打印“房子”庇寒士并非神話

嚴(yán)寶康

杜甫詩(shī)云：“安得廣廈千萬間，大庇天下寒士俱歡顏?！笨萍几淖兩?，科技讓生活變得越發(fā)地絢爛，將來憑著一臺(tái)3D打印機(jī)，打印千萬間廣廈以庇天下寒士并非不可能。

3D打印就是將3D模型分層掃描

3D打印是個(gè)看得見摸得著的真實(shí)，用這種打印機(jī)打印時(shí)，一個(gè)物體模型被切分成很多薄層，然后像普通打印機(jī)一樣把每一個(gè)薄層打印出來。與一般打印不同的是，它不是打印在紙上，而是打印在能夠快速成型的塑料、陶瓷、金屬、樹脂砂等材料粉末上。墨盒里裝的也不是墨，而是特殊的膠水。一層一層的膠水，將粉末粘結(jié)成需要的形狀，當(dāng)所有薄片都被打印出來之后，各種物品，包括復(fù)雜的工業(yè)零部件、生活中的鍋碗瓢盆就通過薄片粘貼而成了。

現(xiàn)在地球上有1億多人沒有穩(wěn)定的住所，許多非洲難民住在隨意搭建的棚子里，不遮風(fēng)雨。3D打印機(jī)便從房子地基打起，門、窗、地板、墻、天花板、管道甚至更高級(jí)的東西，包括電線，只要把圖樣畫清楚，3D打印機(jī)就能執(zhí)行打印任務(wù)。

在美國(guó)每年有1萬個(gè)建筑工人死亡，40萬個(gè)工人受傷，3D打印房子能避免傷亡事故。而且還可節(jié)省工時(shí)，20小時(shí)便能打印出一套房子。

3D打印的房子比人工的更加準(zhǔn)確，一磚一瓦都不會(huì)遺漏，而且會(huì)依據(jù)強(qiáng)大的幾何計(jì)算、采用堅(jiān)固的材料，來保證幾年到更多的時(shí)間內(nèi)，房子不會(huì)有質(zhì)量問題。

3D打印的領(lǐng)域非常之廣，飛機(jī)、汽車、泳衣、玩具，都成了3D打印的產(chǎn)物。有人戲言，再打印個(gè)“房子”和“女友”，人生就完美了。

2010年我去過美國(guó)的黃石公園，在曠野上，我們租了一間小木屋。將來如果再去黃石公園，只要隨手打印一個(gè)小屋住進(jìn)去，省心省力。

將來3D打印機(jī)

比計(jì)算機(jī)還要普及

一場(chǎng)車禍，使人的頭骨變了形，打印一個(gè)頭骨只要10小時(shí)。上海交大醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院眼科主任范先群教授告訴我，該院10多年來，單眼科打印的頭骨模型就不下200個(gè)，每個(gè)成本約在幾千元。現(xiàn)在關(guān)鍵是材料跟不上。上海交通大學(xué)3D打印實(shí)驗(yàn)室里，放著三代3D打印機(jī)。最“古老”的打印機(jī)用的是“紙質(zhì)”，靠膠水將紙粘合起來；第二代用的是ABS塑料絲；第三代用的是PSB塑料，能夠絲毫不差地打印出頭骨模型。

除了醫(yī)學(xué)之用外，在家里如果有一臺(tái)3D打印機(jī)，孩子想要個(gè)玩具，只要選好自己喜歡的風(fēng)格，重新定義尺寸之后點(diǎn)擊打印，20分鐘后，玩具就到了孩子手中。如果去海邊度假，再也不必為沒有比基尼泳衣而苦惱，一款名為“尼龍12”的比基尼泳衣由美國(guó)3D打印公司Shapeways生產(chǎn)。這種結(jié)實(shí)的尼龍材料完全由3D打印機(jī)直接制造，然后進(jìn)行無縫拼接。尼龍材料非常“潔凈、結(jié)實(shí)、且富有彈性”，并具有防水功能。目前，“尼龍12”比基尼泳衣已經(jīng)在網(wǎng)上出售。設(shè)計(jì)師們表示，比基尼只是個(gè)開始，今后還可能出現(xiàn)完全用3D打印機(jī)生產(chǎn)的裙子和拉鏈等產(chǎn)品。

在上海1933老場(chǎng)坊，筆者見到，一場(chǎng)名為“為產(chǎn)品設(shè)計(jì)開創(chuàng)一個(gè)新時(shí)代”的3D打印創(chuàng)意作品展正拉開帷幕，只要輕點(diǎn)鼠標(biāo)，幾個(gè)小時(shí)后，精美的藝術(shù)裝置、精密工程零部件甚至是F1方程式賽車就能打印出來。據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，一家專業(yè)提供定制服務(wù)的時(shí)裝公司開始賣3D打印的鞋子了。這種Strvct鞋的設(shè)計(jì)別致而嚴(yán)謹(jǐn)，你可以選擇不同的顏色、式樣、鞋跟高度。打印出來的鞋子會(huì)進(jìn)行鑲皮處理，底部會(huì)加上紋理橡膠，穿上就跟普通鞋子差不多。Strvct鏤空鞋是巴西設(shè)計(jì)師Andreia Chaves的作品，每雙900美元。

