“潘多拉魔盒”or“阿里巴巴寶窟”

近來，“3D打印技術”這一概念開始躍然于媒體，儼然是個新生事物。其實不然，3D打印思想起源于19世紀末的美國，并在1980年代得以發展，至今已在一定范圍內應用于加工制造領域。它其實是一種新型加工方法，以數字模型文件為基礎，通過逐層增加粉末狀金屬或工程塑料等可粘合材料來生成3D實體。而本文將要介紹的這支槍就是利用3D打印技術制造出來的第一支全工程塑料手槍，它的誕生可以說是槍械制造業的一次革命。不過，3D打印槍支在帶來欣喜的同時，也會造成社會恐慌，請看……

3D打印技術：創造槍械業界奇跡

2013年5月4日，一個平淡無奇的炎熱下午，在美國得克薩斯州奧斯汀市一處鄉間私人靶場中傳出了一聲槍響——但這一槍絕非平淡無奇，甚至將來有可能載入史冊，因為它標志著世界上第一支全3D打印手槍試射成功！

這次3D打印手槍試射是由一個名為“分布式防御”（DefenseDistributed）的民間非營利團體舉辦的。團體的創始人，也是這次試驗的親身參與者——科迪·威爾遜（Cody Wilson），其近年來一直不遺余力地試驗和推廣利用3D打印技術來制造槍械及其零部件。這次試射的手槍全部16個零件中，除擊針外全部為塑料材質，而且是由“3D打印機”制作完成。

我們知道，誕生于1980年代的格洛克手槍是世界上第一支將工程塑料成功應用于武器制造的手槍，此后，各類武器開始運用工程塑料。但發展至今，我們所說的工程塑料武器，其實僅僅是套筒座、護手、槍托等非承重部件采用工程塑料，而武器的核心機件則全部采用金屬材料，況且即使如套筒座部件采用工程塑料制造，其關鍵受力部位仍需有鋼制內襯。而這支3D打印手槍不然，其除了擊針外，全部零部件采用工程塑料制造，可以說，是一支真正的工程塑料手槍。正是3D打印技術使工程塑料部件達到相當的強度，使槍械實現工程塑料化——這的確是槍械制造業的一次革命！

3D打印技術另一個讓人贊嘆之處還在于——只要擁有一臺電腦和一臺“3D打印機”，利用數據模型文件以及工程塑料材料，只需幾個小時就可以造出一支槍——加工制造速度之c5e7a40ca75f7e6355804c6a239be1f3快令人稱絕1

3D打印技術的多領域應用

在了解3D打印槍支之前，首先來了解一些有關3D打印技術的基本知識。

3D打印技術是近年來全球制造業領域內迅速發展起來的一項新興技術，被認為是引領新一輪“工業革命”的數字化制造工藝之一。運用這一技術進行生產時，先通過計算機設計出立體的產品樣式，即“建模”；然后通過俗稱“3D打印機”的專用定型設備，以液化、粉末化、絲化的固體材料，通過涂覆、燒結等方式，來逐層“打印”出產品。

3D打印技術最獨特之處在于，它是“增材制造”（Additive Manufacturing）的加工方式。傳統的產品成型技術均為“去除制造”，即在整塊原材料基礎上，使用切割、磨削、腐蝕、熔融等方式，去除多余部分而得到所需產品，有的還要以拼裝、焊接等方法再行組合，才能得到最終產品，即便最先進的數控機床（CNC）也是如此。而“增材制造”與之截然相反，通過計算機的幫助，將任意形狀產品的立體設計分解為一系列二維平面的組合，通過以專用設備逐層“疊加”材料的方式直接生成最終產品，而無須其他工序，因此制造時間只有傳統工藝的十分之一，費用節省三分之一。

3D打印技術的發展融合了多個學科領域的尖端技術，重點是計算機技術、精密機械技術和材料技術。其中，計算機技術主要用于制作產品的三維數字模型，使“3D打印機”能夠自動分析打印工序，控制打印器材的運動；精密機械技術著眼于提高“3D打印機”的精準程度和穩定性；材料技術重在研究適用于3D打印技術的特殊材料，包括塑料、金屬和陶瓷，既要能液化、粉末化或絲化，又能在打印過程中重新結合，且成品具有合格的物理、化學性質。

