3D打印技術：看上去很美

編譯 孟丹

如果你對3D打印感興趣，那么最近應該已經看到了很多令人目瞪口呆的3D印刷品。比如衣服、頭骨、自行車、鞋、汽車、外骨骼等，這樣的例子不勝枚舉。正如美國總統奧巴馬在今年的國情咨文中所說的那樣：“3D印刷技術具有使所有東西的生產方式發生革命性轉變的潛力。它將使整個美國從中受益。”

那么3D印刷真的會有那么大的能力嗎？除了前面我們所提到的那些物品，龐大的建筑物也能通過小小的3D打印機來生產嗎？

3D打印激發無限想象

目前，3D打印領域最熱門的一個發展趨勢就是對一些大型物品進行復制。雖然這需要耗費大量的精力、時間和金錢，但也為我們提供了一種可能。人們首先需要面對的一個挑戰就是要克服目前市面上常見的3D打印機的物理局限性。如果這類打印機的尺寸與普通復印機一樣，那從理論上來說，它就不可能打印出比自己還大的物品。但它可以打印出大型物品的零件，這就是為什么有人已經能夠用3D打印機來生產汽車。

盡管如此，圍繞著3D打印機設備本身，也呈現出了一些新的變化。美國麻省理工學院媒體實驗室的一些學生目前就在嘗試著用不同的設備在包裝箱的外面印刷文字。

他們借用了在世界各地的現代化工廠中常見的機器人手臂上所采用的一些技術，盡管他們不是用這些技術來安裝螺絲或焊接金屬片，但可以在這些技術的幫助下，以更高的精度將聚合物沉積在一起。

隨后，麻省理工學院媒體實驗室的學生們還采用了另外一種與之相似但又不完全相同的方法。他們設計出了一種微型機器人卡車。這個名為“移動打印測試平臺”的機器人卡車可以沿著物體的邊緣結構將留下一層層新的物質結構，而且它對物體表面的平滑度沒有任何要求。麻省理工學院媒體實驗室研究小組的成員們希望能在將來用這些可愛的小東西組成一個工作組，這樣就可以實現不間斷的生產了。

受這項研究的啟發，英國的一家設計公司正計劃用3D打印技術在一天的時間內組裝一個由上萬噸材料組成的建筑物。這看起來似乎是一件只有蜘蛛俠才能做到的事情。無獨有偶，荷蘭建筑師Janjaap Ruijssenaars計劃利用3D打印技術建設一個外形酷似“莫比烏斯帶”（mobius strip）的建筑物。這個項目的總投資為640萬美元，并計劃在2014年年底之前完工。

這僅僅是一個開始，隨著技術的進步，建筑師和設計師可以更加充分地發揮自己的想象力。現在甚至已經有人在討論用3D打印技術在月球上建立一個人類基地了。你覺得瘋狂嗎？一點也不，因為我們從技術的角度來看完全可以做到。

實現工業化生產有難度

盡管3D打印技術看上去很美，但它也存在著很大的發展瓶頸，如果要想實現大規模的工業化生產，這項技術還需要解決以下這幾個問題：

首當其沖的是成本問題。拋開設備本身的價格不談，3D打印所需的材料種類豐富，但價格昂貴。以常見的單色熱塑性擠出技術為例，這種方法是通過打印頭將少量高溫加熱的ABS塑料絲擠出，進而塑造成立體模型。而這種ABS塑料的價格目前仍在$30～50/kg之間浮動，這對于想要大批量生產的客戶而言，無疑是一個沉重的負擔。此外，很多3D打印機的打印質量也不盡如人意，無法生產出精細的零部件，對其在一些高精尖領域的使用設置了障礙。從總體上來看，3D打印對普通人來說還是一件奢侈品。

其次是版權問題。隨著3D打印技術的迅猛發展，與這項技術有關的版權問題也隨之浮出水面。近日，美國有線電視網絡媒體公司HBO就給一個名為費爾南多·索薩的商人發出了一封“停止和終止函”，要求他停止銷售由3D打印機打印出來的、模仿HBO劇集《權力的游戲》中鐵王座的iPhone底座。盡管這款底座是由索薩自己用Maya軟件設計出來的，但版權還是歸HBO所有的——HBO擁有所有該劇角色和在屏幕上顯示過的物體的版權。但也有人提出質疑，認為3D作品的版權與音樂和電影不同，因為它與物理對象之間的關系并不總是非常明確的。一般情況下，非藝術品（實際拿來用，而不是用于美學欣賞的）不屬于典型的版權法的管理范圍。一般而言，物品只要不是過于普通，都可以申請專利。因此我們可以預見，隨著3D模型市場的不斷壯大，關于版權的糾紛也會不斷增加。

第三是環保和安全問題。眾所周知，現在的3D打印機基本上是采用塑料作為打印材料，從環保意義上說，這些不可降解的材料不但會加重地球的環境負擔，而且還會在運輸過程中排放出更多的CO2。即便是采用生物可降解材料，也同樣無法避免生物質原料轉換過程中產生的巨大污染。因此，從環保的角度來看，3D打印技術并不適合用于工業化生產。此外，有些不法分子會利用這項技術生產毒品和槍支，給正常的社會秩序帶來危害。

由此可見，盡管3D打印技術在不斷進步，也給我們帶來了無數的驚喜，但要想更好地利用它，我們還需要克服很多現實中的障礙，做好相關的立法工作，讓美好的3D技術在現實的土壤中開出花來。