3D打印个性化的造物时代

如果你想要量身订制你喜欢的东西，孩子想要新玩具，你要做的只是下载几份图纸，然后在自家的打印机“打”出来。这种技术就是日益受到热捧的3D打印技术。

自从2009年以来，3D打印市场在北美和欧洲急剧增长。如今，3D打印已无所不在，深刻地影响着各行各业，无论是从传统制造业到食品产业，还是从配件饰品到医疗行业，甚至大到科学研究、小到个体产品原型设计均出现3D打印技术的身影。这个已诞生20多年的神秘技术，之所以能引起科技界和制造业的高度关注，正在于其创造性的制造理念：智能、高效和个性化。

尽管从现状来看，3D打印仍是小范围模具的生产工具，但鉴于这一产业的迅速发展，美国《时代》周刊已将3D打印产业列为“美国十大增长最快的工业”，英国《经济学人》杂志甚至将以3D打印为代表的一系列数字化生产方式称为第三次工业革命。

1、起源于美国军方“快速成型”技术

如今大众对3D打印技术的讨论可谓如火如荼，但很少人知道这项技术始于上世纪八十年代，发端于美国军方的快速成型技术，在当时美国军方就意识到，如果把3D打印技术应用于军工领域，那么它的威力将是惊人的。

由于对3D打印技术的不断投入研发，美军成功地应用这项技术辅助制造了导弹点火器模型，并取得了不错的实验效果。美国总统奥巴马在今年的国情咨文中表示，3D打印技术具有彻底改变人们生活方式的潜力，美国政府宣布支出2亿美元（约合12亿人民币）创建3个基于3D打印的制造业、研究中心，并向公司和大学进行公开招标，其中两个研究中心就划归给美国国防部，其中一个研究中心的工作重点是建造数字资料库，用来简化复杂系统的制造，而另一个中心则专注于开发更加轻便、更加强韧的金属材料，用于未来的军用车辆和防弹衣的制造。而美国政府正计划增建12个3D打印中心。

有军事专家分析，3D打印的优点将给战时装备维修保障带来革命性的变化。

2、各国争相加大研发力度

虽说3D打印技术始于上世纪八十年代，但近几年才开始进入高速发展阶段。美国纳斯达克上市的两家科技公司三维系统公司和 Stratasys公司是全球3D打印技术的龙头企业。他们在过去20多年中致力于对3D打印技术的研发，如今，这两家3D打印巨头生产的产品已覆盖汽车、航空航天、消费电子、娱乐、医疗等多个领域。

20多年来，3D打印机这两巨头一直都在销售可以制作出真实东西的打印机。该设备已经被美国苹果公司和诺基亚公司用来构建产品模型和制造部件。在这两家公司的带动下，3D打印产业逐渐成了发挥想象力空间的一项事业。

2012年8月，美国宣布成立国家3D打印技术创新研究所，第一阶段由联邦政府和企业投入7000万美元支持3D打印技术研发及应用；欧盟则设置基金支持3D打印技术，分别在诺丁汉大学、谢菲尔德大学、埃克斯特大学建立了3D打印中心；澳大利亚政府于2012年2月宣布支持一项航空航天领域革命性的项目“微型发动机3D打印技术”。

3、与日常生活息息相关

如果说20年前3D打印机只是设计师和科学家的专属机器，那么如今的3D打印机已经从实验室和工厂逐渐走出来，走进社会和家庭，与我们每个普通人的生活息息相关。

日本一家公司曾推出了一项“3D打印人脸巧克力”的服务，可以制作人脸外形的巧克力。利用3D打印技术提供类似这种服务满足了大众的个性化需求。

去年下半年，美国宾夕法尼亚大学宣布用改进的3D打印技术打印出了鲜肉，这种利用糖、蛋白质、脂肪、肌肉细胞等原材料打印出的肉具有和真正的肉类相似的口感和纹理。

美国《福布斯》杂志报道称，空客公司的机舱设计师宣布将从打印飞机的小部件开始，最终在2050年左右用3D打印机打印出整架飞机。

3D打印的巧克力、鲜肉甚至飞机让我们惊叹不已，然而，更让我们震撼的是它还能打印出人体器官，拯救奄奄一息的生命。最近，美国俄亥俄州就有一名男婴在六周大时被查出患有先天性气管支气管软化，随时面临窒息的危险。密歇根医学院利用3D打印机，打印出了气管的形状以及一块夹板。然后，医生将这块夹板放入患者胸部。手术完成后，婴儿使用了 21 天的呼吸机，随后便痊愈出院。

