3D打印技術(shù)所隱含的社會問題與控制方法

陸澤銘 楊倫

【摘要】3D打印技術(shù)是二十世紀九十年代初發(fā)展起來的一種新興的增材制造技術(shù)。如今已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于工業(yè)設(shè)計、國防軍事、醫(yī)療領(lǐng)域、個性設(shè)計等領(lǐng)域。在3D打印技術(shù)的探索與使用過稱中，不僅為制造業(yè)的變革做出了新的貢獻，還為其他生產(chǎn)領(lǐng)域帶來了新的可能，該技術(shù)帶來的價值是不可限量的。然而技術(shù)的異化導致任何技術(shù)都沒有絕對的安全性，3D打印技術(shù)也是如此。所以科技的雙重性使人類需要對新技術(shù)客觀的認識，減少技術(shù)異化給人類帶來的負面影響，使之更好的為人類造福。

【關(guān)鍵詞】3D打印技術(shù)；社會問題；控制方法

3D打印技術(shù)是一種尖端的、前沿的科學技術(shù)，是制造業(yè)的重大突破。3D打印在多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，并且?guī)恿ρ苌袠I(yè)的發(fā)展，受到人們極大關(guān)注。從打印工業(yè)零件到打印人體組織，不斷給人們帶來神奇、震撼的感覺，一度成為世界各大新聞媒體報道中的高頻詞匯。英國的《經(jīng)濟學人》雜志將3D打印技術(shù)評價為“第三次工業(yè)革命的重要標準”。3D打印技術(shù)正帶來越來越多的不可思議的成果：飛行速度80公里的無人機、可以連續(xù)射擊上百發(fā)子彈的步槍、擁有真實功能的肝臟等。這些國外的最新研究成果打開了人們的視野，仿佛3D打印技術(shù)已經(jīng)無所不能。然而技術(shù)的產(chǎn)生是具有二重性的，我們要對新技術(shù)客觀的審視，尋找技術(shù)異化所帶來的負面效應(yīng)找出合理的控制方法。

一、3D打印技術(shù)的概念、原理和應(yīng)用

“3D打印”又名“3DP”是“Three Dimensions Printing”的縮寫是“快速成型”技術(shù)的分支。它利用CAD（Computer Aided Design）軟件建構(gòu)所要“打印”物體的數(shù)字模型，然后利用樹脂、金屬顆粒、石膏粉末等材料通過逐層累加的方式將物體構(gòu)造出來的技術(shù)。

3D打印技術(shù)的工作原理并不復雜。首先計算機將3D數(shù)字模型橫向分割，將一個物體的模型分割成很多的薄層；然后利用能夠快速成型的塑料、金屬樹脂等材料把分割好的薄層打印出來；最后將打印出來的薄層粘合在一起，最終形成一個三維的真實物體。

3D打印技術(shù)最先應(yīng)用于工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域。對于傳統(tǒng)制造業(yè)來說，物體的外形越復雜，制造成本越高。而使用3D打印技術(shù)來制造一個復雜而精確的零件所花的時間要少很多。很多新產(chǎn)品的研發(fā)需要預先制造模型，在汽車、飛機等新產(chǎn)品的研發(fā)過程中需要做很多零部件。設(shè)計師可以通過3D打印技術(shù)來快速制作部件然后進行拼裝，這樣不僅大幅度縮短了產(chǎn)品的研發(fā)周期而且減少了設(shè)計成本還能在設(shè)計的過程中及時發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品缺陷并對產(chǎn)品改良。

