3D打印助力夢想

譚玉龍

一個是冷冰冰的工業(yè)設(shè)計，一個是手術(shù)室中的搶救與移植，一個是前衛(wèi)時尚的泳衣和眼鏡，這些完全不相干的事件有什么相通之處嗎？——答案是肯定的。最近，全新的3Ｄ打印技術(shù)為我們制造了諸多驚喜?？梢灶A(yù)見在不久的將來，這一技術(shù)必將在不同領(lǐng)域引發(fā)革命性影響，甚至有人認(rèn)為，該技術(shù)可能會像互聯(lián)網(wǎng)一樣改變我們的世界，盡管目前它仍處于起步階段。

神秘之機

對于大多數(shù)人來說，3D打印聽起來或許非常陌生。到底什么是3D打印呢？

其實3D打印跟普通打印過程非常類似，都是先在電腦上利用軟件設(shè)計出產(chǎn)品的藍圖，然后再根據(jù)自己的喜好，調(diào)整尺寸、顏色等等，直到自己滿意為止，最后，按下打印鍵，OK，剩下的交給機器就行了。只需要幾分鐘，伴隨著一陣嘟嘟聲，你剛才設(shè)計好的藍圖就變成了成品。說起來，3D打印與普通打印似乎并無二致，但別忘了，這是“3D打印”，因此，打印出的不是一張紙，而是一個立體物體。打印中，普通油墨被換成了各種材質(zhì)，通過噴嘴噴出像是塑料、尼龍等原材料，就像是普通打印一樣，先打印出一個層面，然后通過激光的熱量或是膠水，將這些噴出的材料固化在一起，繼而再打一層，和下面一層凝結(jié)成一體，如此層層疊加，一個3D立體產(chǎn)品就誕生了。

了解了3D打印的步驟，接下來讓我們看看3D打印究竟可以幫助人們實現(xiàn)哪些創(chuàng)意。

3D打印泳衣

說起衣服，大家的第一印象肯定就是柔軟輕便，由紡織服裝企業(yè)完成服裝的打樣、裁剪、縫盤、印花、整理這些工序，但如果我告訴你這樣的產(chǎn)品也可以打印出來。你相信嗎？

前不久，美國時裝設(shè)計師瑪麗·黃與3D打印領(lǐng)域的專家詹娜·費瑟就將這一設(shè)想變?yōu)榱爽F(xiàn)實——利用3D打印機“制造”了世界上首款3D打印的比基尼泳衣。

他們首先掃描了模特的體型，再通過一款3D計算機輔助設(shè)計軟件在電腦上設(shè)計出泳衣的樣圖，然后通過機器為模特打印出合適的泳衣。泳衣的材質(zhì)為尼龍，具有牢固、易彎曲、輕便等特點，泳衣厚度僅0.7毫米，而且這種材質(zhì)經(jīng)水浸泡后會更加柔軟舒適，既是絕佳的打印材料，也是合適的制衣材料。這款泳衣因此也被命名為“尼龍12”。

為了保證泳衣的牢固耐用，費瑟還專門編寫了一個計算機程序，以方便設(shè)計師計算并修改泳衣的樣式，確保泳衣穿上后不會意外斷裂。

對于愛美的女性來說，這樣一件獨一無二的泳衣無疑將成為夏日沙灘上吸引人們眼球的必殺裝備，而且這樣的泳衣已經(jīng)在網(wǎng)上公開銷售了；只是泳衣價格貴得有點離譜，兩件套合計約4000元人民幣。不過，隨著3D打印技術(shù)的普及，泳衣價格有很大的下降空間。

3D打印太陽鏡

在我們印象中，太陽鏡生產(chǎn)的套路是先畫設(shè)計草圖，然后將修改過的模型送交制造商，再批量生產(chǎn)。時尚達人恐怕不會滿足于戴一副不斷“撞鏡”的“街鏡”出門，可是，太陽鏡又不像時裝，可以定制。利用現(xiàn)在的3D打印技術(shù)，時尚達人們可以量身定制個性太陽鏡了。

