3D打印打出新世界

张雪

如果说3D打印打出的汽车、建筑仅仅只是个模型，那么3D打印为文化产品的生产、复制、传承带来的则是一次全新的颠覆性革命，为文化产业的发展打出了无限生机与活力。

去年热映的电影《十二生肖》中，成龙扮演的国际大盗用高科技扫描手套获取了国宝兽首的三维数据，远程传输到一台神奇的机器上，瞬间一模一样的铜兽首复制成功。

喜欢芭比娃娃的玩具，很简单，通过一台打印机，就能“打印”出来；需要一把椅子，也不要传统的机械制造，“打印”出来的椅子一样能让你舒服入座……

这种种看似科幻的场景，如今正在加速走进现实。而帮助其渐行渐近走入我们生活的，正是近期最热门的概念——3D打印。

什么是“3D打印”

“打印”这个词本身，在传统意义上，是二维（2D）的，本质上是将二维信息转移到平面上去的过程。但是，任何一个三维的物体，总是能划分成一系列具有有限厚度的二维平面的总和。所以打印三维物体，只需分层进行，每一层与传统意义的打印是一致的，只是每一层的厚度应当远小于三维物体的特征尺寸，再通过打印所用的“油墨”层层粘合并固化。

具体来说，传统的打印就如使用普通打印机打印一封信：轻点电脑屏幕上的“打印”按钮，一份数字文件便被传送到一台喷墨打印机上，它将一层墨水喷到纸的表面以形成一副二维图像。而在3D打印时，软件通过电脑辅助设计技术（CAD）完成一系列数字切片，并将这些切片的信息传送到3D打印机上，后者会将连续的薄型层面堆叠起来，直到一个固态物体成型。3D打印机与传统打印机最大的区别在于它使用的“墨水”是实实在在的原材料和特殊的胶水。

事实上，3D打印属于快速成型技术（Fast Prototyping）的一种，它的专业说法应该是“增材制造”技术（Additive Process），包括快速原型制造技术和高性能金属构件直接制造技术两大类。

现在媒体报道的3D打印制造技术，主要是指快速原型制造技术。这项技术上世纪80年代就开始发展起来了，包括“3D打印”“立体印刷”“叠层实体造型”“熔融沉积造型”“选择性激光烧结”五大类。主要制造由树脂、石蜡、陶瓷等材料组成的尺寸较小的原型样件或模型，这些原型样件原则上不能直接用于装备制造，但可以缩短新产品研制周期，降低产品研发和制造成本。

去年4月21日，英国《经济学人》封面文章推出“3D打印推动第三次工业革命”的报道。随后，3D打印大热。目前，3D打印技术在一些领域的运用已经开始。在大众消费领域，3D照相馆、3D创客等正在国内推开，西安、北京、上海等城市都有3D照相馆陆续开张；在工业设计领域，主要用于模具和模型制造等行业，部分金属结构件和零部件也能直接制造；在生物工程领域，用于辅助治疗的牙齿、骨骼、细胞、器官、软组织等也能打印出来。随着大众消费时代的到来，3D打印走进了普通人的生活。

“3D打印”的瓶颈和未来

的确，3D打印技术可以打印出我们设计出来的任何东西，但它打印出来的东西不一定就是能实际应用的东西。比如，3D打印技术打印出的杯子虽然一定是杯子，但我们不一定能用它来喝水。因为用来喝水的杯子要考虑到材料是否环保，而目前用于3D打印的材料还不能满足环保等功能的需求，而且缺乏用于家庭的质量检测手段，即便打印出来的杯子能够满足环保等要求，这个杯子的成本也远远高于传统方式制造的杯子。更重要的是，3D打印的飞机、自行车、手枪等仅仅只是个模型，电子元器件和成千上万个零部件是根本不可能一下子打印出来的。因此，要想取代传统制造业，3D打印尚需克服材料、质量检测、成本三个瓶颈，尽管如此，3D打印技术依然是一项前沿性、先导性很强的技术，可以实现传统制造业转型升级，特别是在文化产业领域，对于文化产品的大量复制起到了革命性颠覆性的作用。比如一些已经应用的案例：利用3D打印机可以设计出非常个性的产品，制造世界上独一无二的情人节巧克力，留下腹中胎儿的成长记录等等。

3D打印技术主要是满足个性化、定制化、复杂高难度产品的需求。3D打印最突出的优点是无需模具就能够成型，也不需要机械加工，就能直接从设计好的三维图形数据中打印出任何形状的物体。而传统的制造工艺最核心的一个环节就是要建模，很多高端产品能够设计出来，最大的困难是生产不出来。因此，3D打印意义的核心一是传统生产方式不能生产制造的个性化、复杂高难度产品，通过3D打印技术都能够直接制造；二是虽然传统方式能够生产制造，但投入成本太大，周期太长，通过3D打印技术可以实现快捷、方便、缩短周期、降低成本的目的。

我国推动“3D打印”产业化，其路线图和中长期发展战略即将制定。无论其影响以及未来革命性如何，潜在的商机应该是巨大的，而众多企业已经对此行业跃跃欲试，其中不乏先行者。那么，作为刚起步的3D打印，在目前众人看好的前提下，在前期表现抢眼的基础上，有望逐步从启动到产业化进展。

今年5月，2013年世界3D打印技术产业大会将在北京召开，2013年将是中国3D打印行业的发展元年。或许，随着3D打印消费时代的到来，3D将真正改变人们的生活方式——正如多年前的电脑那样。