虛擬未來：懷疑論者解讀3D打印

邢鴻飛/編譯

目前，個人3D打印機可以處理一種材料，比如綠色塑料，每次一種

●3D打印是一項創新技術，但可千萬別介意以下的夸大其詞：它的影響力無法估量。

沏一杯茶不會造成什么傷痛。晨起，我將壺裝滿水，蓋子的塑料頭被我折斷，留下一個洞。之后每次我倒水都會有熱氣蒸熏我的手指。你或許會說，又不是什么悲摧的事，大不了也就每天讓人一陣煩心。

以前，我會只好扔了我心愛的水壺，要不是破損還真是把好水壺；要是不扔，就自己每天忍受著手指的傷痛。但好在我幸運地活在當下的世界，還有第三個選擇：3D打印。打印一個塑料手柄換上去易如反掌，不是嗎？

畢竟，3D打印機目前的低價對家庭來說可以承受，即使是你買不起，也可以在網上買到各種各樣打印好的物品。支持者們認為，此項技術將革新人們的購物方式，甚至改變人們對日常物品的了解。很快我們就可以下載并打印實質性的物品，就象下載音樂一樣簡單，除此以外還可以定制一些個人需要的物品。不過這些說法中很多聽起來像科幻小說，今年，此類炒作愈演愈烈。這一技術的未來究竟怎樣，它又將如何改變你我的生活方式？

我對3D打印的好奇心緣于一次日常經歷。曾經看到過相關的各種報道，打印的飛機、電子產品、食品，甚至是人的腎臟，但我發現他們很難與我的生活有什么關聯。弄壞水壺給我帶來的壞心情使我關注科技的潛力。如果我，一個沒有多少專門技能的普通人，能設計最簡單的物品并將其打印出來，那么我猜想一定有些什么是互相關聯著的。

事實上，用3D打印機打印定制物品的想法早就吸引著成千上萬的人。個人打印機擁有量迅速增加，市場已經不滿足于從紐約的Makerbot公司和麻省劍橋的Form Labs等制造商那獲得操作便捷的新型個人用打印機。

目前此類打印機的價格基本在2千美元左右，它們可以用帶噴墨噴嘴那樣的東西創造物品，噴嘴在水平分層噴出滴狀的熱塑料或液體松香。然后冷卻，凝固或者直接接受紫外線照射。噴滴物在一個底座漸漸地形成模型，然后新的分層在此基礎上不斷累積，一層又一層，形成物體。塑制材料每公斤成本50至100美元不等，它們像線一樣，纏在一個軸上。據Makerbot公司的一個團隊的說法，一公斤塑制材料可以制成392個象棋子。

我自己沒有打印機，但讓紐約Shapeways這樣的公司郵寄物品真是再簡單不過。如果你在公司的網站上傳一項設計，公司會將你設計的物品打印出來之后郵寄給你。水壺柄這樣簡單的東西10美元就夠了。如今想在網上數據庫搜索你想要的東西都非常容易。Thingivers就是個例子，那里的熱心人會共享許多計算機輔助設計（CAD）的資源。在那里你可以找到定做的咖啡杯、三腳架、耳機配件、3D打印機的替換零件，還有數不盡的各種各樣的模型和玩具。可惜沒東西能修我那可憐的水壺。

沒有現成的設計，我唯一的選擇是從頭開始設計零件。為此，我使用了最簡單的3D設計軟件，一種網頁版程序，稱作TinkerCad。我從很多虛擬的基本圖形開始選起：球形，立方形，圓錐狀等等，可以像樂高積木那樣拼起來，然后按需要進行重組。

快速地開始構想這一簡單的物品讓人感覺到那個我們一直信誓旦旦的3D打印天堂漸漸遠去。目前家用打印設計時代里大多數的設計還是那些各種各樣固體塑料的小玩意兒。那再看看各種大膽猜測：傳統購物終將被淘汰，取而代之的是個性化設計并制作我們的所有物品，從電話到衣服。

