1、1上帝创造 人类打印“想要什么就能生产什么”的万能制造机不再是神话。 电影云图中，星美 451 等一众女克隆人用 3D 打印机，在不到 2秒内为客人快速制作美食。2013 年 2 月，奥巴马在国情咨文中宣布投入5 亿美元推动 3D 打印业，以确保制造业回流美国。此前一年，俄亥俄州成立了全美首个制造创新中心，一间破旧仓库摇身一变，成为全球顶级实验室， “3D 打印有可能革命化我们制造几乎所有产品的方式” 。 伟大发明所能带来的影响，在当时的年代都是难以预测的。2012 年4 月， 经济学人杂志发表题为第三次工业革命的报道介绍 3D 打印：“像所有的革命一样，这一场革命将是破坏性的。1450 年的
2、印刷术，1750 年的蒸汽机，以及 1950 年的晶体管均是如此。3D 打印将与其他数字化生产模式一起推动实现第三次工业革命。而今，我们仍然无法预测，它将在漫长的时光里如何改变这个世界。 ” 想象力大爆炸：每个人都是一家工厂 最早的三维印刷工艺，是在二维喷墨打印机的基础上增加了第三维高度，并把喷出的墨汁换成了塑料或其他材料，整个过程很像是一笔画游戏的三维升级版。正是这个升级版游戏，投石入水，搅起了第三次工业革命的涟漪。 如今，3D 打印的物品清单里包括小零件、汽车、食物、首饰、服装，甚至一栋房子、人的皮肤和肾脏。美国科幻作家罗伯特?希克利作品中2“想要什么就能生产什么”的“万能制造机”不再是神
3、话。能把计算机比特世界中的物品映射到现实的原子世界中来，3D 打印确实有着特殊的魅力。 在线上商店 Second Life，大批虚拟物品的工匠（即 3D 模型设计师）正在出售自己的作品实物，而他们正是借助了公共的 3D 打印服务。 Shapeways 是最著名的 3D 打印服务网站之一，在这里，可以尽情享受把狂想变成现实的快感。人们不仅可以像钢铁侠一样制造战衣，在屏幕上翻转、修改自己的虚拟设计，更可以将脑子里虚构的东西制造出来。网站上展示的设计稀奇古怪，有钟表、珠宝、神奇的魔方，等等。有人给自己弄了个抽象雕塑，还有人做了自己居住城市的微缩模型。材料从不锈钢到玻璃、塑料和沙石，顾客包括个人和商店
4、老板。Shapeways 最先由荷兰飞利浦公司提供启动资金，现在已经从飞利浦分离出来，成为一家独立的公司。 “现在工程师可以这样做：有了想法，打印出来，拿着它和别人分享，然后修改并再打印一个。 ”以色列的 3D 打印机生产商 Objet 公司首席执行官大卫?赖斯表示， “突然间，设计变得更具革新和创造性。 ”工业革命让大规模制造物品成为现实，而数字化革命尤其是 3D 打印技术，让每个人都可以是一家工厂。 除此之外，经过近 30 年的进化，3D 打印俨然已成为各行各业进行新一轮密集创新的指导思路。 科研领域，瑞士苏黎世大学的人类学实验室早在 2007 年便已使用 3D打印机还原古人头骨；而美国加
5、州斯克里普斯研究中心分子图形实验室3的研究人员则在 2011 年引进 3D 打印机制作分子模型。医疗领域沿着 3D打印的思路研究出了更成熟的应用。欧洲一位 83 岁的老太，在科学家的帮助下成功移植了一个 3D 打印的钛基下颌。早在 1999 年，已经有一位幸运的美国年轻人成功移植了一个 3D 打印的膀胱。此外 3D 打印血管、软骨以及药品的研究也都在进行中。在时尚界，荷兰设计师 Iris Van Herpen 使用 3D 打印机为比约克和 Lady GaGa 进行时尚设计。食物当然也可以打印，美国康奈尔大学在 2010 年研制出一种 3D 食物打印机，加入不同的食物液，就能打印出各种口味的食物
6、；2011 年 7 月，英国埃克塞特大学的研究人员推出一种 3D 巧克力打印机，并在 2012 年 4 月推向市场；刚刚从纽约大学毕业的 Marko Manriquez 则在 2013 年初推出了制作墨西哥薄饼的 3D 打印机原型。在建筑打印领域，美国 Khoshnevis 教授在 2012 年的 TEDx 演讲中公布了 20 小时就能打印一所房子的 3D 打印机；而荷兰的 Universe Architecture 公司正尝试花 18 个月时间打印全球首座全 3D 打印建筑。 出现在你家桌面上的 3D 打印 平民版的 3D 打印，究竟进化到了什么程度？ 最具颠覆性的当属全球第一款 3D 打印
7、笔 3Doodler。它实现了“神笔马良”里的场景：一支轻巧的笔，凌空作画，画出你想要的物品3Doodler 的笔头能够喷出 3D 打印机经常使用的 ABS 塑料，这种材料在空气中会迅速遇冷固化。在国外知名的众筹网站 Kickstarter 上，每支售价 75 美元的 3Doodler，已经获得超过 200 万美元的预购买支持。 市面上热销的 Printerbot、Ultimaker、Makerbot Replicator 2 这43 款产品，折合人民币从 4000 元到 1 万元不等，已经成为狂热 3D 打印爱好者的家庭常客。 如果想自己攒一台试试呢？可以。有一个名为 Reprap 的 3D