3D打印技術(shù)與醫(yī)療技術(shù)相結(jié)合能使診斷更加準確并且降低手術(shù)風險。醫(yī)生利用3D打印機可將CT、X光的二維圖像制作成三維模型，醫(yī)生分析病情時更直觀，也能幫助他們術(shù)前分析和規(guī)劃，從而達到降低手術(shù)風險的目的。同時3D打印機還可以打印出骨骼、具有真實功能的肝臟、血管等。利用3D打印技術(shù)印出的耳朵或鼻子，將為那些災(zāi)難中受嚴重傷害的病人恢復容顏提供了可行的方法。在美國維克弗雷斯特再生醫(yī)學研究所人員正在研發(fā)利用3D打印機修復嚴重的傷口。德國科學家弗勞霍夫用3D打印機配合化學高分子材料成功打印出一種人造血管，這種人造血管不僅具有與人體血管相同的功能而且具有良好的兼容性。這項研究將有力推動大型人體器官的制造，而且為器官移植多了一種可行方案。

二、3D打印技術(shù)所隱含的社會問題

3D打印技術(shù)具有成本低、多樣化、一次成型等很多優(yōu)點在工業(yè)設(shè)計、醫(yī)療領(lǐng)域、軍工等諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。然而產(chǎn)生一項新技術(shù)必然也會產(chǎn)生它的異化現(xiàn)象，對社會的發(fā)展造成負面影響。

1、知識產(chǎn)權(quán)的挑戰(zhàn)

3D打印技術(shù)的出現(xiàn)，使得一件工藝品或是一件模型的制造不再是某個人或是某個集體的專利。利用3D掃描儀（精度可達小于0.015mm）將目標的全部外形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字模型，它們就會變得很容易復制和傳播。這樣，競爭對手就能輕而易舉的竊取模型數(shù)據(jù)。原創(chuàng)者的競爭優(yōu)勢可能變得更小，盜版會變得更加猖獗。盜版商只需要在原有模型數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進行改造就能夠在市場上快速推出新產(chǎn)品，不僅會對原產(chǎn)品造成經(jīng)濟損失，還會使人們對知識產(chǎn)權(quán)的爭斗更加激烈。

2、3D打印技術(shù)存在對人體健康的危害

3D打印機是利用逐層建構(gòu)的原理把數(shù)字模型實體化。基于該技術(shù)的特點，在它使用熱塑性塑料、金屬、陶瓷等材料打印的過程中會產(chǎn)生影響人體健康的顆粒。美國伊利諾伊理工大學的一項研究成果指出：3D打印機在不通風的室內(nèi)使用可能會對人體造成傷害。該研究稱，目前在市場上出售的一些小型桌面級別3D打印機在進行打印工作時會伴隨有大量的“超細顆粒物”的出現(xiàn)。在低溫時，3D打印過程中“超細顆粒物”的排放量大約為每分鐘200億個。高溫時，“超細顆粒物”的排放量大約為每分鐘2000億個，這相當于在室內(nèi)吸一根煙的污染量。從對人體危害的角度來看，超微顆粒濃度過高會對人體健康產(chǎn)生不良影響，會引發(fā)哮喘、心臟病、中風等癥狀。如果不在通風的環(huán)境下使用3D打印機無疑會對人體健康產(chǎn)生影響。

3、私自制造危險物品

如果你想要利用3D打印技術(shù)制作一把槍，只需要先從網(wǎng)上下載或設(shè)計出3D數(shù)據(jù)模型然后利用3D打印機就能將它打印出來，這個過程并不復雜。目前通過3D打印技術(shù)打印槍支就是一種潛在威脅，然而隨著這項技術(shù)的不斷發(fā)展大規(guī)模武器擴散可能通過這一途徑實現(xiàn)。

例如：在2014年5月8日，一名日本大學員工被警方逮捕，原因是他利用3D打印技術(shù)制造槍支。他從國外網(wǎng)站下載了手槍的3D設(shè)計圖紙，然后利用3D打印機制作出了可以發(fā)射子彈的手槍。雖然他制作的手槍還未對他人造成危害，但這已經(jīng)暴露了3D打印技術(shù)的危險性。在不久前，Solid Concepts公司稱，他們用3D打印技術(shù)成功打印出金屬材質(zhì)的手槍。這把手槍以經(jīng)典的1911手槍為模型，采用了一種“激光燒結(jié)技術(shù)”，這把槍能連續(xù)發(fā)射50發(fā)子彈并依然能保持槍支完好。如果這項技術(shù)被流通到市場上勢必會產(chǎn)生不容忽視的危害。

