神乎其技的3D打印

麥宇旻

不明就里的人們認(rèn)為3D打印神乎其技、無所不能，能夠復(fù)制任何物品。但如果進一步追問：3D打印的科學(xué)原理是什么？除了業(yè)內(nèi)人士或科技迷，大部分人均答不上來。

2014年7月11日，“中國國際電子消費博覽會”在山東青島開幕，記者第一時間走訪，直奔3D打印展區(qū)一探究竟：這兩年全球最火的科技概念之一，究竟是怎樣神奇？

原理很簡單，技術(shù)很復(fù)雜

青島的3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)規(guī)模今非昔比、不容小覷。原本，這種最新潮尖端的科技總會在歐美發(fā)達(dá)國家手上牢牢掐住，停留5到10年才會外放中國，不過今天3D打印技術(shù)早早被國內(nèi)研發(fā)機構(gòu)掌握，中小科技企業(yè)遍地開花。此次亮相展會的3D打印企業(yè)大部分是小型民企，也不乏青島本土精英。國產(chǎn)研發(fā)蓋過海外代理，原創(chuàng)光環(huán)蓋過舶來色彩，青島高科技產(chǎn)業(yè)可謂一日千里。

“外行看熱鬧，內(nèi)行看門道。”所謂“3D打印”究竟與2D打印在原理上是一脈相承呢，還是完全的顛覆？什么樣的技術(shù)能令物體甚至人體都可以被打印復(fù)制？

根據(jù)參展商對記者的描述，3D打印的技術(shù)原理A都不復(fù)雜。

例如，美國電影奧斯卡獎杯“小金人”——這一復(fù)雜精致的雕塑品的制作過程，人們很容易聯(lián)想到是由雕塑師傅用刀、銼、鉆進行削切、鏤空、雕琢，或者用自動機器切割、鉆孔，將一個規(guī)則球形或方形金屬“挖”出千溝萬壑，雕成拐彎抹角，遂成精美‘小金人。

不過這種方法已經(jīng)過時。新的3D打印技術(shù)反其道行之，不切削，不鏤空，直接從底部堆疊，絲毫不差地堆出雕塑品。這樣做出的雕塑，不用“雕”也不用“塑”，像砌積木一樣砌成。

要理解3D打印，先要搞清楚兩個概念：“加法工藝”和“減法工藝”。減法工藝是把分量較大的原材料削減削減再削減，形成坑坑洼洼，變成雕塑品，這當(dāng)然會產(chǎn)生廢料。加法工藝則是堆疊。如果說減法工藝是把一塊巨大石墩掏空，變成房屋，那加法工藝則是把石墩粉碎成石塊，用石塊建房。

3D打印機，注入銅粉末、鐵粉末或塑料粉，一層一層地噴出、堆疊，毫厘不差地壘出一個杯子、玩具、汽車。電腦數(shù)據(jù)精確，誤差極小。

記者走近商家展位觀察，發(fā)現(xiàn)3D打印機的工作過程確實是“一層一層”進行，例如一個芭比娃娃，高度是10厘米，而打印機是以0.1毫米為單位打印，每打印一次，就把0.1毫米高的塑料粉鋪為一層，再打印第二次，又把0.1毫米高的塑料粉鋪為第二層，如此逐層遞進到第1000層，一個芭比娃娃就成形了。至于身體曲線、五官凹凸等不規(guī)則處，由于事先有精確數(shù)據(jù)輸入電腦，打印出來的芭比娃娃絕對是該凸的凸、該凹的凹。

在另一家專攻3D掃描儀的公司展位上，操作人員手持掃描器，從上下左右前后六個方位對陶瓷馬掃一遍，陶瓷馬全身各部位長、寬、高、厚等數(shù)據(jù)霎時顯現(xiàn)在屏幕。登峰造極的掃描技術(shù)，為3D打印提供了精確度支撐。

何時“走進尋常百姓家”？

一年前，成龍自拍自導(dǎo)自演的電影《十二生肖》描繪的科技情節(jié)，被大多數(shù)觀眾們視之為虛構(gòu)：盜取獸首時，用掃描手套全方位把獸首掃一遍，另一頭的3D打印機瞬間就能將模子制造出來。這絕非虛構(gòu)，而是今天的技術(shù)稍微努力一下便能達(dá)到的。

即便如此，目前或許也真的只有“盜寶”等高精尖的小眾業(yè)態(tài)方有資格運用到3D打印，因為絕大部分傳統(tǒng)制造業(yè)如玩具、家具、工藝品、汽車業(yè)，即使技術(shù)上無問題，亦是殺雞焉用牛刀，打蚊子無需高射炮。

3D打印機的兩大客戶是軍工業(yè)和高端醫(yī)療設(shè)備。例如，F(xiàn)16戰(zhàn)斗機的某個零件，用切割、打磨制造需1.96噸原材料，用3D打印只需100公斤。又如生產(chǎn)人體器官，血管密布，3D打印技術(shù)可以實現(xiàn)這種精密處理。

反過來說，3D打印目前仍是貴族技術(shù)，僅限高端制造業(yè)。動輒上百萬元的一臺3D打印機價格，不符合一般工廠的效益，不可能迅速大規(guī)模替代流水線。

未來就難難說了。“現(xiàn)在滿大街白菜價的激光打印機，在20世紀(jì)70年代都是成本在10X美元以上的昂貴機器啊！我覺得10年內(nèi)快速成型機器就—定可以裝備在所有高校，大多數(shù)高中或者是街角的打印店里?！币晃簧钪O3D打印的技術(shù)發(fā)燒人士很樂觀。

或許10年后，3D打印機會擺放在每個辦公室的臺面上，取代已經(jīng)被淘汰的激光打印機。endprint