8、 打印机开源项目，你可以在 reprap.org 社区找到攒一台 3D 打印机的各种相关资料和完备经验。组装一台，成本不会超过人民币 5000 元。还要悄悄告诉你的是，目前国外不少在售的 3D 打印机都是在 Reprap 的基础上改进而来。麻省理工的 Formlabs 团队推出的 From 1，这款桌面 3D 打印机采用光固化工艺，以光敏树脂液体为原材料，可以实现更高的打印精度。 目前可供选择的 3D 打印产品已有不少，面对它，人们的态度分为两派。乐观者认为，未来每个家庭都将有一台 3D 打印机，当我们需要某物时，只需从网上下载相应的模型打印即可；悲观者则认为这是伪需求。乐观者看到的是计算机和
9、照相机的发展史，悲观者看到的则是二维打印机和缝纫机的结果。 不管支持哪一方，确实还有一些明显的问题需要正视和逐一解决。首先是打印速度。在工业级应用中，花十天半个月打印一件产品原型可能不算什么，但这样的速度，恐怕没人愿意把它抱回家。目前市场上的桌面级产品需要时间约在几小时到几十小时之间，对大众来说，只在勉强接受范围内。但事实上，二维打印机也经历过类似由慢到快的发展过程。 打印速度和打印精度之间的平衡，是亟待重点解决的另一个问题。目前的桌面级打印机因工艺原理的差异，精度会稍有差别，但最高打印精度基本都在几十到几百微米之间，同时无论是熔融塑料，还是液态光敏树脂，逐层固化都需要时间。 5即使速度和精度
10、的问题解决了，我们仍然要面对打印材料带来的问题。日常生活中的许多物品都由不同类型的材料混合制成，但目前主流的桌面 3D 打印机只支持打印单种材料，这就使其应用范围大打折扣。即使有少数机器支持多打印头同时工作，那也只是不同颜色的同种材料。例如带有双打印头的 Replicator 2X，也只是支持同时打印两种颜色的ABS 塑料，如果我们想打印一个带金属片的电源插头，就没办法实现。 亮面与暗面 事实上，抛开 3D 打印对诸如生物医疗、教育科研等非制造行业的影响，仅从社会经济、科技发展大势来看，3D 打印也能成为推动第三次工业革命发生和前进的重要技术之一。 经济方面，政府的介入将为 3D 打印扫清发展
11、道路上各种可能的障碍。目前美欧发展几近停滞，急切需要制造业回归本土，然而他们在传统生产方式上并无优势，与制造业结合的 3D 打印就成了他们的救命稻草。 作为制造业大国，中国也在行动。2012 年 12 月的增材制造技术国际论坛上，工信部副部长苏波表示将推动 3D 打印产业化，路线图和中长期发展战略即将制定；会议同时透露，国内首个 3D 打印工业园将落户武汉光谷未来科技城。2013 年 1 月，科技部相关部门负责人鲁君尚表示，3D打印战略规划正在制定中。此外，由亚洲制造业协会、中国 3D 打印技术产业联盟、世界 3D 打印技术产业联盟、英国增材制造产业联盟共同发起主办的首届世界 3D 打印技术产
12、业大会，将于 5 月 29 日在北京举行。 科技方面，巨头们已经开始将注意力从纯虚拟的互联网转向新型硬件设备，同时创业者和创客们也在不断尝试设计各种新硬件。巨头的各6种资源、创业者的活力、创客和发烧友的热情，都是推动行业良性发展的必要动力。 与 3D 打印快速发展同步，一些前所未有的社会问题也在浮现和激增，最突出的当属枪支管理和版权保护。 2012 年 8 月，美国的 Cody Wilson 和他的朋友们成立了 Defense Distributed（分布式防御） ，任何人都可以在该网站下载武器模型，然后用 3D 打印机制造出来。该组织在 2013 年 3 月刚刚获得美国联邦枪支制造许可证，这
13、意味着他们已经可以利用 3D 打印技术合法制造和出售枪支。这在枪支管理宽松的美国引起了巨大争议，对其他国家来说，更是难题。不过目前似乎只能采用一些简单粗暴的手段来解决，例如，利用IP 地址对用户实行分区域下载限制，或者也可能直接促使互联网走向实名制。不过全网实名制的实施阻力很大，可能出现按国家或区域实施的情况。 而与消费者一起屏息期待颠覆性时代到来的，还有知识产权律师们。2013 年 2 月，HBO 发给费尔南多?索萨一封“停止和终止函” ，要求他停止销售由 3D 打印出来的、模仿 HBO 剧集权力的游戏中铁王座的iPhone 底座。尽管这款底座由索萨设计，但显然，版权归 HBO 所有HBO
14、拥有所有该剧角色以及在屏幕上显示过的物品的版权。 科技作者 Jason Shang 认为，随着模型交易市场 Thingiverse 和Shapeways3D 不断壮大，可以预见，这些市场将充斥着受版权保护的作品，未来将出现有关产品设计知识产权归属的大量诉讼。 文件共享网站使音乐的复制和共享变得简单，从而撼动了整个音乐7行业。与音乐、电影和文学作品不同，3D 版权和物理对象之间的关系总是暧昧不明：你下载打印了一个知名设计师设计的椅子，放在家里供自己使用，会不会被一个庞大的设计协会告到倾家荡产？在题为怎样处理版权和 3D 打印的白皮书中，Public Knowledge 探讨了这些问题，但发现缺乏明确的答案。只有随着技术的发展和更多案例的产生，版权法适用于 3D 打印的规则才能被准确找到。 但是，3D 打印终究是来了，带着最令人兴奋的三个字：可能性。或许将来的某一天，孩子放学回家，会向你展示一款自己当天设计生产的玩具。消费级桌面 3D 打印机，也将在开拓者们的摸索中继续向前发展，直到出现某布斯，开发出一款像 iPhone 一样的产品事实上，在iPhone 引爆智能移动手机市场之前，谁也不知道，世界可以是现在这个样子。