有医学专家认为，高清影像、计算机和生物材料的3D打印三者结合，可以针对指定的病人，促进创造出可植入的器件。

4、成传统制造业新“引擎”

在一个国家的经济发展中，制造业可称得上是支柱产业。而3D打印在制造方面也几乎“无所不能”，那么迅猛发展的3D打印产业在未来是否能够取代传统制造业呢？

从事3D打印的技术专家认为，3D打印技术能够解决传统制造所不能解决的技术难题，对传统制造业的转型升级和结构性调整起到积极的作用。但传统制造业所擅长的批量化规模化生产、精益化生产，恰恰是3D打印技术的短板。

因此，3D打印技术本身不是要取代传统制造业，而是要为传统制造业的创新发展注入新鲜动力，成为传统制造业的新“引擎”。有人这样比喻3D打印和制造业的关系：3D打印，就像挽救制造业的一把钥匙，让传统制造业插上了信息化的翅膀。在信息产业冲击下，制造业为支柱产业的地位受到动摇，3D打印技术的兴起或许能够很好地促进信息产业与制造业的融合。

5、未来或将引领第三次工业革命

“在未来，机器可以制造机器。3D打印机就是第一波新一代智能机器，能设计、制造、修理、回收其他机器，甚至能够调整和改进其他机器，包括它们自己。”《3D打印：从想象到现实》的作者胡迪•利普森和梅尔芭•库曼将3D打印定义在智能制造、数字制造。

确实，以3D打印为代表的数字化制造模式正慢慢向全球扩展。随着3D打印机价格日趋低廉以及操作的简单化，拥有个人3D打印机的美国家庭越来越多，几乎“每4公里就有一台”。3D打印机的普及改变了美国人的生活习惯和思维，使得他们更乐于创新。更多企业也卷入到数字化制造的大潮中，这一股3D打印技术热潮如今正从欧美国家扩散到发展中国家来。

英国《经济学家》周刊认为，尽管仍有待完善，但3D打印技术市场潜力巨大，势必成为引领未来制造业趋势的众多突破之一。这些突破将使工厂彻底告别车床、钻头、冲压机、制模机等传统工具，改由更加灵巧的电脑软件主宰，这便是第三次工业革命的标志。这场革命也被三维系统公司总裁亚伯•雷切特勒称为“个性化生产的革命”。

6、为未来探索太空打开便利之门

未来3D打印不仅在陆地上造福人们，而且还能解决太空探索中遇到的难题。如今，美国宇航局正着手研究将3D打印技术应用于太空探索和旅游中。据悉，美国宇航局是3D打印机采购的大客户，他们当前主要是利用打印机器进行新技术与产品的概念设计以及新产品的功能性测试。2013 年初，最早的3D打印机制造商之一MakerBot公司证实，宇航局的工程师一直在利用3D打印技术为模型建造部件，美国第一架无人驾驶飞机的模型的机翼就是直接用3D打印机“快速制造”出来的。可以想象，随着3D打印的不断成熟，未来国际空间站需要的零部件将不再需要从地球运往太空，而只需由地面控制系统输入一定程序，空间站上的3D打印机便可以直接制造出来。

此外，美国宇航局还计划研制一种3D食物打印机，可以用装满油、蛋白质粉和碳水化合物的料盒打印食物。

无论是在太空3D打印零部件还是食物，这一技术能为探索太空扫除了很多如今无法解决的障碍，无疑是未来人类征服宇宙的一大利器。

7、3D打印未来将面临多重挑战

每一个新事物的发展必然会产生相应的问题，3D打印技术也不例外。就在大众正憧憬3D打印的美好前景时，一则新闻让人们不得不思考3D打印所带来的一些问题：5月初，世界第一支3D打印手枪在美国得州奥斯汀试射成功。在成功试射后，3D打印手枪设计图被传到网络上，并吸引了上百万的下载。这对于正为控枪忙得焦头烂额的美国政府来说无疑是当头一棒，也引发了人们对于由3D打印技术产生的社会安全问题的深刻担忧。

此外，3D打印设备和3D打印产品的质量安全问题以及3D打印产品对环境构成的威胁都是未来3D打印技术发展过程中所面临的不可忽视的挑战。

来源：深圳特区报