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作者：（美）胡迪·利普森 梅爾芭·庫曼
著
出版：中信出版社 |
第一次聽說3D打印機，大約是在十年前的某個計算機論壇上，當時2D激光打印機都不算普及，3D打印技術(shù)只是大家腦海中一種工業(yè)級的尖端科技罷了。而十年后當我在電視上聽到3D打印機的消息時，兩位日本夫婦已可用家用3D打印機打印自己胎兒的樹脂模型了。這種技術(shù)的迅猛發(fā)展和快速普及，委實讓人吃驚不小，而它意想不到的應(yīng)用正在悄然改變著這個世界。
其實，在上世紀80年代就已出現(xiàn)3D打印機了，可為什么遲至近幾年才有了大規(guī)模的應(yīng)用呢？3D打印技術(shù)在原理上來說并不稀奇，只是在平面的X軸和Y軸之上增加了一個Z軸，用材料堆積的方法實現(xiàn)了立體的一次打印成形。不過新觀念和技術(shù)相較于傳統(tǒng)未必一定具有優(yōu)勢，往往其他關(guān)聯(lián)技術(shù)的發(fā)展才是開啟它巨大潛力的鑰匙。《3D打印：從想象到現(xiàn)實》的兩位作者深刻地認識到這一點，因此輕而易舉地就列舉了十條3D打印技術(shù)的優(yōu)勢。但是真正讓這些優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實的卻是計算機技術(shù)、材料技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)這三把鑰匙。憑借著三把鑰匙，3D打印技術(shù)將帶給人類社會一個嶄新的未來。
在成熟的計算機技術(shù)和大型設(shè)計軟件配合上3D打印機，可以絲毫不差呈現(xiàn)出全尺寸的設(shè)計模型，若要修改，只需在電腦文件上調(diào)整，然后重新打印，設(shè)計成本大為降低，從創(chuàng)意到定型，時間也大約只有原來的四分之一。以前很多傳統(tǒng)工藝難以生產(chǎn)的復雜零配件，現(xiàn)在都可以低成本制造了，而且一些高難度設(shè)計也變得異常簡單。而這還只是3D打印機給傳統(tǒng)工業(yè)帶來革新的一個側(cè)面。
3D打印機對傳統(tǒng)工業(yè)市場帶來最大沖擊，無疑是催生了一個新市場，這就是利基市場，說得通俗點就是小眾市場。傳統(tǒng)工業(yè)是大規(guī)模同質(zhì)化生產(chǎn)，帶來的是一個類似的生活模式，你只能被動接受那些工業(yè)品，個性產(chǎn)品是富人享受的奢侈品。3D打印由于極其低廉甚至是免費的設(shè)計成本，無論生產(chǎn)多少個體成本都相同，這讓追求個性化的產(chǎn)品市場成倍數(shù)增長。加上網(wǎng)絡(luò)高度發(fā)達，你可以在免費網(wǎng)站獲取設(shè)計文件加以個性化改進，便可網(wǎng)售你的產(chǎn)品。簡單地說，只要有創(chuàng)意，任何一個人都可成為這個市場的供應(yīng)商。這個市場不會完全取代傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)，但一個分散化、低成本、低風險、差異化的工業(yè)生產(chǎn)時代已成為無法阻擋的現(xiàn)實。這將留給我們一個巨大的創(chuàng)業(yè)空間。在西方，這個新創(chuàng)業(yè)浪潮正在以創(chuàng)客運動的方式逐步擴大。
在生活領(lǐng)域。由于材料的不斷擴展，用3D打印機制造食品也不再是什么難事，數(shù)字廚房很快就會成為現(xiàn)實。打印一座建筑，不過需要一個大點的打印機而已。可能不久以后，衣食住的需求都可在家里或一個就近的打印店里獲取。最震撼的，還是該技術(shù)在醫(yī)學領(lǐng)域的應(yīng)用。在牙齒矯正和治療上，3D打印機的運用已很廣泛了，它還讓假肢制作變得更為精確和藝術(shù)，義肢不再是個丑陋的替代品，在減輕使用者痛苦的同時，還會帶來精神上的釋放。如今3D打印機已可打印干細胞，如果找到激活的方法，那么打印器官和人體組織也將不再遙遠，這將挽救大量的生命，延長我們的壽命。
所有這些，還都不過是3D打印機對現(xiàn)實世界影響的一部分。在材料技術(shù)日新月異的今天，作者也很難完全描繪3D打印機所制造的未來。作為3D打印技術(shù)的長期研究者，兩位作者本可擺出先行者的姿態(tài)向大眾灌輸這種技術(shù)的神奇之處，夸耀它對未來的巨大影響力，但作為嚴肅的科學家，他們并沒有這樣做。本書除了將3D打印機的技術(shù)原理，對比傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)的優(yōu)勢，在不同領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，現(xiàn)有的發(fā)展水平全面介紹給讀者外，還用了近三分之一的篇幅來討論3D打印技術(shù)的缺陷以及可能給人類社會帶來的潛在威脅。作者的態(tài)度很明確，把未來的希望寄托于某種技術(shù)和產(chǎn)品，是一種不負責任和淺薄的心態(tài)，過往的歷史已經(jīng)證明，關(guān)鍵不在于技術(shù)，而在于應(yīng)用，保持清醒和理性，是克服單純技術(shù)依賴的唯一途徑，面對3D打印技術(shù)也同樣如此。
材料技術(shù)讓3D打印機產(chǎn)生了飛躍，但對3D打印技術(shù)最大的限制也是材料。現(xiàn)在廉價3D打印機基本上是采用塑料作為打印材料，從環(huán)保意義上說，這是在重復傳統(tǒng)工業(yè)的老路。作者也提出了生物可降解塑料的解決辦法，不過從生物燃料的生產(chǎn)經(jīng)驗看，這同樣會加重本已嚴重的糧食危機，也無法避免生物質(zhì)原料轉(zhuǎn)換過程中產(chǎn)生的巨大污染。還有分散式生產(chǎn)在運輸中產(chǎn)生的碳排放問題。如果3D打印機普及開來，并不會比傳統(tǒng)生產(chǎn)模式更環(huán)保。更為致命的是，免費設(shè)計文件的知識產(chǎn)權(quán)保護，如果豎起嚴格的法律壁壘，那么3D打印機的成本優(yōu)勢將蕩然無存。如果不予保護，那么個人創(chuàng)造性將受到很大打擊。此外，還需重新立法來界定打印產(chǎn)品造成傷害的責任，防范有人用3D打印技術(shù)制造毒品、槍支之類的犯罪行為。這些都是3D打印技術(shù)面臨的現(xiàn)實障礙。這是每一次革新必須面對的問題。作者清醒地挖出3D打印技術(shù)的不足，是建立在他們確認這項技術(shù)都未來的重大意義基礎(chǔ)上的，他們提出這些現(xiàn)實障礙，是為了尋找繼續(xù)擴大其應(yīng)用的突破口。