虚拟未来：怀疑论者解读3D打印

邢鸿飞/编译

目前，个人3D打印机可以处理一种材料，比如绿色塑料，每次一种

●3D打印是一项创新技术，但可千万别介意以下的夸大其词：它的影响力无法估量。

沏一杯茶不会造成什么伤痛。晨起，我将壶装满水，盖子的塑料头被我折断，留下一个洞。之后每次我倒水都会有热气蒸熏我的手指。你或许会说，又不是什么悲摧的事，大不了也就每天让人一阵烦心。

以前，我会只好扔了我心爱的水壶，要不是破损还真是把好水壶；要是不扔，就自己每天忍受着手指的伤痛。但好在我幸运地活在当下的世界，还有第三个选择：3D打印。打印一个塑料手柄换上去易如反掌，不是吗？

毕竟，3D打印机目前的低价对家庭来说可以承受，即使是你买不起，也可以在网上买到各种各样打印好的物品。支持者们认为，此项技术将革新人们的购物方式，甚至改变人们对日常物品的了解。很快我们就可以下载并打印实质性的物品，就象下载音乐一样简单，除此以外还可以定制一些个人需要的物品。不过这些说法中很多听起来像科幻小说，今年，此类炒作愈演愈烈。这一技术的未来究竟怎样，它又将如何改变你我的生活方式？

我对3D打印的好奇心缘于一次日常经历。曾经看到过相关的各种报道，打印的飞机、电子产品、食品，甚至是人的肾脏，但我发现他们很难与我的生活有什么关联。弄坏水壶给我带来的坏心情使我关注科技的潜力。如果我，一个没有多少专门技能的普通人，能设计最简单的物品并将其打印出来，那么我猜想一定有些什么是互相关联着的。

事实上，用3D打印机打印定制物品的想法早就吸引着成千上万的人。个人打印机拥有量迅速增加，市场已经不满足于从纽约的Makerbot公司和麻省剑桥的Form Labs等制造商那获得操作便捷的新型个人用打印机。

目前此类打印机的价格基本在2千美元左右，它们可以用带喷墨喷嘴那样的东西创造物品，喷嘴在水平分层喷出滴状的热塑料或液体松香。然后冷却，凝固或者直接接受紫外线照射。喷滴物在一个底座渐渐地形成模型，然后新的分层在此基础上不断累积，一层又一层，形成物体。塑制材料每公斤成本50至100美元不等，它们像线一样，缠在一个轴上。据Makerbot公司的一个团队的说法，一公斤塑制材料可以制成392个象棋子。

我自己没有打印机，但让纽约Shapeways这样的公司邮寄物品真是再简单不过。如果你在公司的网站上传一项设计，公司会将你设计的物品打印出来之后邮寄给你。水壶柄这样简单的东西10美元就够了。如今想在网上数据库搜索你想要的东西都非常容易。Thingivers就是个例子，那里的热心人会共享许多计算机辅助设计（CAD）的资源。在那里你可以找到定做的咖啡杯、三脚架、耳机配件、3D打印机的替换零件，还有数不尽的各种各样的模型和玩具。可惜没东西能修我那可怜的水壶。

没有现成的设计，我唯一的选择是从头开始设计零件。为此，我使用了最简单的3D设计软件，一种网页版程序，称作TinkerCad。我从很多虚拟的基本图形开始选起：球形，立方形，圆锥状等等，可以像乐高积木那样拼起来，然后按需要进行重组。

快速地开始构想这一简单的物品让人感觉到那个我们一直信誓旦旦的3D打印天堂渐渐远去。目前家用打印设计时代里大多数的设计还是那些各种各样固体塑料的小玩意儿。那再看看各种大胆猜测：传统购物终将被淘汰，取而代之的是个性化设计并制作我们的所有物品，从电话到衣服。

