3D打印来了

3D打印什么都能打出来

先来看看3D打印是多么神奇的一件事情，它能打印出许多你无法想像的东西，比如一部汽车！没错，来自比利时的16位高级工程师组建了“新一代工程 师”团队，负责设计一款名为“亚利欧(Areion)”的3D赛车，它在4秒内可从0速度提升至60英里/小时，行驶中最高速度可达到87英里/小时。要 打印这部3D赛车就得从外壳开始，将设计好的3D数字模型传给3D打印机，经过漫长的等待，整个外壳结构比就打印了出来，甚至在汽车的两侧按照设计均打印 出了复杂的冷却通道；然后，结合集成芯片，装上轮胎和发动机，这个团队在三周内便完成了这部3D赛车的打印工作。

另一部名为Urbee的3D打印汽车最近也在加拿大亮相，它是一辆三轮、双座混合动力车，使用电池和汽油作为动力。虽然单缸发动机制动功率只有8马 力，但由于其小巧轻便，最高时速可达112公里。“Urbee”橙红色车身，扁长圆的外形显得小巧可爱，底盘为不锈钢制成，包括玻璃嵌板在内的所有外部组 件都是通过大型3D打印设备生产。而先进的3D立体打印技术不仅使Urbee具有时尚前卫的流线型外观，还减少了制造过程中对原材料的浪费，可谓是名副其 实的环保车型。

还有什么更神奇的？打印秃鹰的喙，给它一个人工“义喙”。一只名为“美丽”的秃鹰被一名偷猎者用枪击中面部，喙受伤严重，不能自己进食。非营利组织 “西北猛禽”(Birdsof Prey Northwest)的志愿者用管子喂它，但它的喙再也不会长出来，这意味着“美丽”会永远丧失自己进食的能力，面临被施以安乐死的命运。猛禽专家简芬 克·康特威尔联合机械工程师和一位牙医，设计出一个可以完全替代“美丽”失去的上颌的尼龙聚合物喙，这个“义喙”就是用3D打印机打印出来的。尽管手术后 “美丽”的新喙并不是很完美，但它至少可以自己进食了。

打印一套房子也不是天方夜谭。美国南加州大学的Behrokh Khoshnevis教授正进行一项研究，建造一个可以在一天内打印出一套房子的3D打印机，只需要20小时就可以完成！这个巨大的3D房子打印机将从房 子地基开始，地板、墙、天花板、管道甚至更高级的东西，比如电线都可以被打印出来，设计师只需要设计好门和窗户的CAD图样，其他的就留给巨大的3D打印 机吧。别担心这种打印出来的“塑料房子”很脆弱，Behrokh Khoshnevis教授认为到2050年，3D打印房子将不再是一个稀奇事，而且到时候完全不用担心房子的坚固度，一般的房子30年-50年就要重建 了，而现在生产的各种高强度塑料能保证使用5年-10年没问题，关键是低成本，人们大可以几年就换一套新的房子。

神奇！

3D打印原来是这样的

好了，见识过万能的3D打印后，你一定很有兴趣知道它是怎么实现的。其实说白了3D打印跟我们熟知的2D打印原理是一样的，只是3D打印喷出来的不是墨水，而是特别的材料，而且这种技术其实在上世纪90年代就已经出现。

使用3D打印机就像打印一封信：轻点电脑屏幕上的“打印”按钮，一份数字文件便被传送到一台喷墨打印机上，它将一层墨水喷到纸的表面以形成一幅二维 图像。而在3D打印时，软件通过电脑辅助设计技术（CAD）完成一系列数字切片，并将这些切片的信息传送到3D打印机上，后者会将连续的薄型层面堆叠起 来，直到一个固态物体成型。3D打印机与传统打印机最大的区别在于它使用的“墨水”是实实在在的原材料。

将打印变3D的方法很多，有些3D打印机使用“喷墨”的方式。例如，使用打印机喷头将一层极薄的液态塑料物质喷涂在铸模托盘上，此涂层然后被置于紫 外线下进行处理；之后铸模托盘下降极小的距离，以供下一层堆叠上来。还有一些3D打印系统使用粉末微粒作为打印介质。粉末微粒被喷洒在铸模托盘上形成一层 极薄的粉末层，然后由喷出的液态粘合剂进行固化。它也可以使用一种叫做“激光烧结”的技术熔铸成指定形状。当遇到包含孔洞及悬臂这样的复杂结构时，介质中 就需要加入凝胶剂或其他物质以提供支撑或用来占据空间。这部分粉末不会被熔铸，最后只需用水或气流冲洗掉支撑物便可形成孔隙。如今可用于3D打印的介质种 类多样，从繁多的塑料到金属、陶瓷以及橡胶类物质。有些打印机还能结合不同介质，令打印出来的物体一头坚硬而另一头柔软。科学家们正在利用3D打印机制造 诸如皮肤、肌肉和血管片段等简单的活体组织，很有可能有一天我们能够制造出像肾脏、肝脏甚至心脏这样的大型人体器官。如果生物打印机能够使用病人自身的干 细胞，那么器官移植后的排异反应将会减少。人们也可以打印食品，比如康奈尔大学的科学家们已经成功打印出了杯形蛋糕。几乎所有人都相信，食品界的杀手级应 用将是能够打印巧克力的机器。

