舉個最簡單的例子，制造體育課用 的實心鉛球：傳統(tǒng)的方法是，先做一個球形的模具，然后澆鑄高溫的液態(tài)鉛，最后等其冷凝；而使用3D打印，則是在電腦軟件上寫下或者導入實心球體的數(shù)學模 型，然后給3D打印機準備足夠的鉛粉，3D打印機會采用液態(tài)黏合劑或者激光燒結的方式用原材料微粒逐層把鉛球打印出來，看上去就像擠奶油一樣造出了一個實 心金屬球。如果是要打印一個空心球，打印材料中就需要加入凝膠劑或其他物質以提供支撐或用來占據(jù)空間。這部分粉末不會被熔鑄，最后只需用水或氣流沖洗掉支 撐物便可形成孔隙。如今可用于打印的介質種類多樣，從繁多的塑料到金屬、陶瓷以及橡膠類物質。有些打印機還能結合不同介質，令打印出來的物體一頭堅硬而另 一頭柔軟。

 

　　今年4月，英國著名雜志《經濟學人》報道稱“3D打印將推動第三次工業(yè)革命”。而上周出街的著名科技雜志《連線》十月刊則將《3D打印機改變世界》作為封面報道。似乎，這項革命性的技術已經離我們不遠了。

 

　　乘坐地鐵來到紐約布魯克林第三大道，在一幢位于偏僻角落的房子前停下并敲敲門，一個頭發(fā)凌亂的男子打開了門，并把你引了進去。沒錯現(xiàn)在你來到了BotCave，這里有125名工人正在生產面向未來的產品。

 

　　BotCave是MakerBot的大本營，為了讓普通大眾用得起3D打印機，這家公司已經花費了將近4年的時間，然而MakerBot曾生產的任何設 備都比不上現(xiàn)在這些工人正在制作的新型打印機。Replicator 2不是一套復雜的設備，也不需要你處理高級的軟件，它由一個簡單的操作系統(tǒng)驅動，你可以輕易地把電腦中的設計圖紙變成實物，就像打印圖片一樣簡單。入門級 的Replicator 2售價2199美元，而高端產品Replicator 2X售價2799美元，它可以打印更加復雜的東西。MarkerBot下了數(shù)百萬美元的血本開發(fā)這兩款設備，他們認為3D打印機的春天馬上就要來了。

 

　　同以前的產品相比，Replicator 2系列線條流暢、有金屬質感而且更加時尚。你也許聽說過3D打印機，但是手里還沒有一臺，但是MakerBot的CEO布雷·派蒂斯說，Replicator 2系列將改變這一切。

 

　　他們把自己內部制作的東西都陳列在展架上，前幾代MakerBot人就像是些笨手笨腳的工匠，他們即對設備本身感興趣也對設備所制作出來的東西感興趣。 就像自制電腦俱樂部1997年幫助生產出Apple II一樣，MakerBot屬于自制打印機俱樂部，這個俱樂部囊括了全球這個領域的業(yè)余愛好者，他們希望利用現(xiàn)有技術，生產出惠及所有人的產品。自從 MakerBot于2009年初成立以來，已經售出了13000臺3D打印機。

 

　　隨著這種打印機越來越穩(wěn)定，人們的注意力從機器本身轉 移到了它們所打印出來的物品。MakerBot的應用程序已經可以用來制作玩具：玩偶之家的家具、棋盤游戲零件以及各種模型。打印、上色然后玩，就這么簡 單。在MakerBot的社區(qū)網站Thingiverse 和類似的網站Tinkercad 及Autodesk上，有很多預先設計好的文件，你能想到的東西那些地方幾乎都有。人們只需把它們下載下來，然后輸入到MakerBot的設備打印。

 

　　為了擴張，去年MakerBot從投資者那里融資了1000萬美元，其中還包括亞馬遜的創(chuàng)始人杰夫·貝索斯。他們需要做更多的努力來應對新出現(xiàn)的一系列 低成本3D打印機，包括中國的設備。這些資金將被用于研發(fā)、工程、制造以及建設一個新的公司總部。為了給愛好者制造合格的產品，這些舉措都是必要的，同時 要想在塔吉特商場出售產品，他們也必須擴大公司規(guī)模。

 