前一段時間，青年設(shè)計師亞瑟·李維使用一臺3D打印機制造成功了個性太陽鏡。他沒有按照傳統(tǒng)方式先畫草圖，而是用黏土做出模型——就像我們小時候用橡皮泥捏模型一樣，進而再采用計算機輔助設(shè)計程序按照他理想的樣式一點點修改調(diào)整，然后將最終結(jié)果輸入電腦中。幾個小時后，3D打印機通過噴射熔融態(tài)ABS熱塑性工程材料，一點一點打印出了他設(shè)計的太陽鏡，整個太陽鏡包括鏡片在內(nèi)全由塑料制成。與傳統(tǒng)方式相比，這種制作方式更為高效迅速且非常經(jīng)濟。

在今年的紐約時裝周上，李維現(xiàn)場演示了他的打印太陽鏡，作為與Lady Gaga一路的前衛(wèi)青年設(shè)計師，他的方案給現(xiàn)場嘉賓留下了深刻的印象，顛覆了人們以前對時尚產(chǎn)業(yè)的理解，幾乎重新定義了時尚的概念和內(nèi)涵。

3D打印飛機

很多人年少時都懷有一個翱翔藍天的夢想，希望自己親手設(shè)計并制造一架飛機，但在現(xiàn)實中真正實現(xiàn)這一夢想談何容易。不過，英國南安普敦大學(xué)的工程師卻讓人們離這個夢想只有一步之遙——世界上第一架“打印”出來的飛機最近成功升空。

這款飛機從前到后——包括艙門、機翼、整體控制面等機身的5大模塊——均是通過“打印”方式生產(chǎn)出來的，也就是先由設(shè)計人員設(shè)計出樣本，利用尼龍激光燒結(jié)機層層打印出塑料或者金屬結(jié)構(gòu)，再將這些部件組合起來。只需要幾分鐘一架完整的飛機即可組裝完成，而且不需要借助任何工具。這款名為“SULSA”的飛機，翼展長兩米，最高時速接近100英里（約合每小時160千米），科研人員希望利用這架飛機進行勘探、郵遞等任務(wù)。

雖然人們打印出的只是一架無人機，但整架飛機從提出設(shè)想到首次試飛成功僅花了幾天時間，制造成本也只有5000英鎊。在過去，采用常規(guī)的方法和材料制成這樣一架飛機，恐怕需要幾個月時間，而且費用高昂。因為不需要額外的安裝工具，所以如果你想對飛機的外形、體積、材質(zhì)做些改變，甚至是顛覆性的變化，都不是難事。

幫你實現(xiàn)這些的，就是最新的3D打印技術(shù)。

3D打印下頜骨

不久前，比利時一位83歲的老婦人下顎嚴(yán)重感染，需要進行摘除置換手術(shù)，但對如此高齡的患者，醫(yī)院采用常規(guī)的顯微重建手術(shù)顯然不合適，因為患者要面臨手術(shù)時間長、風(fēng)險高等一系列問題。針對這一病例，科學(xué)家大膽使用了3D打印技術(shù)，并成功完成了摘除置換手術(shù)。

該手術(shù)由比利時哈瑟爾特大學(xué)的研究所負(fù)責(zé)實施，來自荷蘭的外科醫(yī)生全力進行配合。手術(shù)過程非常復(fù)雜，需要根據(jù)患者的情況預(yù)先設(shè)計好下巴，然后打印出來，就像我們常見的打印一樣，其間利用計算機控制高精度激光加熱鈦粉顆粒，以保證這些顆粒準(zhǔn)確地融合在一起。一層一層地打印之后，最終形成了一個由多層鈦粉構(gòu)成的完整立體下巴。1毫米大約有33層，一個立體的完整的下巴，將會有數(shù)千層之多。就下巴本身來看，不僅設(shè)計了酒窩，還留有一些小孔，以幫助肌肉附著在下巴上。另外，這個下巴上還有溝槽，可以引導(dǎo)血管和神經(jīng)在溝槽當(dāng)中再生。最后，在打印出的下巴上涂上生物陶瓷涂層，該涂層具有良好的生物相容性，可以防止患者身體出現(xiàn)排異反應(yīng)。全部搞定之后，通過手術(shù)將下巴植入患者面部即可。手術(shù)歷時4個小時，聽起來似乎非常耗時，但要知道，常規(guī)摘除重建手術(shù)要耗時近20小時，還要用患者自身的口部器官。

