3D打印機(jī)可以用各種原料打印三維模型，醞釀了30多年的3D打印技術(shù)，在2012年下半年真正進(jìn)入了蓬勃發(fā)展階段。

《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》雜志稱，3D打印“將與其他數(shù)字化生產(chǎn)模式一起推動(dòng)和實(shí)現(xiàn)第三次工業(yè)革命”。英國(guó)《金融時(shí)報(bào)》評(píng)論稱，3D打印機(jī)將像蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)和計(jì)算機(jī)一樣,開創(chuàng)一個(gè)嶄新的工業(yè)時(shí)代。

我國(guó)在3D打印技術(shù)上一直保持著領(lǐng)先地位。今年10月，國(guó)內(nèi)多家權(quán)威研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)成立了全球首個(gè)3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。3D打印在中國(guó)發(fā)展如何？通過新制造模式，個(gè)人“打房子”、“造飛機(jī)”的魔法時(shí)代，離普通中國(guó)人生活還有多遠(yuǎn)？記者進(jìn)行了采訪。

11月初，科技界發(fā)生一件大事。美國(guó)著名科普雜志《連線》（wired）主編，52歲的克里斯·安德森(Chris Anderson)從老東家辭職，全心管理他與一名20多歲的IT青年共同創(chuàng)立的3D打印公司。目前，這家公司已獲得500萬美元的風(fēng)險(xiǎn)投資，他們計(jì)劃通過3D打印技術(shù)，在墨西哥制造無人駕駛的“飛行機(jī)器人”并售賣。

這款飛行機(jī)器人的推介語寫道，“便宜、小巧的飛行機(jī)器人可以聽從你的一切吩咐，憑什么所有 cool 的產(chǎn)品都被軍隊(duì)擁有呢？”

是的，這一切如同科幻片一樣酷。在接受媒體采訪時(shí)，克里斯提到，新的工業(yè)化革命新浪潮中，他最重視的對(duì)手來自中國(guó)。    國(guó)內(nèi)

  第一家3D打印公司已盈利

2009年，24歲的浙江金華人金濤，從浙江大學(xué)計(jì)算機(jī)專業(yè)研究生畢業(yè)后，在香港做了不到一年博士，就決定回內(nèi)地創(chuàng)業(yè)。啟發(fā)他創(chuàng)業(yè)靈感的，是國(guó)外一家電子禮品店的個(gè)性3D打印服務(wù)。

當(dāng)時(shí)，面向普通人的3D打印服務(wù)在國(guó)內(nèi)是完全嶄新事物。三年過去，27歲的金濤已經(jīng)是中國(guó)第一家3D設(shè)計(jì)服務(wù)公司的創(chuàng)始人和技術(shù)總監(jiān)。

在淘寶網(wǎng)上，記者可以看到這家總部位于杭州的公司，售賣個(gè)人3D打印機(jī)，價(jià)格從5999元到29999元不等。

入門級(jí)個(gè)人3D打印機(jī)，重量只有30多斤，就好像一個(gè)超大號(hào)的禮品盒或掏空的迷你打印機(jī)。它可以放在桌面上，不用連接電腦，插上SD卡就可以將設(shè)計(jì)圖紙變成實(shí)物。而購(gòu)買者有設(shè)計(jì)師、科研單位、北京、上海等城市的青年活動(dòng)中心用于給小朋友上手工課，還有想給女朋友做獨(dú)特愛情禮物的科技宅男。

在網(wǎng)絡(luò)上，中國(guó)3D打印愛好者登記人數(shù)也已超過千人。網(wǎng)友們開始展示用個(gè)人3D打印機(jī)打印出的東西：門把手、拉環(huán)、水壺、跑跑卡丁車的模型、獎(jiǎng)杯、茶杯、凳子、戒指等；材質(zhì)也從石膏、尼龍、樹脂到ABS塑料等五花八門。

金濤介紹，3D打印熱在中國(guó)還是從去年年底開始的，隨后逐漸升溫，到了今年4月，不到半年的時(shí)間，公司的個(gè)人3D打印機(jī)已經(jīng)銷售過百臺(tái)。公司也開始實(shí)現(xiàn)盈利。

應(yīng)用

  從航天材料到“復(fù)制”文物

然而，作為國(guó)內(nèi)第一家3D打印服務(wù)公司創(chuàng)始人，金濤最開始的想法是做游戲模型，讓人人有機(jī)會(huì)成為雕塑大衛(wèi)的“米開朗基羅”。

大學(xué)里，金濤的計(jì)算機(jī)專業(yè)方向是圖像圖形學(xué)。去到香港后，他在大學(xué)里擔(dān)任計(jì)算機(jī)圖形圖像學(xué)的研究助理。