　　現(xiàn)在世界進入了MakerBot時刻。30年前蘋果讓桌面出版系統(tǒng)成為了主流， 而現(xiàn)在他們的目標是讓Replicator 2給大眾帶來新的沖擊：創(chuàng)造出桌面制造系統(tǒng)。多年前人們用早期的Mac做出了一些亂七八糟的字體和剪貼畫，但是隨后他們開始不斷改進，當進入網絡時代的時 候，全新的印刷方式出現(xiàn)了，而一個新的工業(yè)也孕育而生：桌面出版系統(tǒng)改變了世界。

 

　　和最初使用桌面出版設備的人一樣，今天人們也不會關 注第一批使用3D打印機的人。但是由于配備了更易操作的軟件和可選擇的雙層擠壓機，Replicator 2系列已經可以識別更加多樣的曲線，制造出更加復雜的東西，而且分辨率更高、色彩更豐富、質量更有保障。再加上數(shù)據(jù)庫中包含的自由設計圖案越來越多，我們 可以預測今天由工廠大批量生產的各種模型將被取代。3D打印機制造的物品可能沒有大眾化產品質量好，但是將更符合人們的要求也更有創(chuàng)意。

 

　　你可能覺得3D打印機是邊緣技術，只有標新立異的人或者是高端設計室才用，但其實在不經意中，你早就接觸到了3D打印產品。比如在牙科診所，很多定制的 口腔設備現(xiàn)在都要使用3D打印機?？谇环雷o器可調整牙齒的排列，牙科醫(yī)生掃描了牙齒的位置后就可以利用3D打印機很快地制作出牙齒的模型，然后現(xiàn)場磨制假 牙給你換上。

 

　　除了口腔設備，很多消費產品和電子器材的模具也是用3D打印機制作出來的，甚至包括你身邊房子的模型。如今人們可以隨意 用3D打印機制作玩具人偶，如果你身在東京還能做一個你的真人頭像。商用3D打印機使用的材料還不多，主要是金屬和塑料，但是研究人員正在試驗使用更多的 材料，比如木質紙漿和糖。

 

　　3D打印機采用遞增技術制造實物，也就是一層層地從底部開始制作。軟件首先要檢查要打印產品的設計文件，然 后分析怎樣才能用最少的時間、最少的材料把生產出產品。例如做一個兔寶寶玩偶，首先機器根據(jù)說明書把外壁做出來，在保證強度和用料最少的前提下，軟件會自 行計算出外壁的厚度。如果沒有一定的內部結構，玩偶將非常脆弱，因此為保證玩偶更加結實，軟件還能設計出蜂窩狀的內部支撐結構。

 

　　然后 軟件控制機器一層一層的制作實物，每層的厚度都盡可能的薄。當打印機探針移到制作區(qū)時會自動吐出制造材料，軟件也會選擇最合適的路徑，讓探針移動的距離最 小。當一層制作好后，打印機的制作平臺將下移，然后探針開始制作下一層，就這樣一直到做好為止。整個過程就像是變魔術，你不需要知道機器如何運轉或者怎樣 選擇最合適的路徑，軟件幫你搞定一切。我們將進入一個新時代，你不需要思考如何制作一個3D產品，你只需要知道自己想要什么就夠了。

 

　　家用3D打印機會非常有趣，它將開啟一場新的工業(yè)革命。MakerBot使用G-code語言和工業(yè)生產中使用的標準控制語言一樣，所以一旦在電腦上設計 了什么東西，你不僅可以在自己的桌面制造系統(tǒng)上造出一個實物，還可以上傳到商業(yè)制造服務網站上生產出更多，比如Shapeways和Ponoko以及中國 阿里巴巴上的代加工廠。你所要做的就是點擊鼠標，插入信用卡，開始自己的制造生意，你設計的東西甚至可以直接送到用戶手中。

 

　　不管是設 計、生產還是銷售，Replicator 2的一切都必須適合普通美國家庭的需要。就比如說打印材料，入門級的Replicator 2使用的是一種環(huán)保生態(tài)塑料PLA，它的主要成分是玉米淀粉。和其他材料不同，溫度降低的時候PLA不會收縮，因此不需要機器進行太多調整。派蒂斯 說：“PLA是可降解的，打印時的味道就像奶油蛋糕。” MakerBot的PLA在網上的售價是48美元每公斤，一公斤PLA足夠做400枚國際象棋。

 

　　MakerBot還希望大大降低顧客收到貨物的時間。以前只有客戶下單的時候，MakerBot才開始生產，這就意味著你必須焦急等待6周以上才能得到 3D打印機。忠實粉絲也許還能忍受，但是對于普通消費者肯定不行，尤其是那些在節(jié)假日前后準備送禮物的人，因此MakerBot必須在銷售前預付成本。派 蒂斯希望在9月19日發(fā)售Replicator 2s的時候能有2100臺存貨，這將是他們有史以來最大的存貨量。