4、3D打印技術(shù)可能對國際軍事產(chǎn)生影響

軍事實力的強弱代表著國家經(jīng)濟、技術(shù)水平，而且軍事實力是國家之間斗爭的最有力的手段，是保護國家利益的最后防線，也是最有效的威懾。3D打印技術(shù)應(yīng)用到武器的研制和生產(chǎn)中能加快武器生產(chǎn)速率，減少研發(fā)周期。如果各國都利用3D打印技術(shù)大規(guī)模的復制武器，那么世界軍格局可能會發(fā)生變化，可能會掀起一輪新的軍備競賽，這將會影響世界和平。

三、問題產(chǎn)生的原因探析

技術(shù)異化是產(chǎn)生社會問題的根源。技術(shù)的自然屬性和社會屬性是技術(shù)所固有的、不可分割的兩種屬性，這也是產(chǎn)生技術(shù)異化的根源。

自然屬性的角度，任何技術(shù)都具有人為的非“自然”屬性，本身就對自然有一定程度的破壞作用。熱力學第二定律也揭示了這一原理“單一熱源吸收的熱量完全變成有用功而不產(chǎn)生其他影響的機器不存在”，所以說不存在絕對安全無害的技術(shù)，換言之是不存在無副作用的技術(shù)的。當代美國學者杰里米·里夫金進一步指出，包括以“消解”自然界報復為目標的技術(shù)在內(nèi)的一切技術(shù)都是有缺陷的，這只是一種報復的循環(huán)而已。這就像人類、自然、與技術(shù)這三者是一個共生關(guān)系，那一個元素都不能消除，人類通過技術(shù)與自然進行物質(zhì)交換，同時自然也會給與人類反作用，這也就是技術(shù)帶來的負面效應(yīng)。但是技術(shù)異化也是可以通過技術(shù)的不斷進步而消減的，對于3D打印技術(shù)而言也是如此，通過不斷的技術(shù)突破其對環(huán)境的負面性也會不斷減少。

社會屬性使技術(shù)的異化是可控制的。人類的認識本身是一個不斷進步和提高的過程，其對技術(shù)的理解和運用永遠不可能達到完美的地步。恩格斯提出：“我們只能在我們時代的條件下進行認識，而且這些條件達到什么程度，我們便認識到什么程度”。人類認識的片面性和局限性，決定了人類在改造和利用自然時既會造福自身，也會帶來負面效應(yīng)，技術(shù)的進步能消減其負面性，但也在一定程度上加深了異化現(xiàn)象。只有當人民正視技術(shù)的雙重性，才能避免因濫用技術(shù)所帶來的毀滅性后果。

四、3D打印技術(shù)的約束方法

正如趙國杰提到：“科學技術(shù)既影響社會，也受社會的影響?？茖W技術(shù)作用于社會的過程是在政府、科研機構(gòu)、市場的主動、積極參與下實現(xiàn)的。另外，這個過程又是在一定的社會環(huán)境的制約與影響下完成。”技術(shù)與社會是相輔相成的，這二者缺一不可。

1、3D打印技術(shù)的法律約束

3D打印技術(shù)目前正處于發(fā)展與應(yīng)用的起步階段，為避免技術(shù)的不合理使用導致對人類社會和自然環(huán)境產(chǎn)生危害，可以在對技術(shù)進行充分了解的前提下，結(jié)合技術(shù)特點和發(fā)展階段制定相應(yīng)的法律法規(guī)。目前，在世界范圍內(nèi)技術(shù)法律與法規(guī)總是帶有一定滯后性，而立法滯后是導致技術(shù)對人類社會和自然環(huán)境造成不良影響的原因之一。所以，在3D打印技術(shù)還未成熟的時期就應(yīng)開始對其可能產(chǎn)生的社會問題進行評估，通過立法的形式嘗試阻止一些社會問題發(fā)生。