一個(gè)偶然機(jī)會(huì)，作為《魔獸游戲》的愛好者，他發(fā)現(xiàn)國(guó)外有網(wǎng)站可以提供游戲模型的個(gè)性3D打印：顧客呆在家里，把自己改裝的游戲角色設(shè)計(jì)圖發(fā)給網(wǎng)站，網(wǎng)站就利用3D打印機(jī)制造實(shí)物，再郵寄給玩家。

于是，在網(wǎng)購(gòu)了一臺(tái)國(guó)外的3D個(gè)人打印機(jī)后，金濤決定輟學(xué)創(chuàng)業(yè)，向游戲玩家提供游戲模型的3D打印服務(wù)。但由于沒有得到官方授權(quán)，“魔獸”模型打印服務(wù)的生意不得不擱淺。

后來在與一個(gè)澳大利亞客戶交流中，金濤了解到，從網(wǎng)絡(luò)上，可以學(xué)習(xí)如何制作3D個(gè)人打印機(jī)器。2009年，也是世界知名的個(gè)人3D打印公司Maker Bot成立的一年。Maker Bot公司被科技界視為3D打印業(yè)中“蘋果”公司，它致力于將3D打印機(jī)像當(dāng)年電腦一樣，從科研企業(yè)應(yīng)用到個(gè)人普及中。

于是，金濤從Maker Bot的網(wǎng)站上購(gòu)買了一臺(tái)需要組裝的個(gè)人3D打印機(jī)，在網(wǎng)絡(luò)上下載了公開教材，并和一個(gè)學(xué)機(jī)械的同學(xué)一起重新組裝機(jī)器，琢磨裝配。

去年11月，金濤的第一臺(tái)，也是中國(guó)第一臺(tái)個(gè)人3D打印機(jī)開始對(duì)外發(fā)售。

目前，在金濤的公司上，3D打印技術(shù)的應(yīng)用服務(wù)主要有四類：建筑與市政布局模型、工業(yè)設(shè)計(jì)的快速成型、用于教育藝術(shù)創(chuàng)造的“模型”設(shè)計(jì)以及保護(hù)文物遺產(chǎn)的3D打印。

相比設(shè)計(jì)模型，文物復(fù)制是3D打印在中國(guó)的一個(gè)新應(yīng)用。

在公司網(wǎng)站展示上，有一尊佛像古味十足，這是山西天龍山石窟第 18 窟西壁的幾尊佛像的復(fù)原模型之一。由于原佛像或殘缺或流失海外，國(guó)內(nèi)考古學(xué)家通過掃描收集3D數(shù)據(jù)，再通過金濤公司的專業(yè)3D打印機(jī)，花了兩天時(shí)間打印出了1:11的“復(fù)制”文物。

現(xiàn)實(shí)

  核心技術(shù)與美國(guó)不相伯仲

今年10月，金濤不到10人的科技公司加入了包括華中科技大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、清華大學(xué)等科研機(jī)構(gòu)在內(nèi)的“中國(guó)3D產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟”，這也是全球首家3D打印產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。

據(jù)與會(huì)專家介紹，3D打印技術(shù)作為制造業(yè)領(lǐng)域的一次重大技術(shù)革命，在中國(guó)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到航空航天等軍事領(lǐng)域和大型復(fù)雜構(gòu)件的一次成型制造。目前，我國(guó)在3D打印技術(shù)的核心領(lǐng)域已經(jīng)與美國(guó)3D公司等國(guó)際巨頭基本處于同一水平。但是，在材料和軟件開發(fā)、裝備等方面以及個(gè)人應(yīng)用仍有一定的差距。

  如何向普通人簡(jiǎn)明解釋3D打印技術(shù)？

“忘記2D打印吧”，金濤說。3D打印是一個(gè)全新的概念，并不能將普通的2D打印和3D打印做對(duì)比。

實(shí)際上，3D打印是一種全新的物品制造方式。它的前身是快速成型制造機(jī)器，想法來源于上世紀(jì)70年代，3D輔助計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)開始。當(dāng)時(shí)，工廠創(chuàng)造一個(gè)鞋模，從設(shè)計(jì)師圖紙到實(shí)物大約需要7天時(shí)間。1994年，美國(guó)麻省理工學(xué)院的科研專家發(fā)明了一種名為三維打?。═hree Dimensional Printing，簡(jiǎn)稱“3DP”）的技術(shù)，并申請(qǐng)了專利。1997年，工業(yè)化生產(chǎn)的3D打印機(jī)器開始應(yīng)用。2005年，英國(guó)巴恩大學(xué)的AdrainBowyer教授設(shè)計(jì)出一種3D打印機(jī)，并將自己的科研成果在網(wǎng)絡(luò)上開源公布。隨后，3D打印機(jī)器迅速發(fā)展，亦如當(dāng)年的計(jì)算機(jī)發(fā)明一樣，從笨重、龐大，效率慢向靈巧、高效以及個(gè)人應(yīng)用靠攏。

