打印“无所不能”的魔术棒

你能够想到，平日只会吞吐纸张的打印机，有一天可以吐出食物、衣服、家具和汽车么？

不久前在北京新街口附近开放的一家3D照相体验馆中，应用3D扫描和3D打印技术为顾客量身定做的立体彩色人像拉近了3D打印和普通老百姓的距离，让本来已经蒸蒸日上的3D打印又更火了一把。最近更是传出消息，国产C919型大飞机的中央翼缘条就由3D打印机制造出；而其他3D打印的成果，例如植入关节等结构复杂的作品也吸引了大量惊叹的视线……流连在3D打印机为人们带来的各种让人啧啧称奇的产品中，不禁觉得3D打印技术简直就是一支奇异“魔术棒”，拿着它心里默念咒语，然后一挥便有了一切。

3D打印技术是一种快速成形技术。其工作原理并不复杂，与普通打印机基本相同，差别之处就在于3D打印机内装的不再是墨水，而是粉末和胶水。3D打印机会根据预先在计算机中生成的三维模型，以逐层增加材料的方式累积生成实体。与传统制造业做减法的加工技术不同，它依据加法守则，不会产生边角料，也就是说材料上的浪费几乎为零。

用于3D打印的三维模型可以由设计人员使用电脑软件建立，也可以是使用3D扫描仪 扫描得到的电子档案。

3D扫描，简单来说，就是把实际物体转化成虚拟的3D计算机模型的过程。和现在广泛应用的三坐标测量技术相比，对于柔软的和形状不规则的物体，这种非接触式的3D扫描测量方法更为有效和精确。3D打印和3D扫描技术经常同时使用，相辅相成，比较成熟的例子是，在3D扫描仪器的帮助下，3D打印技术已经顺利进入文物修复和复制的领域，给文物保护行业的传统方法带来了一次令人惊喜的革命。

“鬼斧神工”的技术

迄今为止，3D打印机制造出的产品之多、范围之广令人咂舌，不仅有飞机零件、汽车、步枪，还有家具、衣服、巧克力，甚至还有人体下颌骨。我们不禁要问，既然这些东西用传统的方法制造之时，已经有非常成熟的技术保障，那么为什么要费尽心思地研究利用3D打印机制造的技术呢？其原因与3D打印 技术得天独厚的优势有关。３D打印技术不依赖人工，没有组装流程，生产速度快，并且不会产生边角料。此外，最重要的一点是它能够制造传统工艺无法完成的产品。例如造型独特的剧院建筑模型，使用传统方法就 无法制作，而应用3D打印技术却可以轻而易举地快速解决。正如开头所说3D打印技术现在已经可以用于制造国产大飞机的中央翼缘条，而在此之前以国内现有的制造能力是无法满足各项技术指标的。

３D打印的另外一个优势是打印的三维模型在电脑中生成，所以模型与打印机就可以实现分离。而这种有别于传统制造业形态的分离状态，有望为太空飞行带来极大的便利。目前，美国宇航局已经测试了在太空飞行中能够使用的3D打印机，未来的宇航员可以使用3D打印机制造在太空中所需的物品，甚至包括金属部件。这可比携带大量实际物品方便太多了。

概括的阐述难以全面体现3D打印的妙处，下面还是让我们一起来参观一下近几年中3D打印技术带给世界的一些惊喜礼物吧。

“老树新花”的3D打印

如今，3D电影带来的视觉盛宴已经全方位包围了大众的感官，3D立体电视进入寻常百姓家指日可待，3D照片慢慢走入我们的生活，变得不再稀罕。听起来尚算生疏的3D打印机借着这股“3D热”起势，其实却是“蓄谋已久”。3D打印并不是新生事物，从其诞生之日起至今已有30多年的历史了。早期3D打印的事件发生在上个世纪80年代，1984年查尔斯·霍尔（Charles Hull）开发了依据数字数据打印出3D物体的技术，1986年他创立3D系统并开发了第一台商业3D印刷机。那时的3D打印 机体积庞大并且昂贵，能够打印的产品也十分有限。经过漫长的发展，到了2011年和2012年间，3D打印技术似乎突然间大放异彩，经由其制造出的汽车、人工关节、蛋糕以及生肉等诸多产品铆足了劲儿地向人们展现它无所不能的魔力。2011年9月维也纳科技大学开发出的轻巧便宜的打印机也预示了这种技术被广泛应用的可能性。