在對3D打印技術(shù)的立法工作中，應(yīng)注意以下幾點：

（1）鑒于3D打印技術(shù)的特點，應(yīng)制定針對性的法規(guī)。在其發(fā)展過程中，世界各國需根據(jù)該技術(shù)的特點進行立法，保證3D打印技術(shù)的合理應(yīng)用。即使出現(xiàn)負面影響也能給與相應(yīng)處理措施，做到法律上的約束和懲罰。

（2）建立3D打印技術(shù)公約和國際法規(guī)。由于當今經(jīng)濟技術(shù)全球化，技術(shù)的濫用不單會影響個人或組織團體之間的利益，有時可能影響國家之間的利益問題。因此，3D打印技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用應(yīng)處于國際公約的監(jiān)督控制下，避免3D打印技術(shù)肆意利用而威脅國際安全。各國應(yīng)在國際公約的基礎(chǔ)之上，保持與公約的一致性并根據(jù)國情制定相應(yīng)的法律法規(guī)。

2、三維設(shè)計圖應(yīng)該被嚴格控制

由于3D打印所需要的圖紙是數(shù)字模型十分便于網(wǎng)絡(luò)傳播。并且下載方式便利，以及事后信息難以追溯到源頭，依靠現(xiàn)有制度，很難對模型的獲取進行有效的控制。我們應(yīng)當從現(xiàn)在開始，盡早建立起嚴格的模型流通控制體系。

（1）模型交流平臺自行監(jiān)管。這是一種以平臺自律管理為主，將大部分管理的權(quán)力與責任交由網(wǎng)絡(luò)平臺承擔。要求模型的發(fā)布平臺進行自我監(jiān)督并定期對網(wǎng)站內(nèi)的模型抽查，通過網(wǎng)站的定期自查限制有風險模型的傳播。這樣做的優(yōu)點是能夠在最大程度上為模型的傳播提供便利，并節(jié)約政府管理的成本。但其缺點在于難以嚴格禁止具有風險的模型流通。

（2）把“危險”的模型作為危險品的管理模式，進行嚴格的控制。通過人工審查禁止模型在私人平臺發(fā)布，僅允許作者在由行業(yè)組織管理的數(shù)字化平臺中分享模型，并且在經(jīng)過專人的審核后才允許其他用戶通過平臺下載，這樣做雖然能夠有效地禁止風險模型的傳播，但這些強制手段有可能會超出必要的限度并且成本較高。為了便于管理，可以按模型結(jié)構(gòu)的復雜程度作為劃分標準同時結(jié)合這兩種模式。強制結(jié)構(gòu)復雜的模型通過專有平臺發(fā)布，因為這些模型具有危險性的可能較大，應(yīng)重點進行人工審核。對于結(jié)構(gòu)簡單的模型，則可允許其在民間平臺發(fā)布。

3、對3D打印設(shè)備和耗材進行監(jiān)管

應(yīng)對3D打印機和其使用耗材的銷售進行監(jiān)管。高精度的工業(yè)級設(shè)備和危險性耗材如金屬耗材的經(jīng)營者應(yīng)該進行資格認證，并定期在公安機關(guān)報告商品的流通情況，及時備案。買賣雙方在交易進行前也必須在公安機關(guān)進行實名制的登記，在交易之后，買家應(yīng)當安排專人管理設(shè)備的運行，定期進行情況記錄并備案。對于使用過的高精度工業(yè)級設(shè)備的二次流通及報廢也應(yīng)當在公安機關(guān)指定的單位處進行。對于沒有治安隱患的桌面級打印設(shè)備和安全耗材的交易，則不納入治安管理體系中。

4、通過教育的方式提高3D打印技術(shù)使用者的素質(zhì)

