5月4日，首支3D打印槍在美國奧斯汀試射成功。除擊針為金屬，槍支全部部件為塑料，由3D打印機分別打印完成。這條消息將再次將3D打印技術(shù)推上了輿論的風(fēng)口浪尖。

    如今，3D打印無所不在，美國研究人員甚至已研制出三維食物打印機，能用食材打印餅干、蘋果派等。目前，3D打印機價格日漸便宜，普通消費者可以從互聯(lián)網(wǎng)獲得設(shè)計方案，在家打印物品。如果孩子想要新玩具，老人想下象棋，你想換一個新杯子，你要做的只是下載幾份圖紙，然后在自家的打印機“打”出來。

    每一項偉大發(fā)明所帶來的影響，在當(dāng)時都很難預(yù)測，比如電燈，蒸汽機和印刷術(shù)。同樣，我們也很難預(yù)測，這項被《經(jīng)濟學(xué)人》稱為“第三次工業(yè)革命”的新技術(shù)，如何悄然改變?nèi)祟惿钤谑澜纭?專題文字：蔣林 鄭佳文

    名詞解釋

    3D打印

    3D打印是一種快速成形技術(shù)，它首先將物品轉(zhuǎn)化為3D 數(shù)據(jù)，然后運用粉末狀金屬或塑料等可黏合材料，逐層分切打印。也就是說，若你擁有一臺小型的3D打印機，你只需在電腦中繪制出物品的三維圖，稍等一會兒，你想要的東西就可以被“打”出來了。實際上，3D打印技術(shù)在歐美已有幾十年的歷史，2002年進入中國。

    麻煩制造者：

    3D打印手槍，也能讓子彈飛！

    5月初，世界第一支3D打印手槍在美國得州奧斯汀試射成功。在此之前，許多人不將3D打印當(dāng)一回事，但這個創(chuàng)造著實扇了他們一巴掌。從技術(shù)上講，這把手槍除了子彈外的其他部件幾乎全部由3D打印機制造，工作的基本原理與普通槍支無異。制作這把手槍的這個美國民間團體先用3D打印機將手槍的部件制造出來，再組裝在一起。

    在成功試射后，擁有該手槍3D打印設(shè)計圖被傳到網(wǎng)絡(luò)上，立馬吸引了上百萬的下載。這對于正為控槍忙得焦頭爛額的美國政府來說無疑是當(dāng)頭一棒。因此，美國國務(wù)院致信設(shè)計方，要求把3D打印槍設(shè)計圖“從公共可獲取渠道中移除”。目前，這個組織已從旗下一家網(wǎng)站撤下手槍的3D打印設(shè)計圖。

    然而，沖著美國人民對3D打印機的熱忱，許多人害怕恐怖分子利用3D打印機制造出更具殺傷性的武器。到底3D打印機還會給美國政府打印出怎樣的麻煩？

    全能設(shè)計者：

    人臉巧克力 最好的情人節(jié)禮物

    相對于傳統(tǒng)制造方式，3D打印最大的優(yōu)勢無異在于拓展設(shè)計人員的想象空間。只要想得到，只要在電腦上設(shè)計出三維數(shù)據(jù)圖、準(zhǔn)備好相應(yīng)的材料，普通人都可以制作出天馬行空的服裝、首飾和禮物，成為名副其實的時尚先鋒。

    珠寶加工業(yè)與3D打印最為合拍，因為珠寶造型的復(fù)雜程度完全不會增加3D打印的成本。事實上，美國的3D打印公司Shapeway已在利用3D打印制造出首飾，其中不乏造型奇特的，如一款聲名大噪、名為“時間守護者”的吊墜。最近，公司還設(shè)計出了全球第一款3D打印禮服，由著名脫衣舞女郎萬提斯試穿。

    3D打印機也可以制作出意想不到的禮物。近日，日本一家公司就推出了一項“3D打印人臉巧克力”的服務(wù)，可以制作人臉外形的巧克力。利用3D掃描設(shè)備將人臉的數(shù)據(jù)輸入到電腦中，經(jīng)過軟件的處理，就可以利用3D打印機將模具打印出來，然后在里面注入巧克力，即可生成帶有你臉型的巧克力。對于情侶來說，這樣的情人節(jié)禮物真是含在嘴里怕化了！

    醫(yī)學(xué)神器:

