的時間里做出了一個逼真的頭部面具。而這臺機器就是一部3D打印機。如今，我們自己也可以很快打印出一個面具。在一家英國3D設計打印工作室，經過掃描后，你就可以打印自己的面部模型。根據體驗人員的經驗，掃描過后，系統會根據相關數據生成一個CAD打印數據文件，之后轉移到生成機器上，就可以分層打印出來。

分層技術是3D打印的基本原理。把要打印的物品進行三維掃描，或者作出三維模型，然后3D打印機會根據這些三維數據一層一層地打印。這些層疊加到一起就成為立體物體。3D打印機的油墨可以非常多樣，從有機物到無機物，幾乎所有材料都可以用來進行3D打印。你不需要思考如何制造一個3D產品，計算機軟件幫你搞定一切。你只需要知道自己想要什么就夠了。

三維打印技術的魅力在于它不需要在工廠操作，桌面打印機可以打印出小物品，而且，人們可以將其放在辦公室一角、商店甚至房子里；而自行車車架、汽車方向盤甚至飛機零件等大物品，則需要更大的打印機和更大的放置空間。

3D打印技術最突出的優點是無需機械加工或任何模具，就能直接從計算機圖形數據中生成任何形狀的零件，從而極大地縮短產品的研制周期，提高生產率和降低生產成本。

與傳統技術相比，三維打印技術還擁有如下優勢：通過摒棄生產線而降低了成本；大幅減少了材料浪費；而且，它還可以制造出傳統生產技術無法制造的外形，讓人們可以更有效地設計出飛機機翼或熱交換器；另外，在具有良好設計概念和設計過程的情況下，三維打印技術還可以簡化生產制造過程，快速有效又廉價地生產出單個物品。

三維打印技術還有其他重要的優點。大多數金屬和塑料零件為了生產而設計，這就意味著它們會非常笨重，并且含有與制造有關但與其功能無關的剩余物。三維打印技術不是這樣的。在三維打印技術中，原材料只為生產所需要的產品，當材料沒有了生產限制后，就能以最優化的方式來實現其功能。因此，與機器制造出的零件相比，打印出來的產品的重量要輕60%，并且同樣堅固。

讓打印機成為新動力

其實3D打印并非最近幾年才有的新鮮事物。1986年3月，美國人邁克爾·赫爾為自己發明的三維立體成型機申請了一項專利，這在當時引起了不小的轟動。當時的《早安美國》節目上，主持人頗具煽動性地描述說：“你只要有一個想法，在你的電腦上畫出圖紙，按下按鍵，就能夠得到你要的那個模型。《科學》雜志的編輯說，這項技術正在改變美國的工業。”當時邁克爾預言，3D打印技術將會改變傳統工業的生產方式。作為三維立體成型機發明者的邁克爾這樣評價這項技術：“叫它3D打印機很合適。廣義上講，你可能會覺得3D打印機破壞了機械化工程制造業。”

邁克爾沒有想到，如今的3D打印和快速成型技術不僅沖擊了傳統工業，還滲透到了新興領域。2012年11月13日，美國加利福尼亞州圣地亞哥，一家名為歐迦南莫的生物技術公司利用3D打印機制造出血管以及心肺部等臟器的碎片。他們的最終目標是打印出完整的生物器官，這樣器官移植所面臨的來源缺乏和排斥反應難題將迎刃而解。

事實上，人們已經使用該技術打印出了燈罩、身體器官、珠寶、根據球員腳型定制的足球靴、賽車零件、固態電池以及為個人定制的手機、小提琴等，有些人甚至使用該技術制造出了機械設備。比如，美國麻省理工學院的博士生彼得·施密特就打印出了一個類似于祖父輩使用的鐘表的物品。在進行了幾次嘗試之后，他最終用打印機打印出了塑料鐘表，將其掛在墻上，結果，鐘開始滴答滴答地走動。

近年來，3D打印機的價格正逐年降低。現在，你只要花上500美元左右，就可以買一臺家用的3D打印機。2011年，全球家用3D打印機的用戶將近2.4萬人，這一數字是2010年的4倍。2012年11月初，美國《時代》雜志公布了2012年年度最佳發明，一款體積小巧的3D打印機名列榜單內。英國《金融時報》高度贊揚道：“3D打印機將像蒸汽機、內燃機和計算機一樣，開創一個嶄新的工業時代。”

“只有想不到”

美國《連線》雜志評論說：“只有想不到的，沒有做不到的，埃舍爾的畫作和電影《盜夢空間》里的場景也許會成為實體現實。”然而如同其他科學技術一樣，3D打印機的未來果真沒有煩惱嗎？當3D打印機結合3D掃描儀時，知識產權問題將會特別突出。這種行為會比抄襲專利和版權要嚴重得多。

2012年11月1日，美國猶他大學法律系的學生科迪·威爾遜在一次公開討論時透露，他和他的朋友正在做一個手槍的圖紙。他們把這張設計圖叫做微機手槍，這張圖可以在網絡上自由傳播，只要你有一臺3D打印機，你就可以自己做出一把手槍來。3D打印機幾乎可以打印出包括手槍在內的各種武器，這使得槍支管理變得更為艱難，也給社會安全帶來了新的挑戰。而這也正是任何一項科學技術都難逃的魔咒。

三維打印技術的意義不僅在于改變資本和工作的分配模式，而且也在于它能改變知識產權的規則。該技術的出現使制造業的成功不再取決于生產規模，而取決于創意。然而，單靠創意也不夠，模仿者和創新者都能輕而易舉地在市場上快速推出新產品。因此，競爭優勢的持續時間可能將前所未有地變得更短。

一旦物品能用數字文件來描述，它們就會變得很容易復制和傳播，當然，盜版也會變得更加猖獗，就像音樂工業出現的情況一樣。當一個新玩具的草圖或一雙鞋的設計方案在網上流傳時，其知識產權的擁有者會失去更多，因此，人們在知識產權領域進行的斗爭會更加激烈。并且，隨著開源軟件、新的非商業模式的出現，三維打印技術需要比目前更加嚴謹還是更加寬松的法規還有待驗證。

詹姆斯·邦德的座駕其實就是用3D打印機制作出的電影道具，這項技術就像機器貓的口袋一樣，只要你有足夠的想象力，就可以從過去穿越到未來。或許未來的某一天，我們真的可以生活在打印出來的世界里。而一個“打”出來的未來究竟會是更加美好，還是增加新的煩惱？我們拭目以待。