3D打印：邊救心臟邊造軍艦

在英國，技術人員通過掃描奧運短跑運動員的腳和腳踝，把數據輸入電腦，電腦做了幾步簡單的計算之后，技術人員就能夠3D打印出新的專屬每個運動員的鞋，這雙鞋符合運動員的體形、體重、步態和偏好。

在世界的另一端，美國航空航天局在亞利桑那州的沙漠中測試了一艘火星飛船，飛船甲板上裝有定制的3D打印金屬部件。這些零件大多形狀復雜，有許多曲線和鏤空，除了3D打印機，其他任何設備都生產不出來。

在日本，一位準媽媽想要紀念其首次超聲波檢測。她的醫生編輯她的超聲圖像，并3D打印出栩栩如生的胎兒樣本。結果，一個透明硬塑料塊中就出現了一塊前衛的3D打印微小胎兒塑料模型。

這些制造奇跡已經在發生。在不遠的將來，人們將3D打印出活體組織、富含營養的食品及完全組裝好的電子元件成品。3D打印開辟了新的前沿領域。隨著普通民眾也能夠設計和生產電動工具，制造業和商業模式將產生變革。一場產品制造和設計的革命即將開始！

3D美食機，保質期30年

火星旅行是時下頗受關注的一個話題，當荷蘭和美國的兩家民間機構正摩拳擦掌、高調宣傳它們的載人火星探索計劃時，作為太空探索“行業老大”的美國航天局（NASA）卻遲遲未見實質性動作。

當然事實并非如此，NASA眼下正考慮的是，要登陸火星，宇航員首先得填飽肚子。而漫長的火星旅途中既不能生火做飯，光吃壓縮餅干也太過乏味。用NASA發言人戴維·施泰茨的話說，現在的宇航食品體系應付火星探索等“持久戰”任務，不僅營養不夠，而且味道“令人難以接受”。

于是NASA向一家3D打印機公司撥款12.5萬美元，開啟了旨在研發全能食物合成器的項目。根據設想，這種3D打印機將按照“數字菜譜”混合各種粉末，制造色香味俱全的食品。一旦成功，功能強大的3D打印機“廚師”將為宇航員們烹制出各種風味的營養美餐。

目前機械工程師安詹·康特拉克特和他的公司負責“3D美食機”的研制。3D打印機首先會打印出一層生面團，這個生面團在打印的同時將會由打印機底部的一個加熱板進行烤制。烤制好的面團隨后會疊加番茄粒，然后混合上水油，最后一步是為比薩疊加蛋白質層。

康特拉克特認為：3D打印食物的一個主要優勢是可以提供個性化的營養，“男性、女性、病人對飲食的需求都不同。如果你擁有一臺3D食物打印機，那么你就可以根據你所需的營養對原料進行配置，然后打印出你所需要的食物”。

考慮到未來太空旅行漫長，為宇航員提供的食物需要15年以上的保質期，所以該項目特別適合于在漫長的太空旅行中打印食物。“我們會把碳水化合物、蛋白質、微量營養素制作成粉末，去掉它們的水分。這樣，它們的保質期將延長一倍，達到30年。”康特拉克特說。

NASA表示，3D打印機做飯的設想不僅只是出于對美食的需求，還能減輕太空船的重量，還可以使用類似技術制造工具等其他物品。

不僅如此。未來“3D美食機”有望能緩解因人口暴增而帶來的自然食物來源短缺。隨著世界人口數量劇增，在全球人口達到120億后，當傳統食物來源非常稀缺，人們可以在雜貨店購買裝滿粉和油的料盒，而后利用打印機打印合成食物。

復制人體器官以假亂真

相比烹制美食這項需要一些廚藝和創造性思維的工作，眼下的3D打印技術更擅長的是復制，精準復制出一切三維結構。高精確性使得其在醫療領域的應用前景廣泛。這項技術最新的杰作之一便是以假亂真的“半張臉”。

因為患上腫瘤疾病，英國男子恩里克·莫杰不幸失去了半張臉。切除腫瘤后，他的臉上留下了一個大洞。無法說話，也不能正常飲食，只能借助一個直接通向胃中的管子。

幸運的是，莫杰生活在一個科技迅速發展的年代。為了重塑他的容貌，醫生利用CT和面部掃描技術掃描他的頭骨，然后根據掃描的圖像在電腦中構建正常的臉部3D模型，最后利用3D打印技術將模型打印出來。通過使用特殊的尼龍塑料，醫生可以打印出與莫杰臉部完美貼合并且栩栩如生的假臉。

對于莫杰來說，這半邊假臉使其生活有了質的飛躍，他又能正常的飲食了。不過這項技術的潛在應用更讓人期待：各種完美貼合的假肢可以快速的制造出來，而且還很便宜。

6個月大的美國男嬰卡伊巴也是因3D打印裝置獲救的人，救他一命的是一個不起眼的小塑料片。

由于患上了氣管支氣管軟化，卡伊巴的呼吸道關閉，臉色發青。這種疾病在嬰兒中并不罕見，但卡伊巴是醫生見過的最嚴重的病例，可能因此喪命。醫生對卡伊巴的胸部進行了CT掃描，并用電腦設計軟件制造了一個可完全貼合在呼吸道上的夾板，用它打開了卡伊巴的呼吸道。在被植入夾板幾分鐘后，卡伊巴就開始恢復呼吸。三周不到，他就完全擺脫了呼吸器。