    臉被切除 3D打印助重生！

    3D打印技術(shù)自數(shù)十年前從軍方“快速成型”技術(shù)進化誕生以來，醫(yī)學(xué)是其最為大顯神通的一個高地。依靠3D打印技術(shù)的“直接數(shù)字化制造”，許多病人跳出了傳統(tǒng)器官移植的漫長周期。或許在不知不覺中，你就接觸到了這種看似高端的科技。

    據(jù)報道，美國科學(xué)家利用3D打印機直接制造出一副塑料機械臂，使一位兩歲小女孩的殘疾手臂能夠正常活動。而最近，前美國康奈爾大學(xué)研究人員利用牛耳細(xì)胞，在3D打印機中打出了人造耳朵，能夠?qū)δ切┫忍煨曰蔚膬和M行移植器官。

    在美國的許多牙科診所，很多定制的口腔設(shè)備現(xiàn)在都要使用3D打印機。牙科醫(yī)生在掃描牙齒的位置后，利用3D打印機可以很快制作出牙齒的模型，牙醫(yī)甚至可以現(xiàn)場磨制假牙給病人換上。

    不久前，英國一名叫莫格的男子就借助3D打印機技術(shù)，才恢復(fù)了在癌癥手術(shù)中不得不切除的大部分臉部，得以與未婚妻完婚。為莫格治療的醫(yī)生借助3D打印技術(shù)，實現(xiàn)了對他的面部重建。醫(yī)生首先在3D打印機中用尼龍一層層塑造莫格的臉部模型，再根據(jù)這個模型制造出硅膠假體。裝上假體后，莫格擁有了屬于自己的“新臉”，多年來第一次可以正常喝水進食。

    住房難題、移居月球：

    3D打印機是個好幫手?

    既然3D打印機什么都能打印，那么它可能打印出大規(guī)模的建筑嗎？荷蘭建筑師睿杰森納已經(jīng)在試驗這項日趨平民化的科技。他籌備用一臺6米高的3D打印機，以人工砂巖為材料，“建造”出兩層樓高的拓?fù)湫徒Y(jié)構(gòu)建筑。

    美國南加州大學(xué)工業(yè)制造流程學(xué)教授科西尼維斯的推斷，如果成功制造出巨型的3D打印機，每棟建筑僅僅需要20小時就能完工。“這項極具革新性的技術(shù)很可能幫我們盡快解決全球日益緊張的住房問題，”他說。

    據(jù)說，歐洲航天局將聯(lián)手一家知名建筑機構(gòu)，在未來將機器人和3D打印機帶往月球，用月球的土壤和巖石的粉末為材料，通過3D打印技術(shù)在短時間內(nèi)建造一座功能完備的空間站，好在美國人面前耀武揚威一番。

    挑戰(zhàn)：

    “中國制造”

    優(yōu)勢不在？

    不再依賴人工，沒有組裝流程，沒有邊角料，3D技術(shù)的這些特點，將在某種程度上重新定義工廠。有預(yù)計稱到2020年之前，3D打印機將可以從事小規(guī)模生產(chǎn)，制造過去的勞動密集型工藝品和商品。投入這項新技術(shù)正在因此而重塑全球制造業(yè)格局。

    2011年6月，奧巴馬宣布向3D打印產(chǎn)業(yè)投入5億美元以提升美國在制造業(yè)上的領(lǐng)先地位。2012年7月17日，美國《外交政策》網(wǎng)站發(fā)表題為《制造業(yè)的未來在美國而不在中國》，稱“技術(shù)進步將使中國的制造業(yè)像過去20年里美國制造業(yè)那樣迅速衰落”。

    目前，中國的許多企業(yè)、高校已經(jīng)開始通過各種途徑研發(fā)、應(yīng)用3D技術(shù)。

    一臺3D打印機5000元

    當(dāng)然，對于中國消費者來說，3D打印機也不是什么遙遠(yuǎn)的技術(shù)。記者發(fā)現(xiàn)，在淘寶網(wǎng)上，超過300家店鋪在從事出售3D打印機或相關(guān)物品的業(yè)務(wù)，一臺3D打印機售價在5000元左右。不過，國內(nèi)目前的3D打印機相對美國市場價格偏高。上周，美國Pirate 3D公司已宣布將推出的個人3D打印機，售價僅347美元（合2100元RMB）。