3D打印技術的應用領域主要是工業設計制造，比如概念設計、原型制作、模具設計和功能驗證等等。假設要為某種新槍設計塑料護手，若運用CNC技術，則需要先設計出3D圖形，再制出模具，然后用模具注塑出樣品；而“3D打印機”則更直接，從設計圖到實物之間無需制模過程，設計程序得以大幅度簡化。而且3D打印技術特別適合生產形狀復雜、尺寸細微、性能特殊或小批量的產品，因此在航空航天、國防軍工領域特別是某些零件數量多、性能要求高、需要反復測試的產品上多有應用。3D打印技術除了有加工速度上的優勢外，一些特殊形狀產品還可以直接加工而不必考慮裝配工藝，有利于簡化產品設計，攻克一些原本無法回避的技術難關。

美國是3D打印技術的發源地，3D打印技術也最為先進，在陸、海、空武器裝備研發甚至實戰中已廣泛應用，為戰時后勤保障帶來了革命性的變化。特別是美國陸軍在阿富汗實施“擴展3D打印行動”，截至今年1月已部署兩個移動實驗室，每個實驗室所用的原型設計設備、“3D打印機”和相關工具只需一個集裝箱便能裝下，可以在野戰條件下現場快速制造所需配件。美軍計劃通過這種作法，有效增強單兵作戰、戰區巡邏以及前線小型基地的自我保障能力。

不過，美軍3D打印技術的應用還主要停留在輔助設計制造和裝備保養維修層面，而本文開頭提到的奧斯汀試驗用槍則是直接利用這種技術生產出可以發射實彈的工程塑料槍支，確實是開天辟地頭一回。

3D打印槍支的前期嘗試

3D打印槍支的倡導人與組織者科迪·威爾遜現年25歲，是得克薩斯州立大學法學專業的一名學生。2012年8月，威爾遜在奧斯汀市成立了名為“分布式防御”的非營利性團體并開辦網站，在全球各地陸續發展了15名志愿參與者和工程師。除了開展相關設計和試驗外，他們還將一些設計作品，如AR15和AK47步槍的高容量彈匣以及其他一些零部件的3D打印數據文件上傳到網絡平臺，供用戶免費下載。

威爾遜的名字第一次為人所知是在2012年底。當時很多媒體報道稱，他用“3D打印機”制造出一支5.56mm口徑的AR15步槍，并成功地進行了射擊試驗。但實際上，這次試驗并非像媒體所渲染的那樣神奇，因為槍上真正用“3D打印機”制造的部件只有下機匣和彈匣。從后來公開的視頻和圖片來看，試驗中使用的是自行組裝的民版AR系步槍，除了3D打印出來的那些外觀呈白色的塑料件外，其他均是在武器市場上購買的成品部件。目前，市場上的AR系步槍下機匣均采用鋁合金件。這一部分用于連接槍托和容納發射機構，所起作用十分重要，但在發射過程中不直接接觸高溫高壓的火藥燃氣，也不用承擔主要的后坐力，因此威爾遜大膽采用“3D打印機”制造塑料下機匣。但這支槍發射到第6發彈時就出現了3處破裂，“壽終正寢”了。經過改進后，這種下機匣耐受實彈發射的最高紀錄也只是達到11發。與此同時，這一領域內的另一位領軍人物邁克爾·古斯林克聲稱，由他采用“3D打印機”制作下機匣的AR15步槍成功發射了100發彈，但這連鋁合金機匣通常壽命零頭的十分之一都不到。

其實近年來，在軍用輕武器上已經出現了許多由合成材料制造的部件，包括下機匣這樣的重要部件，但無論如何，槍管、自動機等關鍵部件仍舊采用金屬材質。對于積極倡導3D打印技術的威爾遜而言，雖然歷經失敗，但他依舊相信3D技術定能成功，為此，他將下一步目標鎖定在制造一支完全采用工程塑料的槍支上。

“解放者”手槍的開發和試驗

這項工作開始于2012年10月，威爾遜將這一設計稱作“解放者”（Liberator）手槍。

在這支槍上，威爾遜幾乎全部用ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）塑料制造各零部件，這是一種常見的用途廣泛的熱塑性工程塑料。

