3D打印助力夢想

譚玉龍

一個是冷冰冰的工業設計，一個是手術室中的搶救與移植，一個是前衛時尚的泳衣和眼鏡，這些完全不相干的事件有什么相通之處嗎？——答案是肯定的。最近，全新的3Ｄ打印技術為我們制造了諸多驚喜。可以預見在不久的將來，這一技術必將在不同領域引發革命性影響，甚至有人認為，該技術可能會像互聯網一樣改變我們的世界，盡管目前它仍處于起步階段。

神秘之機

對于大多數人來說，3D打印聽起來或許非常陌生。到底什么是3D打印呢？

其實3D打印跟普通打印過程非常類似，都是先在電腦上利用軟件設計出產品的藍圖，然后再根據自己的喜好，調整尺寸、顏色等等，直到自己滿意為止，最后，按下打印鍵，OK，剩下的交給機器就行了。只需要幾分鐘，伴隨著一陣嘟嘟聲，你剛才設計好的藍圖就變成了成品。說起來，3D打印與普通打印似乎并無二致，但別忘了，這是“3D打印”，因此，打印出的不是一張紙，而是一個立體物體。打印中，普通油墨被換成了各種材質，通過噴嘴噴出像是塑料、尼龍等原材料，就像是普通打印一樣，先打印出一個層面，然后通過激光的熱量或是膠水，將這些噴出的材料固化在一起，繼而再打一層，和下面一層凝結成一體，如此層層疊加，一個3D立體產品就誕生了。

了解了3D打印的步驟，接下來讓我們看看3D打印究竟可以幫助人們實現哪些創意。

3D打印泳衣

說起衣服，大家的第一印象肯定就是柔軟輕便，由紡織服裝企業完成服裝的打樣、裁剪、縫盤、印花、整理這些工序，但如果我告訴你這樣的產品也可以打印出來。你相信嗎？

前不久，美國時裝設計師瑪麗·黃與3D打印領域的專家詹娜·費瑟就將這一設想變為了現實——利用3D打印機“制造”了世界上首款3D打印的比基尼泳衣。

他們首先掃描了模特的體型，再通過一款3D計算機輔助設計軟件在電腦上設計出泳衣的樣圖，然后通過機器為模特打印出合適的泳衣。泳衣的材質為尼龍，具有牢固、易彎曲、輕便等特點，泳衣厚度僅0.7毫米，而且這種材質經水浸泡后會更加柔軟舒適，既是絕佳的打印材料，也是合適的制衣材料。這款泳衣因此也被命名為“尼龍12”。

為了保證泳衣的牢固耐用，費瑟還專門編寫了一個計算機程序，以方便設計師計算并修改泳衣的樣式，確保泳衣穿上后不會意外斷裂。

對于愛美的女性來說，這樣一件獨一無二的泳衣無疑將成為夏日沙灘上吸引人們眼球的必殺裝備，而且這樣的泳衣已經在網上公開銷售了；只是泳衣價格貴得有點離譜，兩件套合計約4000元人民幣。不過，隨著3D打印技術的普及，泳衣價格有很大的下降空間。

3D打印太陽鏡

在我們印象中，太陽鏡生產的套路是先畫設計草圖，然后將修改過的模型送交制造商，再批量生產。時尚達人恐怕不會滿足于戴一副不斷“撞鏡”的“街鏡”出門，可是，太陽鏡又不像時裝，可以定制。利用現在的3D打印技術，時尚達人們可以量身定制個性太陽鏡了。

前一段時間，青年設計師亞瑟·李維使用一臺3D打印機制造成功了個性太陽鏡。他沒有按照傳統方式先畫草圖，而是用黏土做出模型——就像我們小時候用橡皮泥捏模型一樣，進而再采用計算機輔助設計程序按照他理想的樣式一點點修改調整，然后將最終結果輸入電腦中。幾個小時后，3D打印機通過噴射熔融態ABS熱塑性工程材料，一點一點打印出了他設計的太陽鏡，整個太陽鏡包括鏡片在內全由塑料制成。與傳統方式相比，這種制作方式更為高效迅速且非常經濟。

在今年的紐約時裝周上，李維現場演示了他的打印太陽鏡，作為與Lady Gaga一路的前衛青年設計師，他的方案給現場嘉賓留下了深刻的印象，顛覆了人們以前對時尚產業的理解，幾乎重新定義了時尚的概念和內涵。

3D打印飛機

很多人年少時都懷有一個翱翔藍天的夢想，希望自己親手設計并制造一架飛機，但在現實中真正實現這一夢想談何容易。不過，英國南安普敦大學的工程師卻讓人們離這個夢想只有一步之遙——世界上第一架“打印”出來的飛機最近成功升空。

這款飛機從前到后——包括艙門、機翼、整體控制面等機身的5大模塊——均是通過“打印”方式生產出來的，也就是先由設計人員設計出樣本，利用尼龍激光燒結機層層打印出塑料或者金屬結構，再將這些部件組合起來。只需要幾分鐘一架完整的飛機即可組裝完成，而且不需要借助任何工具。這款名為“SULSA”的飛機，翼展長兩米，最高時速接近100英里（約合每小時160千米），科研人員希望利用這架飛機進行勘探、郵遞等任務。

