用3D打印机制作高分辨率曲奇饼干

3D打印机制作的曲奇饼干

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微言大义

陈之淼 整理

在家里打印一份属于高分辨率曲奇饼干？没错，你可以借助3D打印机做到！3D打印赋予了普通人强大新颖的设计和生产工具，人们可以获得专业设计师和制造业大企业所独有的设计和制造能力。这可不是喷墨打印机，桌面打印机是二维打印的，在平面纸张上喷涂彩色墨水，而3D打印机可以制造拿在手上的三维物体。

原理：3D打印全过程

3D打印机在设计文件指令的导引下，先喷出固体粉末或熔融的液态材料，使其固化为一个特殊的平面薄层。第一层固化后，3D打印机打印头返回，在第一层外部形成另一薄层。第二层固化后，打印头再次返回，并在第二层外部形成另一薄层。如此往复，最终薄层累积成为三维物体。

一台3D打印机可以小到放入一个手提袋，也可以大到一辆微型面包车大小。3D打印机的造价可从几百美元到50万美元不等，它们共同的特点是按照计算机的指示将原材料按层堆积以形成三维物体。

技术：已经工作几十年

3D打印不是新技术，3D打印机已在制造机加工车间默默地工作了几十年。在过去的几年里，由于受到计算能力、新型设计软件、新材料、创新推动及互联网进步的推动，3D打印技术发展迅速。3D打印机依据计算机指令，通过层层堆积原材料制造产品。在人类历史的大部分时间里，我们通过切割原料或通过模具成型制造新的实体物品。

3D打印机正常运作的前提是要输入一个设计好的电子蓝图或设计文件，它们负责告诉3D打印机在哪里放置原材料。事实上，没有连接计算机及设计文件的3D打印机是没有用处的，就像没有存储音乐的iPod。

@每日经济新闻：《经济学人》预言3D打印技术将带来“第三次工业革命”，揭示“未来的工厂”。据说再过不久，我们就可以打印自己的衣服、汽车，甚至耳朵！每星期乃至每天，都有新的构想涌现。这一切只是炒作么？

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应用：实现定制生产

3D打印部件和产品正在蔓延到日常生活中。你的汽车仪表盘的设计就借助了3D打印原型，确保各部件紧密地配合在一起。如果你戴助听器， 3D打印可以使用光学扫描数据，捕捉你内耳的精确形状，实现定制生产。

牙科诊所借助X射线不到一个小时就可以打印定制牙冠。在体内安装用钛和陶瓷打印的假膝盖已经风靡世界。如果你有幸乘坐波音公司的新型飞机波音787梦想飞机，你已经将生命托付给至少32种3D打印的部件。如今，一般家用3D打印机可以制造鞋盒大小的塑料物品。工业领域的3D打印机可以制造大到汽车、小到肉眼几乎无法看到的针头等物品。有些研究人员开始尝试用3D打印机打印小型房屋大小的混凝土结构。而在微观的角度，另外一些研究人员已经打印出肉眼几乎看不到细节的物体。

@新浪科技：投资人士指出了3D打印概念背后的商业化隐忧。有业内人士表示，未来3D打印不会冲击制造业，3D打印最初可能只是解决个性化的需求，但目前在中国解决DIY需求的公司没有投资价值。

陶瓷：医药行业用途广泛

打印陶瓷具有与手工制作的窑烧陶瓷一样的光滑表面和内部材料性能。一个很有前景的应用是根据病人的CT扫描，3D打印出陶瓷骨植入物。陶瓷骨植入物可以定制，由于它们的孔较少，因此比传统植入物坚固3至5倍。强化的陶瓷骨植入物降低了手术过程中微型碎片断裂的风险，显著地降低了术后炎症发生的概率。

玻璃：最难打印的材料

玻璃是人类文明最常用的材料之一，它是对3D打印最无吸引力的材料。玻璃是疏水性的，也就是说它排斥水，因此不能很好地黏附。玻璃粉末暴露于热量下会产生不可预测的结果。目前有专家已经在实验室成功地使用再生玻璃打印了物体，玻璃打印的商业用途主要是艺术和珠宝打印。

困境：面临伦理挑战

在未来的3D打印世界里，无论何时何地，人们需要什么就可以打印什么。当然，技术虽然好，也要看人们怎样应用。有人可能会用来制造武器或不受监管甚至有毒的新药。我们的环境也可能很快被满足各种需求的打印塑料产品垃圾所充斥。生物打印带来的伦理挑战将比干细胞引发的争议更复杂。黑市商人则会受到利益驱使，通过制造和销售有故障的机器零件来快速赚取黑心利润，那些豆腐渣工程在关键时刻往往会出问题。

实例：联机烹饪曲奇饼干

这是一份打印高分辨率3D曲奇饼干的配方：1杯面粉、1/2杯砂糖充分混合1条黄油棒、1/2杯蜂蜜、1茶匙香草、1/4茶匙盐。用3D打印机打印10到15次，用177摄氏度的温度烘烤7到12分钟。曲奇一被打印出来，加热平台就自动烘焙曲奇――这种烘焙可称为“联机烹饪”。

即使一次简单的曲奇饼干打印也是一项复杂的工程程序。任何苏打粉或发酵粉都会迅速膨胀。水将会使打印的曲奇瘫软、散开，在易于打印、保持高烘烤分辨率和维持口感三者之间找到平衡点是最大的技术难题。