威爾遜的“解放者”手槍外形獨特，像一支夸張的玩具手槍。其發射0.38英寸ACP手槍彈，全槍共有16個零部件，包括握把、槍身、擊錘、擊錘簧、擊錘座、扳機、扳機簧、擊針、槍管和若干銷子。槍身側面略呈三角狀，帶有一體成型的扳機護圈，主要用于容納擊錘、扳機組件和固定槍管，相關零部件都是通過3根主要的銷子固定在槍身上。槍管的形狀最為特殊，特別是長度極短，全長不到40mm，除去彈膛部分槍管長度只有10多毫米，但最大外徑卻超過了35mm，而且槍管內部沒有膛線，實際上只能起到為彈頭導向的作用，這主要是考慮到ABs塑料承受高壓的能力極為有限，彈頭飛出后槍膛需要盡快減壓，所以槍管必須做得短而粗。槍管末端有一圈擴大的錐體部分，用來和T形凸筍共同配合，將槍管固定在槍身前端的半圓形凹槽中。根據“分布式防御”組織的試驗結果，如果將這種ABS塑料槍管安放在傳統的金屬槍身上，可以成功進行10發實彈射擊。

該槍為單發槍，沒有彈匣，裝填槍彈和排除空彈殼都要手工操作，只要更換不同口徑的槍管就可以發射相應口徑槍彈。

由于ABS塑料缺乏彈性，所以這支武器的扳機簧和擊錘簧不僅形狀特殊，且體型較大，其中，擊錘簧采用雙渦卷簧的設計，以保證有足夠的簧力。出于同樣的考慮，槍上其他部件尺寸也較通常金屬材質的同類部件要寬厚許多，以保證達到足夠的強度。

而這些塑料部件都是威爾遜用8000美元租來的一臺二手Dimension SST“3D打印機”制造出來的，這臺設備是Stratasys公司的產品（stratasys公司在3D打印設備制造業中占據主導地位）。整個“解放者”手槍上惟一的非3D打印部件是擊針，同時也是全槍獨一無二的金屬材質部件，其實它只是一根在隨便哪個五金店里都能買到的鋼釘。

2013年5月1日，威爾遜將這支3D打印手槍的所有部件組裝起來，并在奧斯汀市的私人靶場進行了實彈射擊。當時，他同意由《福布斯》雜志記者安迪·格林伯格來記錄試驗的整個過程，但前提是不公開視頻，直到證明這款手槍能夠穩定工作后，“分布式防御”組織才會在YouTube發布視頻并提供相關數據文件下載。

為了確保安全，新“解放者”手槍裝入1發標準的0.380英寸ACP手槍彈后，被安置在鋁制支架上，扳機上拴了一根6米多長的繩子，然后威爾遜的一名工程師朋友拉動了繩子——槍響了，彈頭鉆入灌木叢中。拆下槍管后，沒有發現明顯的損壞。但第二次發射卻出現了啞火現象，檢查后發現原因是擊錘座在前次發射時因擠壓發生了變形，導致擊針未能對準底火。在接下來的試射中，威爾遜替換了一根槍管，嘗試發射威力更大的5.7×28mm槍彈。不過，數小時前才打印完畢的塑料槍管這次再也承受不住壓力，發生了膛炸，白色的槍身被炸得四分五裂，碎片飛得到處都是。初次試射被迫就此結束。

兩天之后，全球首支3D打印手槍的照片發布在《福布斯》雜志網站上，并引發了強烈反響。不過，威爾遜沒有時間對此做出反應，他忙著修改設計圖，調整擊針的尺寸和位置，并重新生產了槍管、擊錘以及槍身等部件。威爾遜對前一次試驗的結果并不滿意，他想在數字模型文件最終上傳到“分布式防御”網站之前解決所有問題，并決定用手持射擊的方式來證明3D打印武器的可靠性。

5月4日下午，威爾遜又回到了他上次試射新槍的靶場——也就是本文開頭所描繪的試驗場景。這次隨行的是他的父親丹尼斯·威爾遜。與上次一樣，威爾遜打開帶來的箱子，拿出打印好的各個部件，將它們組裝起來，然后裝入槍彈，戴好耳塞，接下來深吸氣——瞄準前方——扣動扳機，動作非常連貫。槍聲響過，自己的手和“解放者”手槍都完好無損，這時威爾遜才放松下來，開始檢查手槍，發現除了一根銷子斷裂以外，沒有其他的損壞跡象。隨后，威爾遜終于說出了他的第一句話：“嗯，還需要再進行一些修改。”