童話般的生產(chǎn)方式顛覆了依靠規(guī)模生產(chǎn)降低成本的傳統(tǒng)制造業(yè)，人們可以通過3D打印技術(shù)高質(zhì)量且經(jīng)濟(jì)地制造產(chǎn)品。3D打印已成了工業(yè)化力量。不經(jīng)意間，我們乘坐的飛機(jī)已經(jīng)用上了3D打印制造的零部件，這些零部件讓飛機(jī)變得更輕、更省油，而且成本更低。2009年，我國(guó)在制造C919主風(fēng)擋窗框時(shí)，當(dāng)時(shí)要從國(guó)外訂購(gòu)至少需要兩年時(shí)間，模具費(fèi)要1300萬；而用3D打印技術(shù)，兩個(gè)月就做出來了，成本費(fèi)還不足模具費(fèi)的1/10。

2012年6月，英國(guó)《每日郵報(bào)》報(bào)道，世界首款“打印汽車”正式亮相，這款打印汽車是由一個(gè)特制3D打印機(jī)層疊建造車身。有人預(yù)測(cè)：未來工廠流水線將會(huì)被一臺(tái)3D打印機(jī)取代；家里來客人了，缺一把椅子，通過打印機(jī)隨手就可以打印出來……

3D打印技術(shù)的普及，不僅有望緩解制造業(yè)用工荒，甚至中國(guó)、印度等國(guó)所擁有的低成本勞動(dòng)優(yōu)勢(shì)也會(huì)隨之減弱。中國(guó)工程院院士盧秉恒在2012年上海智能制造高峰論壇上透露，個(gè)人3D打印機(jī)將進(jìn)入家庭。去年9月19日，美國(guó)有報(bào)道稱，一家公司新推出的低端3D打印機(jī)Replicator 2的價(jià)格僅為2199美元，高端的 Replicator 2X也只有2799美元；并且，幾年后價(jià)格可能會(huì)降到99美元；屆時(shí)，每個(gè)人都將擁有3D打印機(jī)，比計(jì)算機(jī)還要普及。

暫時(shí)還不可能立刻取代

傳統(tǒng)制造業(yè)

3D打印雖然前景讓人憧憬，也的確打印出了人體器官、建筑、飛機(jī)零部件等很多東西，但暫時(shí)還沒有能力立刻取代傳統(tǒng)制造業(yè)。國(guó)內(nèi)也有3D技術(shù)的引領(lǐng)機(jī)構(gòu)，比如上海曼恒數(shù)字技術(shù)有限公司——目前國(guó)內(nèi)最專業(yè)、最具影響力的三維圖形技術(shù)研發(fā)機(jī)構(gòu)和供應(yīng)商之一。迄今，該公司的虛擬仿真技術(shù)已經(jīng)服務(wù)于全國(guó)350多家制造、國(guó)防及能源企業(yè)和300余所高校，然而由于產(chǎn)品價(jià)格約在20萬- 50萬元之間，銷售情況不容樂觀，該公司一年僅售出幾臺(tái)產(chǎn)品，這在一定程度上制約了產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

但是，無論如何，3D打印已經(jīng)在第三次工業(yè)革命中露出了曙光。美國(guó)著名經(jīng)濟(jì)學(xué)家、趨勢(shì)學(xué)家杰里米·里夫金在他的《第三次工業(yè)革命》一書中指出，智能制造是未來最可能引發(fā)第三次工業(yè)革命的領(lǐng)域之一?！稌r(shí)代》周刊將3D打印列為“美國(guó)十大增長(zhǎng)最快的工業(yè)”，英國(guó)《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》雜志則認(rèn)為它將“與其他數(shù)字化生產(chǎn)模式一起推動(dòng)實(shí)現(xiàn)第三次工業(yè)革命”。

如今，科學(xué)家正在努力讓3D打印機(jī)進(jìn)入普通家庭，讓一般民眾可以隨意將電腦中的3D設(shè)計(jì)打印成實(shí)物。預(yù)計(jì)兩三年后，成本較低的個(gè)人彩色3D打印機(jī)就將進(jìn)入家庭。那時(shí)，我們便可利用這種不可思議的“玩藝”，在冬日的一個(gè)暖暖午后，放下浮生塵勞，與舊雨新知圍坐在剛打印好的房子里，自由玩轉(zhuǎn)多維世界的奇幻空間。