在2012年的Euromold（欧洲模具国际展览）上，3D打印机家族又向世人展示了几个与众不同的成员，成为了当之无愧的明星。其中最引人注目的，恐怕要数世界上最大的3D打印机Objet1000了。它不仅拥有约３倍于同类别打印机的打印面积，而且能刻画出细微到16微米的高精度打印层，并且支持同时用14种打印材料完成作业。同时展出的还有用沙土做原材料的VoxelJet 3D打印机，用纸做材料的MCOR打印机以及拥有“激光武器”的 Concept Laser 3D打印机。值得一提的是有趣的MCOR打印机，它用常见的纸张而不是专门的树脂等作为材料，大大方便了使用者。如今3D打印机不仅推陈出新，价格也逐渐变得亲民起来。北京3D打印体验馆陈列的打印 规格在20厘米以内的3D打印机售价为2万元，而Makerbot推出的第二代 Solidoodle 3D打印机，最低配置售价仅499美元（约合人民币3140元）。

面对新技术的魔力，再加上可以接受的价格，谁不愿意置办一台体验一下呢？

创意的“翅膀”

大到飞机零件，小到一块巧克力，3D打印的产品始终伴随着各种奇思妙想，可以说3D打印技术从诞生伊始就与绝妙的创意脱不开关系，就连3D打印机本身也就是一个大胆的创意。3D打印技术发展到如今，它对社会生活发生的影响早已不仅仅限于制造令人叹为观止的产品，这种技术更为创意的实现提供了更便捷的方法和更多的可能性。

以网站Shapeways为例，客户可以在这家网站定制各种各样的3D打印产品，例如雕塑、饰品、衣服、茶杯以及玩具等等。同时，更值得一提的是，它也为网站用户提供售卖他们创意产 品的平台，开创了一种全新的为３D打印技术量身定做的商业模式。现在企业型的3D打印机价格从几万美元至百万美元不等，远远超出个人能够负担的价格范围，设计3D产品也需要一定的技术支持，有一定的门槛，再加上家用3D打印机使用的尚较复杂，基于上述种种原因，3D打印机在现阶段无法普及。在这种环境下，接受小额订单的Shapeways简直是拥有3D产品创意的设计师的天堂。根据网站说明，只需六步和10～21天不等的时间（根据材料决定），用户就能够触摸到亲手设计的产品。Shapeways的3D打印定制服务让个人创意以最便捷的方式和较低的成本代价转化为实物，并且更进一步转变为经济效益。

除了大力拉动3 D打印产业的发展和拓展此行业的“钱途”之外，Shapeways网站模式中最闪亮的一点是，用户不必懂机械，不必懂组装，甚至不必懂材料，只要有“idea”，通过3D打印技术就能把想法变成实物展示在用户和世人的眼前。对于创意DIY爱好者来说，这简直是天大的福音，因为再不必过着为了实现创意，把传统制造业的所有工序和材料研究一遍的日子了！当然对于专业的产品设计师来说，这样的网站也并不是百无一用，对于独立的设计师或者小成本工作室来说，Shapeways也为他们节省了制作模型的时间以及风险。据资料显示，目前国内的3D体验馆也已开始提供部分产品的定制服务。

现在能够完成大面积和高精度产品的3D打印机还未能进入普通家庭，但是我们可以乐观的预测，在不久的将来，3D打印机也许会像喷墨打印机一样普及。到时我们坐在家中，轻点鼠标，自己设计的家具、衣服和其他各种用品就魔术般地出现在眼前。随着技术的飞快发展，也许未来的网上商店将有可能不再售卖实物，而是售卖3D产品的三维模型数据，数据接收之后，通过连接家用3D打印机，就可以打印出中意的商品。

虽然这暂时只是个美好的设想，不过无庸置疑的是，3D打印技术早就以锐不可挡之势进入我们的视野，悄然改变着我们的生活。让我们拭目以待2013年3D打印的发展，相信它将会是3D打印技术及其上下游产业的又一个惊喜之年、丰收之年。