雖然人們打印出的只是一架無人機，但整架飛機從提出設想到首次試飛成功僅花了幾天時間，制造成本也只有5000英鎊。在過去，采用常規的方法和材料制成這樣一架飛機，恐怕需要幾個月時間，而且費用高昂。因為不需要額外的安裝工具，所以如果你想對飛機的外形、體積、材質做些改變，甚至是顛覆性的變化，都不是難事。

幫你實現這些的，就是最新的3D打印技術。

3D打印下頜骨

不久前，比利時一位83歲的老婦人下顎嚴重感染，需要進行摘除置換手術，但對如此高齡的患者，醫院采用常規的顯微重建手術顯然不合適，因為患者要面臨手術時間長、風險高等一系列問題。針對這一病例，科學家大膽使用了3D打印技術，并成功完成了摘除置換手術。

該手術由比利時哈瑟爾特大學的研究所負責實施，來自荷蘭的外科醫生全力進行配合。手術過程非常復雜，需要根據患者的情況預先設計好下巴，然后打印出來，就像我們常見的打印一樣，其間利用計算機控制高精度激光加熱鈦粉顆粒，以保證這些顆粒準確地融合在一起。一層一層地打印之后，最終形成了一個由多層鈦粉構成的完整立體下巴。1毫米大約有33層，一個立體的完整的下巴，將會有數千層之多。就下巴本身來看，不僅設計了酒窩，還留有一些小孔，以幫助肌肉附著在下巴上。另外，這個下巴上還有溝槽，可以引導血管和神經在溝槽當中再生。最后，在打印出的下巴上涂上生物陶瓷涂層，該涂層具有良好的生物相容性，可以防止患者身體出現排異反應。全部搞定之后，通過手術將下巴植入患者面部即可。手術歷時4個小時，聽起來似乎非常耗時，但要知道，常規摘除重建手術要耗時近20小時，還要用患者自身的口部器官。

手術進行得很順利，而且非常成功，病人麻醉清醒后不久就能開口說話，第二天就恢復了正常的說話和吞咽功能，僅過了4天，這位高齡手術患者就回家了。新下巴的重量為107克。如果一切正常，患者在后續手術中通過植入牙橋和假牙就完全康復了。這在以前，幾乎是不能想象的，病人經歷常規手術后至少需要留院觀察2～4周。

該項手術小組的領導專家對這項技術相當看好，認為這種為患者量身定制的植入物將在未來被廣泛使用。

3D打印巧克力

看夠了那些冷冰冰的工業打印項目，現在讓我們來看看能夠調動起我們味蕾的美食吧。對于美食家而言，自己動手做出一道“色香味”俱佳的美食，是他們不懈的追求，但不少人往往窘于手藝有限，只有干瞪眼流口水的羨慕份兒。現在，借助3D打印技術，人人都可以成為大廚。

英國埃克塞特大學的研究人員近日開發出世界第一款“3D巧克力打印機”。他們使用的材料不是鋼鐵和尼龍等材料，而是液態巧克力。打印工作流程和前面提到的大同小異，只不過因為巧克力的特殊性，需要額外考慮到巧克力在輸入和輸出時的黏稠度以及溫度，所以研發人員特別安裝了一套保溫及冷卻系統，用來保證巧克力輸入和輸出的定型效果，以使打印過程能夠順利進行。當一層巧克力打印出來后，要稍待片刻，經過一個凝固過程之后，才能進行下一層的打印。最終得到一個層層堆疊而成的立體圖像。

為了照顧“吃貨”的興趣，充分滿足他們的動手欲望，3D巧克力打印機特別配備了一套在線控制軟件，操作者盡可以按照自己的想法設計專屬于自己的巧克力樣式，并將其在線發送至打印現場，就可以靜待專屬于自己的巧克力了。甚至你還可以打印出巧克力服裝，既可以穿在身上又可以隨時吃掉。

由于創意新穎，3D巧克力打印機在試用階段就廣受好評，英國零售商對其市場前景頗為看好。

前景廣闊

3D打印技術最吸引人的地方就是可以按照我們自己的想法生產物品，而不必在工廠里量產商品。在這樣一個追求個性的時代，“獨一無二”無疑具有巨大的吸引力，你大可不必擔心和別人撞衫，也不必頭疼千篇一律的禮品。

這項技術更為深遠的意義則在于，自產自用的綠色和高效。我們只需要花費批量生產的成本就可以做出單件產品。更重要的是，對于一些構成復雜的產品，我們可以反復修改調整，不必像傳統方案那樣建立專門的生產線生產出樣品后，再對樣品反復修改，避免了傳統生產方式對資源的浪費。正因為其對地球和環境的正面作用，3D打印機在國外也被稱為快速成型機。

如今，3D打印機憑借其小巧、快捷、廉價、高效等特點在很多行業得到廣泛應用。理論上，你見過的沒見過的幾乎所有物品都可以利用這項技術來進行生產。換言之，將來每一個人都是設計師和工程師，每一個家庭或辦公室都是工廠，如此或將掀起一場新的產業革命。

【責任編輯】趙 菲