手術(shù)進行得很順利，而且非常成功，病人麻醉清醒后不久就能開口說話，第二天就恢復(fù)了正常的說話和吞咽功能，僅過了4天，這位高齡手術(shù)患者就回家了。新下巴的重量為107克。如果一切正常，患者在后續(xù)手術(shù)中通過植入牙橋和假牙就完全康復(fù)了。這在以前，幾乎是不能想象的，病人經(jīng)歷常規(guī)手術(shù)后至少需要留院觀察2～4周。

該項手術(shù)小組的領(lǐng)導(dǎo)專家對這項技術(shù)相當(dāng)看好，認(rèn)為這種為患者量身定制的植入物將在未來被廣泛使用。

3D打印巧克力

看夠了那些冷冰冰的工業(yè)打印項目，現(xiàn)在讓我們來看看能夠調(diào)動起我們味蕾的美食吧。對于美食家而言，自己動手做出一道“色香味”俱佳的美食，是他們不懈的追求，但不少人往往窘于手藝有限，只有干瞪眼流口水的羨慕份兒。現(xiàn)在，借助3D打印技術(shù)，人人都可以成為大廚。

英國?？巳卮髮W(xué)的研究人員近日開發(fā)出世界第一款“3D巧克力打印機”。他們使用的材料不是鋼鐵和尼龍等材料，而是液態(tài)巧克力。打印工作流程和前面提到的大同小異，只不過因為巧克力的特殊性，需要額外考慮到巧克力在輸入和輸出時的黏稠度以及溫度，所以研發(fā)人員特別安裝了一套保溫及冷卻系統(tǒng)，用來保證巧克力輸入和輸出的定型效果，以使打印過程能夠順利進行。當(dāng)一層巧克力打印出來后，要稍待片刻，經(jīng)過一個凝固過程之后，才能進行下一層的打印。最終得到一個層層堆疊而成的立體圖像。

為了照顧“吃貨”的興趣，充分滿足他們的動手欲望，3D巧克力打印機特別配備了一套在線控制軟件，操作者盡可以按照自己的想法設(shè)計專屬于自己的巧克力樣式，并將其在線發(fā)送至打印現(xiàn)場，就可以靜待專屬于自己的巧克力了。甚至你還可以打印出巧克力服裝，既可以穿在身上又可以隨時吃掉。

由于創(chuàng)意新穎，3D巧克力打印機在試用階段就廣受好評，英國零售商對其市場前景頗為看好。

前景廣闊

3D打印技術(shù)最吸引人的地方就是可以按照我們自己的想法生產(chǎn)物品，而不必在工廠里量產(chǎn)商品。在這樣一個追求個性的時代，“獨一無二”無疑具有巨大的吸引力，你大可不必?fù)?dān)心和別人撞衫，也不必頭疼千篇一律的禮品。

這項技術(shù)更為深遠(yuǎn)的意義則在于，自產(chǎn)自用的綠色和高效。我們只需要花費批量生產(chǎn)的成本就可以做出單件產(chǎn)品。更重要的是，對于一些構(gòu)成復(fù)雜的產(chǎn)品，我們可以反復(fù)修改調(diào)整，不必像傳統(tǒng)方案那樣建立專門的生產(chǎn)線生產(chǎn)出樣品后，再對樣品反復(fù)修改，避免了傳統(tǒng)生產(chǎn)方式對資源的浪費。正因為其對地球和環(huán)境的正面作用，3D打印機在國外也被稱為快速成型機。

如今，3D打印機憑借其小巧、快捷、廉價、高效等特點在很多行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。理論上，你見過的沒見過的幾乎所有物品都可以利用這項技術(shù)來進行生產(chǎn)。換言之，將來每一個人都是設(shè)計師和工程師，每一個家庭或辦公室都是工廠，如此或?qū)⑾破鹨粓鲂碌漠a(chǎn)業(yè)革命。

【責(zé)任編輯】趙 菲