威爾遜實現了他自己的目標，這是他個人的歷史性一刻，同時也為槍械發展帶來新的突破！

3D打印槍帶來社會恐慌

不過，威爾遜和他的團體的所作所為，正在世界范圍內特別是美國引起一場軒然大波。在2012年年底康涅狄格州桑迪·胡克小學發生嚴重槍擊案之后，美國強化國內槍支管控的輿論高漲，3D打印槍支引發公眾的廣泛憂慮。一些政界人士、反槍支團體擔心，這種新技術可能使那些本不應持槍的人更易獲得槍支，比如恐怖分子、罪犯、嚴重精神疾病患者甚至兒童，它的問世將會助長犯罪和暴力。在此之前，美國媒體與國會已為此辯論了數月時間，很多組織或個人都站出來反對威爾遜的試驗和傳播活動。2012年8月，“分布式防御”組織的籌資活動遭到了眾籌平臺Indiegogo的抵制，最后不得不通過比特幣（一種網絡虛擬幣，其最大特征是可以匿名使用——編者注）的形式募得所需的款項。同年10月，在了解威爾遜的計劃之后，Stratasys公司收回了租給他的打印機，其工作室的房東也先后收回了租賃房屋，2013年1月，3D打印公司Makerbot從其網站上刪除了所有與打印槍支有關的數據文件。

其實，公眾對于3D打印槍支的極度擔憂主要來自于其三個特性。首先是目前3D打印槍支使用全塑料材質，如果犯罪分子獲得了這種全塑料槍支，就可以毫無阻礙地通過各公共場所設置的金屬探測儀，安全檢查將形同虛設。同時，作案后的槍支若被付之一炬，或重新制成其他物品，便可將痕跡銷于無形，對犯罪行為的追查將更加困難。英國《星期日郵報》兩名記者就進行了一次很有爭議的試驗，他們從網上下載了“解放者”手槍的數據文件，并網購了一臺價值1700英鎊的“3D打印機”，用了36個小時將16個零件全部打印生產出來。5月10日，兩人將組裝好的手槍拆成三部分藏在衣服內，順利通過了倫敦圣潘克拉斯火車站的安檢，將其帶上“歐洲之星”列車，最終抵達法國巴黎。這次“闖關之旅”公布后，更助長了公眾對3D打印槍支的疑慮。歐洲刑警組織網絡犯罪中心表示，現階段罪犯更愿意使用非普通槍支外形的武器，隨著3D打印技術更加實用、便宜，未來他們可能會改用后者來制造犯罪工具。

第二個特性是3D打印槍支制造技術的不可控性。互聯網的一大特點就是擁有海量的下載資源，與槍支相關的3D打印數據屬于正常信息還是受限信息往往難以界定，而且世界上任何地方的任何人都可以下載，擴散速度極快并且無法根除。當“解放者”手槍的數據文件在網上公開后，3天之內就有超過10萬人次下載。此外，任何人都可以公開購買“3D打印機”，目前只是因成本等因素，私人擁有量還較為有限，但這種設備的性能以及可以兼容的材料正在發展中，未來可能成為普及型的家用設備。這樣，即使毫無槍械知識的人，只要從網上下載數據文件，便可以在家中成功造出槍支，那么現有法律對槍械的管控措施，比如對購買者的背景調查以及槍支登記、辦證等管理手段都將失去作用。

第三個特性是法律監督對于3D打印槍支的缺位性。作為一項新生事物，法律對這種槍支及其生產手段還缺少必要的監控。至少目前在美國，能夠對3D打印槍支生產和流通有所控制的重要法律，只有頒布了數十年之久的《不可探測槍支法案》（Undetectable FirearmsAct）。威爾遜試射的新槍上還有一個非功能性的金屬零件——也是該槍除了擊針之外的另一個非打印部件，即槍身上安裝了一個重170g的鋼片——其目的僅僅是確保金屬探測器能夠發現這款手槍，從而符合法案要求。但威爾遜自己也承認，誰也不能保證所有下載并打印“解放者”手槍的人都能夠按規定放置這樣的鋼片。

世界不必為此不安

雖然人們的擔心不是沒有道理，但3D打印技術本身只是改變了槍支的制造手段，還沒有到真正萬能的地步，大部分所謂的弊端其實并沒有想象的那么可怕，或者說完全有辦法加以控制。

