3D打印技术：看上去很美

编译 孟丹

如果你对3D打印感兴趣，那么最近应该已经看到了很多令人目瞪口呆的3D印刷品。比如衣服、头骨、自行车、鞋、汽车、外骨骼等，这样的例子不胜枚举。正如美国总统奥巴马在今年的国情咨文中所说的那样：“3D印刷技术具有使所有东西的生产方式发生革命性转变的潜力。它将使整个美国从中受益。”

那么3D印刷真的会有那么大的能力吗？除了前面我们所提到的那些物品，庞大的建筑物也能通过小小的3D打印机来生产吗？

3D打印激发无限想象

目前，3D打印领域最热门的一个发展趋势就是对一些大型物品进行复制。虽然这需要耗费大量的精力、时间和金钱，但也为我们提供了一种可能。人们首先需要面对的一个挑战就是要克服目前市面上常见的3D打印机的物理局限性。如果这类打印机的尺寸与普通复印机一样，那从理论上来说，它就不可能打印出比自己还大的物品。但它可以打印出大型物品的零件，这就是为什么有人已经能够用3D打印机来生产汽车。

尽管如此，围绕着3D打印机设备本身，也呈现出了一些新的变化。美国麻省理工学院媒体实验室的一些学生目前就在尝试着用不同的设备在包装箱的外面印刷文字。

他们借用了在世界各地的现代化工厂中常见的机器人手臂上所采用的一些技术，尽管他们不是用这些技术来安装螺丝或焊接金属片，但可以在这些技术的帮助下，以更高的精度将聚合物沉积在一起。

随后，麻省理工学院媒体实验室的学生们还采用了另外一种与之相似但又不完全相同的方法。他们设计出了一种微型机器人卡车。这个名为“移动打印测试平台”的机器人卡车可以沿着物体的边缘结构将留下一层层新的物质结构，而且它对物体表面的平滑度没有任何要求。麻省理工学院媒体实验室研究小组的成员们希望能在将来用这些可爱的小东西组成一个工作组，这样就可以实现不间断的生产了。

受这项研究的启发，英国的一家设计公司正计划用3D打印技术在一天的时间内组装一个由上万吨材料组成的建筑物。这看起来似乎是一件只有蜘蛛侠才能做到的事情。无独有偶，荷兰建筑师Janjaap Ruijssenaars计划利用3D打印技术建设一个外形酷似“莫比乌斯带”（mobius strip）的建筑物。这个项目的总投资为640万美元，并计划在2014年年底之前完工。

这仅仅是一个开始，随着技术的进步，建筑师和设计师可以更加充分地发挥自己的想象力。现在甚至已经有人在讨论用3D打印技术在月球上建立一个人类基地了。你觉得疯狂吗？一点也不，因为我们从技术的角度来看完全可以做到。

实现工业化生产有难度

尽管3D打印技术看上去很美，但它也存在着很大的发展瓶颈，如果要想实现大规模的工业化生产，这项技术还需要解决以下这几个问题：

首当其冲的是成本问题。抛开设备本身的价格不谈，3D打印所需的材料种类丰富，但价格昂贵。以常见的单色热塑性挤出技术为例，这种方法是通过打印头将少量高温加热的ABS塑料丝挤出，进而塑造成立体模型。而这种ABS塑料的价格目前仍在$30～50/kg之间浮动，这对于想要大批量生产的客户而言，无疑是一个沉重的负担。此外，很多3D打印机的打印质量也不尽如人意，无法生产出精细的零部件，对其在一些高精尖领域的使用设置了障碍。从总体上来看，3D打印对普通人来说还是一件奢侈品。

其次是版权问题。随着3D打印技术的迅猛发展，与这项技术有关的版权问题也随之浮出水面。近日，美国有线电视网络媒体公司HBO就给一个名为费尔南多·索萨的商人发出了一封“停止和终止函”，要求他停止销售由3D打印机打印出来的、模仿HBO剧集《权力的游戏》中铁王座的iPhone底座。尽管这款底座是由索萨自己用Maya软件设计出来的，但版权还是归HBO所有的——HBO拥有所有该剧角色和在屏幕上显示过的物体的版权。但也有人提出质疑，认为3D作品的版权与音乐和电影不同，因为它与物理对象之间的关系并不总是非常明确的。一般情况下，非艺术品（实际拿来用，而不是用于美学欣赏的）不属于典型的版权法的管理范围。一般而言，物品只要不是过于普通，都可以申请专利。因此我们可以预见，随着3D模型市场的不断壮大，关于版权的纠纷也会不断增加。

第三是环保和安全问题。众所周知，现在的3D打印机基本上是采用塑料作为打印材料，从环保意义上说，这些不可降解的材料不但会加重地球的环境负担，而且还会在运输过程中排放出更多的CO2。即便是采用生物可降解材料，也同样无法避免生物质原料转换过程中产生的巨大污染。因此，从环保的角度来看，3D打印技术并不适合用于工业化生产。此外，有些不法分子会利用这项技术生产毒品和枪支，给正常的社会秩序带来危害。

由此可见，尽管3D打印技术在不断进步，也给我们带来了无数的惊喜，但要想更好地利用它，我们还需要克服很多现实中的障碍，做好相关的立法工作，让美好的3D技术在现实的土壤中开出花来。