金濤介紹，3D 打印機(jī)的基本原理是將物品轉(zhuǎn)化為 3D 數(shù)據(jù)，然后再逐層分切，針對(duì)分切的每一層構(gòu)建，分層打印。打印時(shí)，粉末會(huì)一層層地被“特殊膠水”粘合，按照不同的橫截面圖案固化，一層層疊加，像做蛋糕那樣創(chuàng)建三維實(shí)體，最終一個(gè)完整的物品就會(huì)在粉末槽里成型。

金濤說，3D打印物品的粘合方式，除了膠水，還有激光、光照等。決定3D打印在生活中的應(yīng)用廣泛與否，最重要的是材質(zhì)。換言之，有多廣泛的材質(zhì)，3D打印制造就有多廣泛的應(yīng)用。

未來

  打印食品的“魔法”程序？

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有近千臺(tái)3D打印機(jī)，已形成超過千萬的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。去年6月，美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬也宣布向3D打印產(chǎn)業(yè)支出5億美元以幫助美國(guó)發(fā)展制造業(yè)。

在國(guó)外，有關(guān)“3D”打印的種種暢想與未來，更讓人心馳神往。今年，在美國(guó)，一名槍械師利用塑料材質(zhì)的3D打印機(jī)制造出一支AR-15突擊步槍，這支“打印步槍”原材僅需30美元，可以速射出200發(fā)子彈；在意大利，有設(shè)計(jì)師通過耗材是沙子的3D打印制造出了一個(gè)立體建筑，并宣稱未來可能不需要工人和腳手架就可以完成建筑；在墨西哥，有科研團(tuán)隊(duì)嘗試?yán)?D打印制造人工血管；在日本，著名游戲廠商任天堂，已經(jīng)開始通過3D打印技術(shù)來制造wii游戲機(jī)；知名的迪斯尼公司也已經(jīng)考慮用3D打印方式制造部分玩具。

甚至在科技文獻(xiàn)中，利用3D打印可以復(fù)制“食物”甚至機(jī)器和人類自己，也被列入未來暢想可能。

對(duì)于這些，務(wù)實(shí)的金濤說在現(xiàn)階段中國(guó)，復(fù)制物品還只是“魔法”，并不能實(shí)現(xiàn)的科學(xué)技術(shù)。

金濤認(rèn)為，現(xiàn)有3D打印機(jī)都是單一材料的，一個(gè)機(jī)器只能對(duì)應(yīng)一種，“因此，現(xiàn)在你可以用3D打印打出一個(gè)房子的框架，但你不可能把地毯、電視、沙發(fā)都復(fù)制好?，F(xiàn)在的技術(shù)水平可以做一個(gè)iphone5的框架，但絕不能把一個(gè)iphone5從芯片到顯示屏完整地復(fù)制出來”。

此外，相比無需制造昂貴的實(shí)體模具和人工的優(yōu)勢(shì)，3D打印在推廣上還有一個(gè)巨大的劣勢(shì)，那就是生產(chǎn)設(shè)備和材料昂貴。

金濤介紹，目前，在國(guó)內(nèi)制造一個(gè)杯子的模型大概需要6000多元。打印一輛自行車的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)制造的自行車的費(fèi)用。

然而，今年10月，克里斯·安德森在新書《造物者：新工業(yè)革命》(Makers: The New Industrial Revolution)中還是認(rèn)為：新的工業(yè)革命即將來臨，開源硬件和3D打印機(jī)，正將制造業(yè)帶進(jìn)個(gè)人制造時(shí)代，而且沒有什么能夠阻止他去全力追尋這個(gè)新時(shí)代。

隱憂

  “無限復(fù)制”或引道德困境

如同其他科學(xué)技術(shù)一樣，除了材料昂貴，3D打印在給人類生活帶來便利的同時(shí)，“復(fù)制”技術(shù)在未來也會(huì)出現(xiàn)種種弊端。

《連線》雜志曾撰文介紹，當(dāng)3D打印機(jī)組合一個(gè)3D掃描儀時(shí)，知識(shí)產(chǎn)權(quán)問題將特別突出。掃描儀不僅可以復(fù)制外形，而且可以復(fù)制更為復(fù)雜的細(xì)節(jié)。這種行為要比抄襲專利或版權(quán)嚴(yán)重得多。比如，犯罪分子可以用3D打印機(jī)設(shè)計(jì)ATM提款卡詐騙設(shè)備、鑰匙、武器或其他危險(xiǎn)物品，并進(jìn)行批量生產(chǎn)。

在藝術(shù)品收藏中，3D打印或許將讓文物制造者有了更好的工具。舉例說：油畫耗材的出現(xiàn)，只要做油畫表面的精細(xì)掃描，輕易就能一比一打印出一件藝術(shù)品。隨著技術(shù)發(fā)展，出現(xiàn)高仿贗品的可能性將越來越大。

此外，如果在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域不加控制，像《鋼鐵俠》中的機(jī)器人與阿凡達(dá)那樣的人或許不只是科幻。人造人或變異人將帶來科技與倫理道德的沖突。