淘寶上銷售的3D打印機

3D打印機制作的工藝品

淘寶上銷售的3D打印機

將電腦上的三維圖像數據發送至3D打印機

3D打印的無人飛機

3D打印機和打印出來的實物

今年以來，三維打印（俗稱“3D打印”）技術可謂“風起云涌”。各種有關3D打印的報道層出不窮，3D打印品也讓人大開眼界不僅可以“打印”出一幢完整的建筑，甚至可以“打印”出人體的毛細血管，以至于可以用在航天飛機中給宇航員“打印”各種生活所需。

　　貌似神奇的“3D打印”技術，如今通過開源處理之后，逐漸走入日常生活。在工業設計、模具開發領域，“3D打印”尤為突出，而我們在日常生活中同樣可以“打印”出各種千奇百怪的東西。未來，3D打印機的應用將會更加廣泛。

　　這項只有25年歷史的技術，被英國的《經濟學人》周刊評價為“與其他數字化生產模式一起，推動第三次工業革命的實現”，美國《時代》周刊已將3D打印產業列為“十大增長最快的工業”。

　　A

　　要“打印”先“虛擬”？

　　建造3D模型很重要

　　從技術原理來看，與其說“3D打印”是一種打印技術，不如說是從“3D虛擬”到“3D構造”的過程。最關鍵的步驟，是需要在電腦中建立起三維模型。借助3D輔助設計軟件，工程師們可以設計出一個個的3D模型，或者直接照著原型來設計，打印的材質不同而已。

　　隨后打印的過程，就是一個“構造”的過程。之所以被稱為“打印機”，是參照了其技術原理，3D打印是斷層掃描的逆過程，斷層掃描是把某個東西“切”成無數疊加的片，3D打印就是一片一片的打印，軟件通過電腦輔助設計技術（CAD）完成一系列數字切片，并將這些切片的信息傳送到3D打印機上。打印機會將連續的薄型層面堆疊起來，直到一個固態物體成型，成為一個立體物體。

　　因為分層加工的過程與噴墨打印十分相似，所以，也可以直接理解為“噴墨”。但3D打印機與傳統打印機最大的區別，就是它使用的“墨水”是實實在在的原材料。

　　B

　　“打印”還是制造？

　　又一次工業革命的序幕

　　原材料需要凝固成型，需要在成型的區域噴灑一層特殊膠水，膠水液滴本身很小，且不易擴散，然后再噴灑一層均勻的粉末。在一層膠水一層粉末的交織下，實體模型將會被打印成型。

　　一般來說，從成型技術的區別看，3D打印機有兩種類型，一種是堆疊法，一種是燒結。堆疊只能成型塑料、硅之類的材質，對固化反應速度有要求，而燒結可以利用激光的高溫對金屬粉末進行處理加工出金屬材質的東西出來，實體可通過打磨、鉆孔、電鍍等方式進一步加工。

　　所以，“3D打印”說是打印，其實就是一種“制造”技術。難怪世界首個公布3D打印機開源數據信息的科學家英國工程學家阿德里安·鮑耶表示：“未來你想要什么，只需下載圖紙，按一下‘打印’鍵，剩下的所有事，請統統交給打印機。”他甚至認為：“3D打印機將來不是要取代某一個制造業，而是要取代幾乎所有的制造業。”

　　C

　　打印機昂貴？

　　3500元淘寶有賣

　　都說“物以稀為貴”，一套三維打印機的價格從一般的750美元到上等質量的27000美元不等。在淘寶上，很多店家銷售3D打印機，價格都在3500元以上，貴的甚至要萬元。甚至還有進口的全封閉的3D打印機，售價42萬！

　　事實上，自從開源軟件Arduino出現之后，普通桌面3D打印機的價格已經“俯身向下”。由5個國際工程師研發的Arduino開源軟件，最初旨在幫助學生們實現把輸入的數據原型輸出（即3D打印工作），而后推廣開來變為完全開源，它的設計文件和規格說明書、控制軟件、文檔（基于創意公用）也是開源的。Arduino唯一付費的地方就是商標。

　　也正是有了開源技術之后，3D打印開始越來越普及，價格也從昂貴變為低廉。人們通過3D打印機，“打印”出更多更實用的物品來。

　　千奇百怪的“3D打印”成果

　　1、“打印”房子

　　2010年3月，一位名為恩里科·迪尼（Enrico Dini ）的發明家設計出了一種神奇的3D打印機，可以“打印”出一幢完整的建筑。這種打印機的原料主要是沙子。打印機開始工作時，它的上千個噴嘴中會同時噴出沙子和一種鎂基膠，這種特制的膠水會將沙子粘成像巖石一樣堅固的固體，并形成特定的形狀，然后只需要按照預先設定的形狀一層層噴上這種材料，最終就可以“打印”一個完整的雕塑或者教堂建筑。

　　2、“打印”人體骨骼

　　由于3D打印的神奇效果，有國外媒體報道，已經出現了可以替代真實人體骨骼的3D打印機，將來外科醫生們或許就將可以在手術中現場利用打印設備打印出各種尺寸的骨骼，用于臨床使用。

　　這種骨骼替代打印材料，據說可以支持人體骨骼細胞生長，并且在老鼠和兔子身上進行了試驗。今后，這類“替代品”很可能幫助醫生進行骨骼損傷修復，或者用于治療骨質疏松，以及牙科治療。

　　3、“打印”人體模型

　　由于3D打印的神奇效果，日本一家公司甚至推出了面向個人的“Baby復原服務”。在母親懷孕的時候，只需提供嬰兒在母親肚子里的X光照片，他們便可以復原成三維圖像后，打印出一個肚子里的嬰兒模型作為紀念。

　　4、“打印”無人飛機

　　利用3D打印機，汽車和飛機都可以自己造出來。英國南安普敦大學制造的世界上第一架“3D打印”飛機。近日，美國弗吉尼亞大學工程系研究人員更是制造了一架3D打印的無人飛機，巡航時速可達到45英里。美國弗吉尼亞大學工程師大衛·舍弗爾稱，五年前為了設計建造一個塑料渦輪風扇發動機需要兩年時間，成本大約25萬美元。但是使用3D技術，我們設計和建造這架3D飛機僅用4個月時間，成本大約2000美元。

　　而16名比利時工程師就利用3D打印機制造了一輛全尺寸賽車，并完成測試；而3D打印制造出來的汽車最出名的當數Urbee車型，采用汽油和電力混合發動機，是世界上最環保的汽車之一。有了3D打印技術，汽車維修行業也有了支持工具，可以用它來打印稀缺的汽車零部件。

　　5、“打印”食品

　　在3D打印機的基礎上，英國科學家成功地使用液態巧克力作為“油墨”，打印出各種形狀的巧克力。

　　由此可以提示，未來將會出現專門用于制作食品的“3D打印機”。甚至普通人在家中，都可以自己動手制作蛋糕、面包以及各式各樣的食品來。以往那些看似復雜，不能夠在家中自己制作的食品，同樣可以通過3D打印機來完成。