設計生活

個人3D打印技術在今后幾年會失寵，這似乎是命里注定。技術的發展史告訴我們，要在生活中站住腳跟，首先要面對與現實的、經濟的、法律的以及社會力量的對峙。加州伯克利的一位計算機科學家兼作家杰倫·拉尼爾（Jaron Lanier）認為：“科技普及的方式是，該技術的完備條件在初期就嶄露頭角。”“而且，之后還有幾十年‘讓人明白’的時間。”

關于個人3D打印技術的無數的 “明白道理”已經越來越明白。目前一些復雜模型的完工還需要數小時，過程比較緩慢。同時還有重力和摩擦這兩個天敵。復雜模型往往需要額外的材料來支持不同的部件，以防在打印過程中出現問題。風險往往就在，物品會脫離底座，或者各個層次在打印過程中彼此脫落，從而使得打印工作不得不從頭再來。

很多此類難題隨著硬件的完善會得到解決，但更多未知的困難潛伏在前。哈佛微機器人實驗室的羅伯特·伍德(Robert Wood)表示，對初學者來說，很難用一兩件以上材料打印物品。羅伯特自己想用3D打印機打印出機器人。未來我們想要實現的一個例子，比如打印出個性化電話則會變得有可能，但目前火候未到。Wood和他的同事們已經研發出了混合打印機，他們將3D打印技術與電路的自動蝕刻以及超精密微加工融合起來保證零件發揮作用。然而，再完整的設計也還是需要手動安裝微芯片和電池。伍德表示，只要有希望在未來可以打印這樣的零件，在這條漫漫長路上，仍將上下而求索。

科羅拉多州柯林斯堡一家3D打印公司的獨立分析師特里·沃勒思（Terry Wohlers）認為，即使有這樣一臺多功能的打印機，能夠打印任何你想打印的東西，你還是需要準備各種各樣的材料在手。他說：“如果你家廚房或你車上有什么東西壞了，你的3D打印機是否正好有合適的材料可以將它打印出來？”這并非說東西需要用完全一樣的材質。比如說，拉尼爾非常著迷用石墨烯作為打印材料，理論上它可以用于打印套管、電路、處理器、天線、顯示器等，以及你想打印的電話。盡管用可打印石墨烯做的試驗獲得了一些成功，這樣的場景在目前也還只是科幻小說的內容。

全球范圍內，個人3D打印機的銷售量迅速增長，而問題仍停留在3D打印機是否可能大范圍普及上

設計并打印一個水壺的塑料蓋子并非易事

打印工作

根據沃勒思介紹，這些組合的硬件和材料問題說明，只有相對一小部分人會最終自己打印物品。可能性更大的情況是，像Shapeways這樣的網絡公司或者也許是臨街的打印店越來越多。事實上，Shapeways已經邁出了家用打印機的第一步，它們提供用玻璃、陶瓷和金屬制作的物品。辦公用品供貨商Staples公司將很快開始在某些商店提供三維打印服務。

然而，3D打印面臨的最嚴峻挑戰可能是人而不是機器。新罕布什爾州的研究公司Gartner的一位分析師皮特·巴澤里拉（Pete Basiliere）表示：“今天，一個常人坐在電腦前，打字，點擊打印輕而易舉，而且有些東西就會從打印機里出來。”“有了3D打印，創造的過程已經今非昔比。”

我試著用TinkerCad來安排自己設計的零件過程中，這些問題對我來說顯而易見。壞了的水壺帽是一個小的球體，頂上還有個中空的圓柱體在弧形的邊緣。如果這聽起來很難想象的話，你會體會到當我想做一個虛擬的東西出來有多難。這些還不僅僅是出于美觀的考慮。如果我隨便搞搞，我的東西根本無法打印，即使是能夠打印出來，也沒法安在水壺上。這點事花了幾個鐘頭。我心里一直沒底，直到一周后我要的成品寄到手中，我才確信問題解決了。

加拿大多倫多歐特克研究公司的軟件設計師賴安·施密特（Ryan Schmidt）表示：“我們需要完善這些工具，然后它們才會對普通人有用。”與編輯照片或使用文字處理器不同，3D設計軟件的問題在于如何確定你產品的形狀，這點很難。你不得不用二維顯示器來看你的3D設計，用一個比喻，好比電視畫面和舞臺設置，不是日常生活中每天離不開的東西。