设计生活

个人3D打印技术在今后几年会失宠，这似乎是命里注定。技术的发展史告诉我们，要在生活中站住脚跟，首先要面对与现实的、经济的、法律的以及社会力量的对峙。加州伯克利的一位计算机科学家兼作家杰伦·拉尼尔（Jaron Lanier）认为：“科技普及的方式是，该技术的完备条件在初期就崭露头角。”“而且，之后还有几十年‘让人明白’的时间。”

关于个人3D打印技术的无数的 “明白道理”已经越来越明白。目前一些复杂模型的完工还需要数小时，过程比较缓慢。同时还有重力和摩擦这两个天敌。复杂模型往往需要额外的材料来支持不同的部件，以防在打印过程中出现问题。风险往往就在，物品会脱离底座，或者各个层次在打印过程中彼此脱落，从而使得打印工作不得不从头再来。

很多此类难题随着硬件的完善会得到解决，但更多未知的困难潜伏在前。哈佛微机器人实验室的罗伯特·伍德(Robert Wood)表示，对初学者来说，很难用一两件以上材料打印物品。罗伯特自己想用3D打印机打印出机器人。未来我们想要实现的一个例子，比如打印出个性化电话则会变得有可能，但目前火候未到。Wood和他的同事们已经研发出了混合打印机，他们将3D打印技术与电路的自动蚀刻以及超精密微加工融合起来保证零件发挥作用。然而，再完整的设计也还是需要手动安装微芯片和电池。伍德表示，只要有希望在未来可以打印这样的零件，在这条漫漫长路上，仍将上下而求索。

科罗拉多州柯林斯堡一家3D打印公司的独立分析师特里·沃勒思（Terry Wohlers）认为，即使有这样一台多功能的打印机，能够打印任何你想打印的东西，你还是需要准备各种各样的材料在手。他说：“如果你家厨房或你车上有什么东西坏了，你的3D打印机是否正好有合适的材料可以将它打印出来？”这并非说东西需要用完全一样的材质。比如说，拉尼尔非常着迷用石墨烯作为打印材料，理论上它可以用于打印套管、电路、处理器、天线、显示器等，以及你想打印的电话。尽管用可打印石墨烯做的试验获得了一些成功，这样的场景在目前也还只是科幻小说的内容。

全球范围内，个人3D打印机的销售量迅速增长，而问题仍停留在3D打印机是否可能大范围普及上

设计并打印一个水壶的塑料盖子并非易事

打印工作

根据沃勒思介绍，这些组合的硬件和材料问题说明，只有相对一小部分人会最终自己打印物品。可能性更大的情况是，像Shapeways这样的网络公司或者也许是临街的打印店越来越多。事实上，Shapeways已经迈出了家用打印机的第一步，它们提供用玻璃、陶瓷和金属制作的物品。办公用品供货商Staples公司将很快开始在某些商店提供三维打印服务。

然而，3D打印面临的最严峻挑战可能是人而不是机器。新罕布什尔州的研究公司Gartner的一位分析师皮特·巴泽里拉（Pete Basiliere）表示：“今天，一个常人坐在电脑前，打字，点击打印轻而易举，而且有些东西就会从打印机里出来。”“有了3D打印，创造的过程已经今非昔比。”

我试着用TinkerCad来安排自己设计的零件过程中，这些问题对我来说显而易见。坏了的水壶帽是一个小的球体，顶上还有个中空的圆柱体在弧形的边缘。如果这听起来很难想象的话，你会体会到当我想做一个虚拟的东西出来有多难。这些还不仅仅是出于美观的考虑。如果我随便搞搞，我的东西根本无法打印，即使是能够打印出来，也没法安在水壶上。这点事花了几个钟头。我心里一直没底，直到一周后我要的成品寄到手中，我才确信问题解决了。

加拿大多伦多欧特克研究公司的软件设计师赖安·施密特（Ryan Schmidt）表示：“我们需要完善这些工具，然后它们才会对普通人有用。”与编辑照片或使用文字处理器不同，3D设计软件的问题在于如何确定你产品的形状，这点很难。你不得不用二维显示器来看你的3D设计，用一个比喻，好比电视画面和舞台设置，不是日常生活中每天离不开的东西。