 

　　這家公司在零售方面也加大了賭注：一天內它在曼哈頓和休斯敦開設了兩個零售店。除了銷售新機器，零售店還會給顧客現(xiàn)場演示制作過程。派蒂斯說：“你去MakerBot買東西就會看到那里正在現(xiàn)場制作實物，我希望人們駐足在商店門口，驚奇地看著里面發(fā)生的一切。”

 

　　現(xiàn)在對MakerBot，是個關鍵時刻，派蒂斯認為展示效應是最重要的：比如早期的電腦，在真正使用前沒人理解這個設備的魅力。派蒂斯說：“在人們買 MakerBot之前，他們會想象很多種用法，比如做自行車的零件或者一個把手，但是當他們真正得到一臺3D打印機，想法就會改變，他們將創(chuàng)造出各種神奇 的東西。”

 

　　他們可以制作首飾、智力玩具以及各種怪誕的雕塑。孩子們會要一些奇怪的玩具，而用戶將在他們眼皮底下變出來，先在屏幕上設計然后再把它變?yōu)楝F(xiàn)實。當派蒂斯剛剛開始出售MakerBot時，一半以上的用戶是程序員，而現(xiàn)在更多的是父母。

　　

　　孩子也將有收獲。由于電子游戲的普及，很多孩子已經能夠應對屏幕上的3D圖像。像比爾·蓋茨這樣的軟件企業(yè)家都是伴隨著早期的電腦成長起來的，這也激發(fā) 了他們的潛能。所以下一代3D打印創(chuàng)意將從孩子們中產生，而高中也將恢復手工課，并從新命名為設計課，尤其是在學校購買了MakerBot產品后。有多少 學生會拒絕設計并打印真實的東西而去做一個PPT演講呢？

 

　　然而推出一款可靠便于使用的產品還不夠，MakerBot還需要避開競爭 者，比如行業(yè)巨頭3D Systems，他們的3D打印機Cube也是針對主流用戶開發(fā)的，還有中國的競爭對手PP3DP，他們也開發(fā)了Up!打印機。MakerBot希望憑借 更高的分辨率和打印更大物體的能力，Replicator 2可以在1000美元至2500美元這個價位內的競爭中勝出。

 

　　當然還有一些仍沒有染指3D業(yè)務的公司：惠普、Epson以及其他2D打印機巨頭。現(xiàn)在它們更專注于技術許可和高端專業(yè)打印。但是在3D打印市場變得足夠大之前，這些巨頭是不是會覺醒？當問派蒂斯這個問題時，他自信的說：“到那時我們已經把它們遠遠拋在身后了。”

 

　　所有證據(jù)表明，當用戶從早期的高端使用者轉向那些只希望追趕潮流的人的時候，3D打印機的拐點就到了。也許用不了幾年沃爾瑪和科斯科將出售數(shù)百萬臺3D 打印機，而當惠普和Epson這樣的巨頭進入后，將產生巨大的規(guī)模效應，那時3D打印機的售價可能只有99美元，每個人都可以買得起。

 

　　但這并不意味著我們要用3D打印機打印所有的東西。數(shù)字制造時代的意義是我們可以在大規(guī)模生產和個性化生產之間進行選擇。盡管你可以在自己家做100萬 只橡皮鴨，但這并不意味著你一定要這么做。如果用3D打印機制作橡皮鴨，做第一只的成本如果是20美元，做第100萬只的成本還是20美元，不會有規(guī)模效 應。然而使用傳統(tǒng)的方法，你需要制作鴨子模具，也許生產第一只的成本需要1萬美元，但是生產量增加后，初始費用將被不斷攤銷，而當生產到100萬只的時 候，成本可能只有幾分錢。如果小規(guī)模生產，應該使用數(shù)字生產技術，但是如果大規(guī)模生產則傳統(tǒng)的方法更好。不過很多小規(guī)模生產的商品比大規(guī)模生產的商品更有 價值，過去我們只能靠手工制作小規(guī)模生產的商品，而以后可以利用數(shù)字制造技術。

 

　　在《星際迷航》中，皮卡爾艦長想要一杯熱飲，他只需和機器說：“茶，熱的。”現(xiàn)在盡管茶還不能自動生成，但是杯子呢，你可以自己做一個。