盡管如此，越來越多的人能夠而且愿意了解3D設計，多倫多大學的研究者馬特·萊托（Matt Ratto）這么認為。他提到受歡迎的視頻游戲，拿Minecraft和Spore來說，這兩個游戲鼓勵玩家在游戲中使用三維的虛擬物品。像微軟Kinect相機那樣的3D掃描儀可以使設計過程多少容易一些，將3D打印機轉換為3D復印機。Autodesk公司的軟件工具之一可以識別照片上的物品，然后將它們轉換成3D文件。像燭臺或者你在商店里看到的任何物品，不用購買，只要掃描或拍攝，隨后將其打印出來。

問題又出來了，什么是我們被允許或不被允許復制打印的東西。正如版權法規定我們如何聽音樂，法律對于我們如何使用3D打印機也有說法，Public Knowledge公司的律師邁克爾·溫伯格（Michael Weinberg）如此提醒。 Public Knowledge 是華盛頓特區一家技術法律咨詢公司。

邁克爾說：“你打印出來的東西可能會侵犯版權、商標或者設計專利。”因此，很多公司不會對他人剽竊它們的設計袖手旁觀。他們會采取行動，就象唱片公司起訴音樂共享服務軟件Napster。

溫伯格表示，實體本身通常不會侵犯版權，但它們需要申請專利。而版權和專利之間的界限并不清晰。比如說，一個電子版的3D文件可以有版權，但它描述的對象通常沒有版權。溫伯格說，現有的法律條文涉及到這些場景，但還沒有足夠的案例和詳實的條款來解釋用3D打印機打印的什么東西是合法的。

我將個人設計發送給Shapeways的時候，腦子里有個念頭，想到我可能做了什么違法的事。我是不是侵犯了設計生產水壺的那家公司的知識產權？溫伯格回答說可能沒有，因為暫時不值得費時費力去為設計像水壺柄這樣的小東西申請專利。但隨著3D打印技術越來越普及，這樣的法律問題肯定會限制我們現有的自由。

鑒于以上這些問題，3D打印在我們生活中的位置還會如此突出嗎？也許最終會，但做太多關于某些方式的推測或許不太明智。無論如何，經過多年與科技的相伴，我們開始理解新型的科技活動。溫伯格說：“上世紀八十年代，如果你和他人描述電子郵件，他們可能會明白，因為之前有普通的信件。但如果你想和他們解釋Twitter是什么，他們會認為你在胡言亂語。”這只能說明，我們現在已經習慣了網絡計算機。

然而，我們可以說，個人3D打印技術是否能生產出“有用的”物品，這個問題可能問的不對。我們用打印機打印出來的各種物品最終可能不是此項技術影響力的最佳體現。相反，最有意思的變化或許來自我們學習的新技能，以及3D打印激發出來的心理狀態。

玩3D打印說明在已知環境里的萬物都可以設計出來，設計它的人為我們選擇什么情況下應該或不應該使用我們的財產。他們規定什么時候我們要買東西，以及我們該如何快速地處理這些東西。在這個過程中，我們有更多的發言權，但前提是我們要有所選擇。

我從平凡得不能再平凡的事做起，修理自己的水壺，但現在我已經明白該如何設計并打印各種各樣的東西。或許下一次為我兩歲的女兒打印一些定制的玩具？在她的成長世界里，她可以掌控玩具的設計，如同她決定聽什么音樂，或者在網上看什么視頻，所有這些活動都曾經只是一小部分人的特權。她所在的時代才會最終決定3D打印技術的前景。到那時候，此項技術最大的影響力將最終凸顯出來，也就是它會改變人類的思維和世界觀。

至于我初次涉足工業設計，打開裝著替換手柄的包裹都讓我有些精神緊張。它能和我的壺匹配嗎？它有用嗎？

幾分鐘后，我用毫發無傷的手指抓著個杯子，松了口氣。心滿意足。