尽管如此，越来越多的人能够而且愿意了解3D设计，多伦多大学的研究者马特·莱托（Matt Ratto）这么认为。他提到受欢迎的视频游戏，拿Minecraft和Spore来说，这两个游戏鼓励玩家在游戏中使用三维的虚拟物品。像微软Kinect相机那样的3D扫描仪可以使设计过程多少容易一些，将3D打印机转换为3D复印机。Autodesk公司的软件工具之一可以识别照片上的物品，然后将它们转换成3D文件。像烛台或者你在商店里看到的任何物品，不用购买，只要扫描或拍摄，随后将其打印出来。

问题又出来了，什么是我们被允许或不被允许复制打印的东西。正如版权法规定我们如何听音乐，法律对于我们如何使用3D打印机也有说法，Public Knowledge公司的律师迈克尔·温伯格（Michael Weinberg）如此提醒。 Public Knowledge 是华盛顿特区一家技术法律咨询公司。

迈克尔说：“你打印出来的东西可能会侵犯版权、商标或者设计专利。”因此，很多公司不会对他人剽窃它们的设计袖手旁观。他们会采取行动，就象唱片公司起诉音乐共享服务软件Napster。

温伯格表示，实体本身通常不会侵犯版权，但它们需要申请专利。而版权和专利之间的界限并不清晰。比如说，一个电子版的3D文件可以有版权，但它描述的对象通常没有版权。温伯格说，现有的法律条文涉及到这些场景，但还没有足够的案例和详实的条款来解释用3D打印机打印的什么东西是合法的。

我将个人设计发送给Shapeways的时候，脑子里有个念头，想到我可能做了什么违法的事。我是不是侵犯了设计生产水壶的那家公司的知识产权？温伯格回答说可能没有，因为暂时不值得费时费力去为设计像水壶柄这样的小东西申请专利。但随着3D打印技术越来越普及，这样的法律问题肯定会限制我们现有的自由。

鉴于以上这些问题，3D打印在我们生活中的位置还会如此突出吗？也许最终会，但做太多关于某些方式的推测或许不太明智。无论如何，经过多年与科技的相伴，我们开始理解新型的科技活动。温伯格说：“上世纪八十年代，如果你和他人描述电子邮件，他们可能会明白，因为之前有普通的信件。但如果你想和他们解释Twitter是什么，他们会认为你在胡言乱语。”这只能说明，我们现在已经习惯了网络计算机。

然而，我们可以说，个人3D打印技术是否能生产出“有用的”物品，这个问题可能问的不对。我们用打印机打印出来的各种物品最终可能不是此项技术影响力的最佳体现。相反，最有意思的变化或许来自我们学习的新技能，以及3D打印激发出来的心理状态。

玩3D打印说明在已知环境里的万物都可以设计出来，设计它的人为我们选择什么情况下应该或不应该使用我们的财产。他们规定什么时候我们要买东西，以及我们该如何快速地处理这些东西。在这个过程中，我们有更多的发言权，但前提是我们要有所选择。

我从平凡得不能再平凡的事做起，修理自己的水壶，但现在我已经明白该如何设计并打印各种各样的东西。或许下一次为我两岁的女儿打印一些定制的玩具？在她的成长世界里，她可以掌控玩具的设计，如同她决定听什么音乐，或者在网上看什么视频，所有这些活动都曾经只是一小部分人的特权。她所在的时代才会最终决定3D打印技术的前景。到那时候，此项技术最大的影响力将最终凸显出来，也就是它会改变人类的思维和世界观。

至于我初次涉足工业设计，打开装着替换手柄的包裹都让我有些精神紧张。它能和我的壶匹配吗？它有用吗？

几分钟后，我用毫发无伤的手指抓着个杯子，松了口气。心满意足。