首先，塑料槍支本身并非第一次出現，也并非完全不可探測。1993年上映的美國哥倫比亞公司影片《火線狙擊》（In the Line of Fire）中，陰謀刺殺總統的前中情局特工里爾就自制了一支全塑料雙發手槍，混入競選演說現場并險些得手。影片完整地描繪了這種手槍的制作過程和動作原理，該手槍可分為槍身、握把兩大部分，均采用某種樹脂澆鑄，只是彈簧和槍彈仍為金屬件。里爾是將彈簧藏入簽字筆、槍彈放入兔子吉祥物中，混過了安檢，并在現場將武裝組裝完畢。其實在現實中，也的確出現過各種利用非金屬材料制造的槍支，比如美國就在監獄中發現過囚犯用卷緊的畫報紙、PVC水管做槍管的霰彈槍，這些材料雖然對使用者來說十分危險，但也的確存在成功擊發的可能并產生殺傷力。雖然3D打印槍支能躲避金屬探測儀，但也難逃x光透視儀的法眼，很容易就可以分辨出槍管、扳機等難以偽裝的部件形狀，而且槍彈上的彈頭、底火等金屬件同樣會暴露其真實用途。

其次，3D打印槍支具有局限性。槍械發射時要經受超高溫、高壓的考驗，槍管、自動機等關鍵部位的材料不僅要具有強度和韌性，還要耐高溫燒蝕，眼下只有鋼材是最好的選擇。就復合材料來說，其機械性能也無法與鋼材相提并論。而“3D打印機”除了少數工業級產品之外，在加工流程的穩定性、支撐材料生成和處理、特種材料的制備等諸多環節上還存在較大缺陷，難以滿足槍械這種特殊產品的制造需求。目前的普及型“3D打印機”多數只能加工塑料材質，而且普遍存在尺寸精度及邊緣翹起等問題。由于存在這些差異，塑料零件的尺寸和裝配公差必須很大，使得武器外形相當臃腫，對于塑料槍管來說，為了避免炸裂，必須做成粗短形狀，而且不能發射大威力槍彈，火藥燃氣對彈頭的作功時間太短，射程、精度和威力都極為有限，而且高溫燃氣會使觸及的塑料表面迅速融化或碳化，因此現有的3D打印槍支一般都屬于一次性或壽命極短的武器，對使用者本人來說也需要冒著很大風險。而即使采用金屬粉末，其產品就目前技術水平來說在表面光潔度、耐熱性能和機械強度上也存在著不少問題，想獲得一支穩定可靠的3D打印武器尚不太現實。

第三，應用3D打印技術制造槍支的法律漏洞完全是可以彌補的。就在威爾遜試驗他的新作品同時，紐約州議員史蒂夫·伊瑟萊爾、參議員查爾斯·舒默正在試圖推動對《不可探測槍支法案》的修訂，針對利用3D打印技術制造槍支零部件加入新的限制條款。在歐洲等一些國家，執法機構已經開始監控3D打印和其他可能用于犯罪的新技術。其實，政府若想對3D打印槍支進行嚴格管控，可以采取的手段還有很多。比如如何判斷3D打印產品是否槍支的問題，完全可以通過發射物的動能是否達到殺傷標準來界定。同時，與其去查禁網上的相關數據文件，不如直接控制3D打印槍支的源頭，即如何防止“3D打印機”被濫用，這樣解決起來可能更加妥當。比如對家用級“3D打印機”設備，今后也可以強制登記。

須提前尋求有效約束

任何科學技術的進步都帶有雙面性，比如沙林，初始目的只是想獲得一種新型農用殺蟲劑，結果卻找到了一種可怕的神經性毒劑；而硝化甘油在有效緩解心絞痛的同時還是最危險的爆炸品。3D打印技術也是如此。新技術究竟是“潘多拉魔盒”還是“阿里巴巴寶窟”，關鍵看如何去運用和管理。

3D打印槍支這一新生事物給世界帶來的不僅是現代前沿技術飛速發展的強烈震撼，同時也有人類如何利用法律、道德等規范約束技術負面效應的嚴肅思考。雖然在美國這樣的國家，由于槍支管理上存在漏洞，有很多渠道可以獲得槍械，因此利用3D打印技術制造槍支似乎只是在游泳池里增加了一滴水，其負面效應并不明顯。但必須認識到，科技的發展速度遠遠超過想象，眼下的3D打印槍支只不過是個開始。如果“3D打印機”具有更低的價格、更高的精度，并且可以在更廣的范圍內選擇材料，3D打印槍支泛濫的可能性就會更加現實和急迫，而且在任何國家都是如此。我們雖不必為此而杞人憂天，但卻必須未雨綢繆，提前完善相關法律規范，采取必要的技術手段，預防可能出現的各種問題，從而讓3D打印技術為全球制造業變革和經濟社會發展發揮更大的正向推動作用。

編輯/鄭雙雁