大家在很多科幻電影中見到過3D打印的影子，如《碟中諜4》電影中有個(gè)鏡頭興許你會(huì)記得：特工用3D打印技術(shù)在短時(shí)間內(nèi)制作了一個(gè)和真人相貌一樣的面具。于是，略帶科幻色彩的3D打印技術(shù)給了人們無(wú)限的遐想空間：想結(jié)婚沒房子，打印一座別墅做新居吧；想買新車，蘭博基尼還是奔馳寶馬，看你喜好打印一個(gè)；在家里還沒準(zhǔn)會(huì)經(jīng)常聽到這樣的話，“廚房里沒肉了，你快打印兩斤出來(lái)！”……小編想到這就有點(diǎn)小激動(dòng)，有了3D打印技術(shù)，未來(lái)生活似乎無(wú)限美好。

 

　　真的如此嗎？

 

　　美國(guó)《時(shí)代》周刊將增材制造列為“美國(guó)十大增長(zhǎng)最快的工業(yè)”。如同蒸汽機(jī)、福特汽車流水線引發(fā)的工業(yè)革命，3D打印是“一項(xiàng)將要改變世界的技術(shù)”。這個(gè)被譽(yù)為“能改變世界”的技術(shù)真面目到底是什么樣？看完中國(guó)科學(xué)院高級(jí)工程師陳賀能的解讀，你也許會(huì)明白些。

 

　　1、3D打印只是個(gè)俗稱，真正的3D打印是什么？

 

　　常見的打印機(jī)是二維打印，即在計(jì)算機(jī)控制下，通過兩個(gè)互相垂直的方向運(yùn)動(dòng)打印出一個(gè)平面圖形。

 

　　而“3D打印”中，“3D”就是“三維”的意思,直譯為“立體打印”。就像切面包片一樣，任何一個(gè)物體都可以被切割為很多塊具有一定厚度（很?。┑钠矫妫ɡ缑姘?。于是可以反過來(lái)想象，先將這個(gè)物體的很多個(gè)具有一定厚度的薄層按順序制作出來(lái)，然后就像把單獨(dú)制作的面包片按順序重新組合變成面包一樣，這個(gè)物體就被制造出來(lái)了。這就是“3D打印”的工作原理。先用計(jì)算機(jī)軟件將那個(gè)要被我們制作的物體（立體）“寫成”由很多薄層（平面）組成的疊加程序，然后把這個(gè)軟件拿來(lái)控制一個(gè)經(jīng)過改造的“打印機(jī)”，把材料制成符合要求的各種平面，將這些薄平面按次序?qū)訉咏ㄔ?，疊加起來(lái)，這個(gè)物體就被造出來(lái)了。

 

　　所以“3D打印”是一個(gè)“俗稱”，是一系列快速制造原型物體的技術(shù)的總稱。例如說蓋房子，原來(lái)建筑工人總是要將地基鋪墊好，然后按照?qǐng)D紙“一塊磚一塊磚地砌出”第一層，再逐層往上蓋，最后封頂。現(xiàn)在新的“3D打印”式蓋房子方法就將“一塊磚一塊磚地砌”改成“用水泥那樣的東西連續(xù)地澆筑”，再逐層往上澆筑便可?？茖W(xué)家把這種新式蓋房子的方法科學(xué)地稱之為“輪廓建造工藝”。

 

　　2、打印出來(lái)的東西，如食物、衣服、首飾跟實(shí)物一樣嗎？

 

　　論上，對(duì)于很多物體來(lái)說，用3D打印的概念將他們生產(chǎn)制造出來(lái)是完全可能的，但由“概念”變成“現(xiàn)實(shí)”還要做很多探索和研究。事實(shí)上，各行各業(yè)的科學(xué)家或工程師們一直都在各自的領(lǐng)域里探索3D打印的概念怎樣變成現(xiàn)實(shí)。我們要學(xué)習(xí)他們，學(xué)會(huì)大膽地展開想象、激發(fā)創(chuàng)意的同時(shí)又積極探索實(shí)現(xiàn)這些想象的方法。

 

　　據(jù)報(bào)道，美國(guó)太空總署(NASA)正在研究為宇航員打印食物。這種嘗試很有意義。其實(shí)不一定非要追求“與實(shí)物一樣”,只要研究出特殊的方法來(lái)制造特殊的（或者說“更美味”“更方便于制造”的）食品，豈不更好嗎？

 

　　3、3D打印的人體假肢、骨骼、皮膚等人體組織構(gòu)造，會(huì)不會(huì)出現(xiàn)生物排異反應(yīng)？

 

　　不會(huì)。因?yàn)檫@些研究的基礎(chǔ)，是利用他個(gè)體的細(xì)胞或組織而不是其他人的細(xì)胞或組織來(lái)“打印”的。除非是異類材質(zhì)（例如金屬構(gòu)件），那當(dāng)然要注意防止排異反應(yīng)。

 

　　4、3D打印有什么局限性？

 

　　從原理來(lái)看就會(huì)發(fā)現(xiàn)3D打印技術(shù)的局限性。所謂“逐層”打印，這一層到底多厚（多薄）為“合適”呢？太厚就粗糙，不美觀；太薄就非常慢，對(duì)批量稍大的制造帶來(lái)困難。各種原材料的制造也帶來(lái)新問題。例如制造金屬件，到底用多大顆粒度的金屬粉才合適？例如用多強(qiáng)功率加工才合適？加工工藝也不容易穩(wěn)定。于是你會(huì)發(fā)現(xiàn)“重復(fù)性差”的問題。大批量生產(chǎn)一定要確保能重復(fù)，以確保質(zhì)量穩(wěn)定。所以3D打印技術(shù)最適合制造一些“個(gè)性化”的“特殊零部件”。

 

　　5、3D打印技術(shù)能否走進(jìn)普通人的家庭？

 

　　隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，可以想象，如果有臨時(shí)需要，或者如果又有必要，一些普通家庭的物品可以自行設(shè)計(jì)、自己按需制造了。這將不是非常遙遠(yuǎn)的夢(mèng)想。

 

　　6、中國(guó)3D打印自有技術(shù)的應(yīng)用有哪些？

 

　　3D打印的概念用到不同的領(lǐng)域，便有它獨(dú)自的特點(diǎn)，只要能進(jìn)行深入的探索研究解決這些特別的問題，那就是你說的“自有”技術(shù)，或者說是“訣竅”。例如“3D打印房子”的概念來(lái)自一位意大利籍的科學(xué)家，他到美國(guó)南加州大學(xué)潛心研究，提出“輪廓建造”的概念，也發(fā)明了獨(dú)特的工藝。我國(guó)也有相關(guān)企業(yè)的工程技術(shù)人員在實(shí)踐，概念并無(wú)新意，但技術(shù)會(huì)有自己的獨(dú)到之處。又如，我國(guó)航空工業(yè)的科學(xué)家和工程師努力拼搏，把3D打印的概念用在戰(zhàn)機(jī)關(guān)鍵部件的生產(chǎn)上，也有自己的自有技術(shù)（訣竅），獲得重獎(jiǎng)?？傊?，我們身邊司空見慣的東西（不但是實(shí)物，還有各種建造工藝與技術(shù)）其實(shí)不一定永遠(yuǎn)都不可改變。你完全有可能改變它。我堅(jiān)信，在“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、轉(zhuǎn)型發(fā)展”的新時(shí)期，我國(guó)還會(huì)有更多的青年人利用3D打印的概念大膽展開想象，發(fā)揮自己的創(chuàng)意，將不可能變?yōu)榭赡堋?/div>