在醫療領域，3D打印的潛力才剛剛得到開發。華盛頓國家兒童醫療中心的醫生用3D打印機制作了一顆高仿真心臟，用于演練復雜手術；有生物公司用活體細胞打印出功能完善的微型肝臟，使得人工培育出肝臟的想法進一步接近現實；另一家公司也研制出可以替換因疾病或創傷受損的顱骨的3D打印移植體。該技術的優勢在于，可以根據數字掃描的病人顱骨模型，一層一層地“印出”匹配的移植體。精確的制造技術甚至可以在替代物上制造出促進細胞生長、使骨骼貼合更容易的微小的表面或邊緣細節。該公司已經成功利用該技術替換了一名病人75%的顱骨。

造軍艦和槍械讓暴力泛濫？

任何一項新技術的前沿應用中，都離不開軍事領域。有統計顯示，美國的3D打印設備的數量已經占到了全世界的40%，其中相當數量集中在軍工領域的開發和模具的制造上。

今年1月7日，美軍快速裝備部隊將其第二個移動遠征實驗室部署到戰區，該實驗室可通過卡車或直升機運送至任何地點，它能通過3D打印機和計算機數字控制設備將鋁、塑料和鋼材生產加工成所需零部件，幫助設計人員在戰區快速生產原型產品，增強美軍作戰能力。

美國海軍邁克爾·倫扎中將近日撰文稱，3D技術的進步可能改變水兵和海軍陸戰隊員建造和修理飛機、獲取彈藥、設計掩體、制作食物和治病養傷的方式。這些變化有望使海上戰略發生革命性劇變。

他的設想是，未來船只不必運載真正的配件，只需攜帶3D打印機和成袋的各種粉末狀原料，根據需要下載需打印物品的設計圖就行了。海軍甚至可以有浮式工廠船，這種船能接受按需打印訂單，生產出完整的無人機。未來的打印機不僅能制造彈藥筒，而且能再造它們的含能組分。研究人員說，3D打印甚至有可能生產出更優良的彈藥。

無論是火藥、蒸汽機還是核能，每一項新技術的出現在帶來革新的同時也伴隨著警示。25歲的美國大學生科迪·威爾遜就以行動敲響警鐘，他首次完全使用3D打印技術制造出一把手槍。設計圖紙在網上發布后下載超過10萬次，直到被美國國務院要求刪除。除了威爾遜之外，還有更多人正在嘗試用3D技術DIY槍械，鑒于其技術難度并不高，不少人都成功了。

人們開始擔心，不斷普及的廉價打印機和其他數字制作工具，會讓人們更容易獲得武器。當這種制作武器的新方法被普及，犯罪案件數量是否會激增？但類似的疑慮或擔憂并不能從技術本身尋找到答案，人類掌握的任何一項科技都是我們自身能力的延伸，用這些“雙刃劍”來創造或是毀滅，決定權始終在人們自己手中。

“最后一塊拼圖”

其實以3D打印機為代表的桌面級數字制造工具還有更深一層的象征意義——它們成為第三次工業革命得以發生的“最后一塊拼圖”。以前只發生在工廠中、由專業人才主導的制造過程，借助此類工具與可隨意分享的互聯網，具備了被普通人所掌握的條件。基于此原因，曾經的《連線》雜志主編克里斯·安德森認為第三次工業革命5年前才真正開始。

另一方面，一個時代的制造能力總是受制于這個時代的技術發展水平，而在技術之后的下一個瓶頸便是設計能力，這是不可更改的客觀規律。這種泛化的“設計”能力，既屬于設計師的創作，也屬于工廠的產品研發，還屬于學校的教育培訓。3D打印機等制造工具將不可能變為可能，人類的想象力與生產力將再一次解放。

隨之而來的，必將是一波龐大的創業機會。互聯網創業的吸引力在于它的低門檻及長尾市場的廣泛存在，各類細分業務總能找到自己生存的空間；而傳統制造業限于場地及設備，過高的啟動門檻將大部分人拒之門外，桌面級制造設備則大幅降低了進入門檻，理論上使人人都具備開展制造業務的能力。

借助于Kickstarter等網絡平臺，產品制造的成本問題也將解決，于是，小型工廠大量出現，制造業的長尾市場被前所未有地開發與覆蓋，每種個性化的需求都能找到制造者和消費者。圍繞這些設備與工廠，又將誕生一系列的周邊服務商業鏈條。第三次工業革命的美好圖景在想象中漸次展開。

當然，比起如何推動制造業進行轉型、帶來多少創業機會、如何讓設計能力更快地轉化為生產力，對于我們這個時代，3D打印還有更讓人興奮的地方——它也許能打破存在于想法（夢想）與實現夢想（現實）之間的障礙。

想法是天賜的禮物，起初只是火花般的靈感迸發，但人類的惰性加上將想法變成現實的種種困難很容易使我們慢慢變得不再那么興奮。最終，我們學會將想法扼殺于搖籃之中，壓制它們，不沉溺于幻想之中，甚至不再容許這些幻想干擾到我們的日常生活。

這正是3D打印可改進的地方。只需按一下鍵，越來越多的想法能夠成為現實，來自不同行業的越來越多的創新者將會引爆更多創新。這種創造力共振帶來的影響或許將不僅限于工業革命層面，它甚至會引發一個智慧爆炸的時代。