【大視野】3D打印：讓每個人都能成為“神筆馬良”
3D打印技術(shù)已經(jīng)越來越普遍的被應(yīng)用于電影中。好萊塢電影《007：大破天幕殺機》中的阿斯頓·馬丁DB5豪車就是3D打印的模型。為了能夠讓電影打斗動作更加逼真，3D打印可謂是最佳選擇，同時也避免真車上陣不小心被刮傷的危險。
目前，越來越多3D打印創(chuàng)造的奇跡經(jīng)由媒體報道被大眾所知，以至于當(dāng)去年上映的成龍新片《十二生肖》中出現(xiàn)用手套掃描獸首，遠(yuǎn)端瞬間制造出贗品的場景時，人們一點也沒感到新奇。
荷蘭阿姆斯特丹建筑大學(xué)的建筑設(shè)計師Janjaap Ruijssenaars設(shè)計了全球第一座3D打印建筑物“Landscape House”，而且特別模擬了奇特的莫比烏斯環(huán)。
打印房打印車打印媳婦，
無所不能的3D打印
荷蘭兩家建筑公司日前宣布，計劃下半年利用3D打印機建造漂亮的景觀房。相比傳統(tǒng)建筑工藝，這項技術(shù)更環(huán)保，不再需要將木料和水泥運到工地。甚至有人建議，可以將3D打印的太陽能電池板鋪在房屋外層發(fā)電。事實上，用3D打印技術(shù)蓋房子已非新聞，英國倫敦的一家建筑企業(yè)Softkill Design率先提出了用塑料打印房屋的概念。按照發(fā)明者的設(shè)計：將所有的組件制造好，需要三個星期的時間，裝配起來則僅需一天的功夫。
目前，越來越多3D打印創(chuàng)造的奇跡經(jīng)由媒體報道被大眾所知，以至于當(dāng)去年上映的成龍新片《十二生肖》中出現(xiàn)用手套掃描獸首，遠(yuǎn)端瞬間制造出贗品的場景時，人們一點也沒感到新奇。如今，3D打印技術(shù)已經(jīng)越來越普遍的被應(yīng)用于電影中。好萊塢電影《007：大破天幕殺機》中的阿斯頓·馬丁DB5豪車就是3D打印的模型。為了能夠讓電影打斗動作更加逼真，3D打印可謂是最佳選擇，同時也避免真車上陣不小心被刮傷的危險。西雅圖國際電影節(jié)也曾利用3D打印技術(shù)微縮制造了眾多電影中的場景拍攝宣傳片，帶領(lǐng)人們走進(jìn)一場感懷電影往事的旅途。據(jù)《連線》雜志報道，Urbee2是一款三輪的混合動力汽車，它的所有零部件全部經(jīng)由3D打印制造出來，看來除了模型，實實在在的產(chǎn)品也難不住3D打印。
當(dāng)房子、車子已可以輕松打印時，網(wǎng)友們竟開始在網(wǎng)站的新聞留言中討論起了打印個媳婦的可能性。當(dāng)“吊絲”們把“有房有車有媳婦”當(dāng)成人生目標(biāo)時，3D打印技術(shù)似乎可以讓他們一秒鐘變“神筆馬良”，實現(xiàn)自己的夢想。雖然聽起來有些荒誕，但是真要打印個媳婦也并非不可能。
據(jù)英國媒體報道，英國研究人員已實現(xiàn)用3D打印機打印出胚胎干細(xì)胞，干細(xì)胞鮮活且保有發(fā)展為其他類型細(xì)胞能力。美國康奈爾大學(xué)和威爾·康奈爾醫(yī)學(xué)院的研究人員合作，利用3D打印技術(shù)和含有牛耳活細(xì)胞的凝膠造出一種新型人工耳，無論在外觀還是功能上，均可與真耳相媲美。美國的一家醫(yī)院完成了一項非常大膽的手術(shù)：使用3D打印出人的頭骨，來替代患者原本高達(dá)75%已受損骨骼。
雖然，打印房子、車子甚至媳婦已經(jīng)在理論上是可以實現(xiàn)的，但對于“吊絲”們而言，也許情況并沒有那么樂觀。近日，當(dāng)記者帶著對3D打印的好奇和疑問探訪國內(nèi)首家3D打印體驗館時得知，目前打印一個20厘米左右的人物雕塑需要花費大約4000元左右。如果真要打印個媳婦還真不是“吊絲”們能夠負(fù)擔(dān)得起的。
從3D到4D，
3D打印全速前進(jìn)
據(jù)3D打印體驗館工作人員介紹，3D打印，即快速成型技術(shù)的一種，擺脫了傳統(tǒng)機械加工中“去除材料”的方式，采用“材料堆積”的方法,它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。