    影響：第三次工業(yè)革命？

    航空發(fā)動機巨頭羅爾斯·羅伊斯公司工程和技術(shù)總監(jiān)史密斯說：“大工廠里人擠人的時代將一去不復(fù)返。”還有專家認(rèn)為，3D打印作為一項顛覆性的制造技術(shù)，誰能夠最大限度地研發(fā)、應(yīng)用，就意味著掌握了制造業(yè)乃至工業(yè)發(fā)展的主動權(quán)。

    節(jié)約成本和時間

    與傳統(tǒng)制造技術(shù)相比，3D打印具有成本低、省材料、周期短等明顯優(yōu)勢，從航空、動力裝備到醫(yī)療、體育、影視等諸多領(lǐng)域，均可大顯身手。

    你可以親自為心愛的人設(shè)計禮物，并用3D打印機將禮物“制造”出來。也可以量身訂制你喜歡的東西，隨心定做你的生活用品。更方便的是，操作3D打印機的培訓(xùn)在半個小時內(nèi)就能完成。這意味著，3D打印機普通人都可以操作。有媒體說，3D操作將來會像傻瓜照相機一樣，普及到人們的生活中去。

    作為3D打印技術(shù)的發(fā)明者和領(lǐng)頭羊，“3D系統(tǒng)”公司就提供3D打印的相關(guān)軟件和大量物品設(shè)計圖，顧客無須學(xué)習(xí)復(fù)雜的3D設(shè)計軟件，便可直接打印所需物品。此外，顧客能從網(wǎng)站付費下載更多物品設(shè)計圖：一只玩具大象收費4.99美元，一枚戒指10美元，一把剃須刀15美元。

    市場潛力巨大

    《國際增材制造行業(yè)發(fā)展報告》顯示，3D打印技術(shù)2011年全球直接產(chǎn)值為17.14億美元，年增長達29.1%。聯(lián)合國世界知識產(chǎn)權(quán)組織負(fù)責(zé)人格里指出，到2015年，全球3D打印業(yè)產(chǎn)值有望達到37億美元。與此相比，去年全球貨物出口額為18.3萬億美元。格里表示，3D打印業(yè)產(chǎn)值雖然從全球來看規(guī)模尚小，但有望保持較快增長，到2019年達到65億美元。

    通用全球副總裁兼通用全球研發(fā)中心負(fù)責(zé)人邁克爾·埃德戚克預(yù)測，三年內(nèi)，3D打印技術(shù)就將在航空航天、醫(yī)療器械等高附加值領(lǐng)域得到應(yīng)用；五到七年內(nèi)，隨著設(shè)備的不斷成熟，能夠承受和承擔(dān)24小時不間斷的制造，3D打印技術(shù)就能在更廣泛的領(lǐng)域得到充分應(yīng)用。

    短板:難成規(guī)模經(jīng)濟

    縱然，這個被《經(jīng)濟學(xué)人》稱為“將帶來第三次工業(yè)革命”的數(shù)字化制造技術(shù)，在成為“偉大”之前，還有很多需要改進的地方，比如材料的單一性、打印物品的精度不夠以及成本的高昂等。西安交通大學(xué)盧秉恒院士指出，“由于增材制造的材料研發(fā)難度大，導(dǎo)致3D打印制造成本較高；金屬材料成形的制造效率不高，每小時大約只有100到3000克。”

    此外，難以形成規(guī)模經(jīng)濟是3D打印的軟肋。比如說，僅做一把錘子，成本將無比高昂。當(dāng)然，由于規(guī)模經(jīng)濟，如果你生產(chǎn)成千上萬把錘子，每個錘子的成本將大大降低。但對3D打印機而言，規(guī)模經(jīng)濟效應(yīng)將無足輕重。無論是生產(chǎn)一件產(chǎn)品還是多件產(chǎn)品，開動機器的成本都是一樣的。這就是未來3D技術(shù)需要克服和考慮的技術(shù)難題。

    與計算機一樣，隨著需求增加和技術(shù)進步，3D打印機的價格有望逐步下降。有業(yè)內(nèi)人士指出，在工業(yè)領(lǐng)域，3D打印技術(shù)不會取代傳統(tǒng)生產(chǎn)方法，而是會與傳統(tǒng)方法攜起手來。“這種技術(shù)會影響一些產(chǎn)品的生產(chǎn)方式，但永遠(yuǎn)也不會取代舊的方式，未來傳統(tǒng)的減材制造法依然是主流。”

 

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