如果我们要制作一个塑料材质的苹果，首先需要在电脑上使用CAD软件制作出一个苹果的3D模型文件，然后把它转换成3D打印机支持的文件格式。接下 来需要给3D打印机放入塑料耗材，然后点击一下“打印”，剩下的事情就交给3D打印机去做吧。等等，还有一个重点需要说明，就是3D打印机到底会把这个苹 果分成多少层来打印？一个最简单的逻辑是：层数分得越多，打印出来的苹果精度越高，例如圆弧越接近自然，这跟数码照片的分辨率原理有点类似。而打印层数其 实是由3D打印机的“层厚”来决定的，越高级的3D打印机能打印出来的层厚就越薄，而层厚通常是微米级别的，这也是衡量3D打印机性能的重要标准。但让人 纠结的是，层厚越小，精度越高，3D打印的速度就越慢。真可谓鱼与熊掌不可兼得。

厉害！

3D打印将颠覆传统制造业

美国人甚至动起了用3D打印机打印iPhone的主意，因为这种新的制造技术将颠覆传统的生产模式，不需要大量的工人做同样的一个产品，重复同样的 一个生产工作，这些都交给3D打印机去办，设想一下为苹果生产i-Phone的富士康员工跟3D打印机比拼生产效率，说不定哪天美国人自己用3D打印机打 印出来的iPhone成本会比今天富士康生产的还要低。事实上，以目前的3D打印技术，显示屏和传感器这种看起来“高精尖”的元器件，都可以被直接打印出 来了，那么，我们离直接打印iPhone的那一天还远吗？

就是这样一个简单的道理，如果能用机器去办的事情，为什么还需要人工去生产呢？3D打印技术改变了传统的制造流程，人们不再需要分批制造各种不同的 零部件，然后再把它们组装在一起，而只需要做一个很棒的设计，剩下的事情就交给3D打印机来完成，这部机器可以打破零部件的概念，直接打印出产品的整体。 显而易见的是，3D打印这种制造流程不光能节省大量的人力劳动，而且能使材料的利用最大化。

不过，目前的3D打印仍然只能被用于非常规的制造领域，比如企业可以用3D打印出一个样品给客户看，但却不能成批量大量打印产品出来交付给客 户，3D打印技术仍有很大的制约瓶颈。其中最大的一个是耗材问题。试想一下，如果只是打印一个塑料的苹果，那是很简单的事情，只需要给3D打印机加注一些 塑料原料耗材，但如果真要打印iPhone，那就得需要铝合金、玻璃、塑料，以及各种导电材料了，打印聚合物锂电池看起来也是一个棘手的问题。要在一部 3D打印机上面使用这么多不同材料的耗材，目前来看还是有技术难度的。

但是，技术难度并不能阻碍3D打印被追捧，英国《经济学人》杂志认为它将“与其他数字化生产模式一起推动实现第三次工业革命”，用3D打印机替代大量工人的愿景终有一天会到来。

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问：3D打印机是万能的吗？答：至少目前3D打印机并不是万能的，它的生产制品受到原料耗材的制约，如果材料学有突破的话它会更加完美。

问：3D打印机会取代传统制造吗？

答：目前看来不会，它可以改变传统制作过程中某些环节，使其更高效更节省成本。

问：3D打印机能直接打印出彩色吗？

答：专业级和生产级的3D打印机很多已经能够直接打印出有颜色的物品了，个人级的3D打印机可以通过选择有色原料也可以制作单色的物品。

问：为什么3D打印机价格贵吗？

答：3D打印机产品针对的市场不同分为个人级、专业级、生产级，结构和采用技术、耗材各不相同，所以价格差距很大，有几千元的也有几十万元的。

试一试

3D打印个人也能玩

好了，看到这里你是不是已经流口水了？想自己 打印一部自行车试试，或者设计一对属于自己的情侣玩偶，甚至很想拥有一台个人的桌面式3D打印机。办法还是有的。尽管目前顶尖的3D打印技术都是大型企业 才用得起的，数万美元以上的售价真的不菲。不过，对个人玩家或者小型企业而言，还是有途径去尝试3D打印这种新玩意的。

目前国内已经出现了一些专门面向个人或者小型 企业的3D打印服务，客户只需向他们提供设计好的3D图样，他们就可以为客户打印出来，而这种打印出来的小玩意所费并不太多，比如一台用3D打印机打印出 来的小跑车模型，通常需要400元左右。甚至，如果你是一个搞设计的专业人士，那么拥有一台桌面3D打印机也是可以的，通常售价只需要3000元 -5000元，当然，这种个人级3D打印机功能就很简单了，通常只能使用塑料耗材，用来打印小设计最合适。

事实上，3D打印机也在向小型化发展，一些美国企业已经推出面向个人和小型企业用户的桌面3D打印机，售价通常在2000美元以下，便宜的机型甚至低至400美元。而国内也有专门推出个人3D打印机的企业，国产品牌的3D打印机售价也只需要几千元，但功能相对简单。

有分析认为，3D打印机就像过去的PC一样， 刚开始只有少部分的技术人员需要用到PC，但当PC应用逐渐大众化的时候，PC就迎来了进入千家万户的普及时代。3D打印机也是一样，当人们发现它可以打 印许多人们日常生活所用到的物品时，3D打印机也就迎来了进入千家万户的时机。