3D打印思想起源于19世紀(jì)末的美國，并在20世紀(jì)80年代得以發(fā)展和推廣。1986年，美國3D System公司推出了第一款工業(yè)化的“3D打印”設(shè)備，1990年開始銷售。目前，全球有兩家3D打印機制造巨頭，分別為Stratasys和3D System。在中國，3D打印技術(shù)的研發(fā)主要集中在各科研院所，國內(nèi)目前可知的最大打印尺幅為10米，用以打印飛機部件。北京有國內(nèi)首家3D打印體驗館——上拓3D打印體驗館，位于北京DRC工業(yè)設(shè)計創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)基地，該館是在北京市科委的支持下，由師從盧炳恒院士的留法學(xué)者周美芳建立。同時，上拓公司旗下的中國首家在線3D打印電子商務(wù)服務(wù)平臺叁迪網(wǎng)已于8月6日上線試運營。設(shè)計師可以開通店鋪上傳銷售設(shè)計產(chǎn)品，實現(xiàn)3D打印在線報價、在線3D預(yù)覽功能，為設(shè)計師把設(shè)計作品轉(zhuǎn)化為實實在在的產(chǎn)品銷售出去提供了合作基礎(chǔ)。
據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，3D打印技術(shù)自誕生以來，在世界范圍內(nèi)，其設(shè)備制造與服務(wù)平均年增長率為27%。2011年全球打印技術(shù)的銷售額為17.14億美元，年增長率為29.1%；2010年中國占全球市場份額的6.5%，2011年占8.6%。在市場規(guī)模來看，目前全球3D打印市場規(guī)模在13億元左右，中國包括設(shè)備、耗材和服務(wù)在內(nèi)，為3億元人民幣。據(jù)預(yù)測，到2020年全球3D打印市場規(guī)模將增長到52億美元。
隨著3D打印技術(shù)的不斷發(fā)展，如今將時間維度加入進(jìn)來的4D打印思想已經(jīng)形成。4D打印指的是打印出來的東西可以依照預(yù)先設(shè)定的程序，隨時間而改變形狀。2011年的TED大會中，麻省理工學(xué)院的“自我組裝實驗室”研究院Skylar Tibbits向世人解釋了自我組裝構(gòu)想與初步成果的呈現(xiàn)，只要將經(jīng)過特殊編碼的程序嵌入至元件之中，便能讓元件擁有可變形的重組特性。也許是預(yù)見到這種重組變形性質(zhì)的未來發(fā)展，Stratasys公司與自我組裝實驗室合作進(jìn)行研究，期望將此種技術(shù)應(yīng)用到3D打印機所打印出的模型上，且2013年終于有了重大的突破，由Stratasys開發(fā)出了一種尚未命名的新材料。它能夠跟水進(jìn)行反應(yīng)，所以能夠加以編程而進(jìn)行變形。
人們不禁要問，這東西到底有什么用？其實用途還蠻廣泛的，除了水以外，未來也可能開發(fā)出與光、熱或壓力進(jìn)行反應(yīng)的新材料。到那時，很可能我們買回來的家具不用自己組裝，放在燈光下就會慢慢變成成品。地下水管線，遇到地震時，也可以依照受壓的部位來進(jìn)行變形，減少管線破裂的危險。
是福是禍？
時間會給出答案
3D打印技術(shù)似乎給人們的未來生活描繪出了一幅更加美麗的畫面，但因其各種限制所帶來的發(fā)展困境依然需要得到解決。目前，3D打印的第一個絆腳石就是所需材料的限制。3D打印的耗材多為塑料、石膏、尼龍、光敏樹脂等，由于材質(zhì)的限制還有很多產(chǎn)品不能直接成品打印。3D打印機的制造依然是前沿技術(shù)，依然不能實現(xiàn)普通家庭打印，這一設(shè)備壁壘正限制著這一技術(shù)的普及和發(fā)展。同時，復(fù)制產(chǎn)品時遇到的知識產(chǎn)權(quán)問題和用于醫(yī)療生物領(lǐng)域的道德問題也是3D打印接下來發(fā)展所面臨的重要社會問題。
3D打印技術(shù)的發(fā)展和給人類社會帶來的福祉是毋庸置疑的。同時，因新技術(shù)而帶來的負(fù)面效應(yīng)也是不能忽視的。但也不必?fù)?dān)心，人類的發(fā)展總是在雙刃劍的幫助下一直向前。也正因如此，英國《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》雜志稱這一技術(shù)“將帶來第三次工業(yè)革命”。
3D打印技術(shù)流程
應(yīng)用計算機軟件設(shè)計出三維數(shù)據(jù)，或者直接用三維數(shù)據(jù)采集設(shè)備獲得數(shù)據(jù)，然后把數(shù)據(jù)導(dǎo)入特定的快速成型設(shè)備（俗稱“3D打印機”），用液體樹脂、粉末、絲狀工程塑料等材料，通過添加式構(gòu)法，逐層“打印”出產(chǎn)品。
（編輯：單軒）
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