3D打印，革命剛剛開始

張浩鵬

3D打印作為一種還未充分發展的新技術，今年開始越來越多地出現在媒體的報道里。盡管在現如今的充斥著新移動設備、云計算、移動互聯網應用等熱詞的技術新聞里，3D打印還是個不那么主流的話題，但它有潛力影響人們的生活方式，乃至帶來一次技術革命。在美國，這個領域已經開始吸引風險資本的注意。在打印了超過100萬件3D物體之后，今年6月份，3D打印公司Shapeways獲得了620萬美元的風險投資。

3D打印有著童話般美麗的前景，讓我們發揮一下想象力。理想中的3D打印技術能夠讓以下場景變成現實：想要一件流行的新衣服？只需要下載該件衣服的3D模型，然后在家打印出來，馬上就可以穿著出門了，連尺碼都可以根據身型設置；家里來客人了，缺少一把椅子，立刻通過3D打印機“制造”出來，立刻就能使用；自行車的腳蹬子壞了，那就打印一個腳蹬子安裝上吧，安裝太麻煩？那就干脆打印一輛自行車好了。在這里出現的3D打印技術不是科幻小說里的幻想，也不是機器貓口袋里的道具，而是實實在在的正在快速發展的一項新技術。就像普通打印機能夠將電腦里的文字、圖片打印到白紙上一樣，3D打印機能夠將任何3D模型從電腦里的虛擬物體變成實實在在的存在。

盡管功能如此的強大，3D打印的原理并不復雜。首先計算機會將3D模型切片，一個物體模型會被切分成很多的薄層。然后3D打印機會像普通打印機一樣把每一個薄層打印出來，只是材料不是墨，而是能夠快速成型的塑料或者金屬等材料。打印出來的薄層會通過膠水粘貼在一起。當所有的薄片都被打印出來之后，一個物體就這樣通過薄片粘貼而成了。3D打印技術將這一過程自動化了。

基于3D打印的原理，可以看出其中的幾項關鍵技術：3D建模、打印本身的精度控制、打印材料等。一，3D建模方面，可以通過手工建模，類似于手繪圖片，這個在電影、游戲、設計等行業已經被廣泛采用，因此有大量的現成素材可供打印，或許對收集控來說收集各種游戲、電影的玩偶將變得空前容易；另一種建模方式是3D掃描，將實物轉化為3D模型可以看做是3D版的照相，目前比較成熟的3D掃描技術是激光掃描，只是成本比較高，而最近興起了一些利用帶有深度傳感器的攝像頭（例如微軟的Kinect）的低成本3D掃描技術，筆者和幾個朋友成立的NConnex公司就是這方面的創業企業之一。

二，打印本身的精度控制，目前比較主流的精度在微米級別，而維也納一所大學的研究組正在朝著納米級的方向努力，一旦實現可能大規模集成電路這種高精度的產品都能夠通過打印制造了。

三，打印材料方面，目前已經有多種材料可以用于3D打印，包括尼龍、不銹鋼、鈦、鋁和樹脂等等，可以肯定的是，會有越來越多的材料能夠被用于3D打印。更瘋狂的是賓夕法尼亞大學正在研究肉類的打印，這將給人類的食品帶來新的來源，也能夠用來打印人類器官用于醫學。當然，技術要普及還有各種問題要解決，例如打印速度、成本、3D模型的版權問題等等。

雖然當前的3D打印距離普通人的生活還不是太近，在工業領域已經有很多公司開始受益或者正在積極探索這項技術。F1賽車的制造就利用3D打印來做出車的模型以對車身的空氣動力學設計進行測試。而美國宇航局也正在測試3D打印技術以用于以后宇航員的太空生活，這樣宇航員上天的時候就不用帶著各種各樣的東西，可以在太空中按需隨時打印。此外3D打印技術還被用來打印飾品、零件、扳手甚至賽車，真可謂沒有做不到只有想不到。也可以想象到，一些傳統行業可能將受到沖擊，例如玩具制造、飾品等對材料要求不高的物品。我就親眼見過朋友戴著很時尚的無鏡片大鏡框，跟人介紹的時候說是利用開源的Makerbot方案3D打印機打印出來的，一定令人驚訝。

有人把3D打印技術之于制造業的重要性比作噴墨打印機之于印刷業。如果3D打印真的能夠達到普通打印機的普及程度，那么可以預計，生活中雖然依然需要工廠生產的商品，就像有了打印機我們依然需要買書買雜志一樣，但是很多對質量要求不高的物品都可以通過3D打印機來解決了。那時我們逛超市，可能購物清單上會有這么幾項：打印鋁，1斤；打印塑料，半斤。