技術(shù)的發(fā)展受到人的意志左右，而人的意志受道德品質(zhì)影響。品德教育是控制技術(shù)風險的一種手段。我國著名教育家陶行知曾說：“沒有道德的人，學問和本領(lǐng)越大，就能為非作惡越大”。所以，科學共同體首先要具有優(yōu)秀的道德。不單在技術(shù)研發(fā)者身需要具備優(yōu)秀的道德，而且在技術(shù)應(yīng)用、技術(shù)控制、技術(shù)決策等方面也需要具備優(yōu)良道德品質(zhì)的人。所以，提高全民的道德素質(zhì)是實現(xiàn)技術(shù)良性發(fā)展必不可少的條件，也是控制技術(shù)風險的重要手段。

5、社會輿論對3D打印技術(shù)起到規(guī)范作用

社會輿論會對技術(shù)發(fā)展產(chǎn)生影響：

（1）社會輿論能引導技術(shù)的發(fā)展方向。即通過輿論內(nèi)容反應(yīng)民眾對于技術(shù)的態(tài)度，引導技術(shù)的發(fā)展方向。

（2）社會輿論能對有關(guān)部門起到監(jiān)督的作用。輿論監(jiān)督是一種有效的監(jiān)督機制之一，對于技術(shù)的控制最終需要落實到法律和行政手段上。而輿論恰恰可以監(jiān)督法律和行政手段，使得相關(guān)部門及所涉及的控制手段可以按要求落實。

（3）社會輿論能使技術(shù)發(fā)展和對技術(shù)的控制保持平衡。技術(shù)的發(fā)展需要一個相對開放的環(huán)境，嚴格控制會影響技術(shù)的正常發(fā)展。因此，可以將主流的輿論納入技術(shù)發(fā)展決策的考慮內(nèi)，引導技術(shù)的發(fā)展方向。社會輿論對技術(shù)的控制體現(xiàn)在公眾對技術(shù)的態(tài)度上。通過社會輿論可以有效影響技術(shù)的發(fā)展。因此，社會輿論是對技術(shù)采取社會控制時不可或缺的重要工具和手段。社會輿論是集合了技術(shù)最終受體的意見和態(tài)度，它對技術(shù)的發(fā)展具有良好的指導和約束作用。

五、結(jié)語

目前，我國3D打印技術(shù)還處于起步階段。隨著3D打印技術(shù)的不斷發(fā)展，在未來它終會應(yīng)用到社會生活的各個方面。它既給我們帶來了生活生產(chǎn)上的便利，也會讓我們認清技術(shù)帶來了的社會隱患。我們應(yīng)預先制定應(yīng)對隱患的方案，將未顯現(xiàn)的社會問題防患于未然。法律規(guī)范是3D打印技術(shù)存在和發(fā)展的制度保障；行業(yè)監(jiān)管是使3D打印技術(shù)成為成熟行業(yè)的專業(yè)保障；培養(yǎng)公民的道德情懷是3D打印技術(shù)合理使用的社會基礎(chǔ)。為了使3D打印技術(shù)更成熟健康地發(fā)展，必須加強管理，提高科學共同體的綜合素質(zhì)，使3D打印技術(shù)更好地為人類服務(wù)。

【參考文獻】

[1] 郭振華， 王清君， 郭應(yīng)煥. 3D打印技術(shù)與社會制造[J]. 寶雞文理學報：自然科學版， 2013-06-13.

[2] 杰里米·里夫金. 熵：一種新的世界觀[M]. 上海譯文出版社， 1987.

[3] 趙國杰. 科學、技術(shù)、社會[M]. 天津：天津大學出版社， 2003.

【作者簡介】

陸澤銘（1991—），男，漢族，遼寧錦州人，渤海大學政治與歷史學院2015級科學技術(shù)哲學專業(yè)碩士研究生在讀，主要研究方向：科學技術(shù)哲學。

楊倫（1993—），男，漢族，山西武鄉(xiāng)人，渤海大學政史學院2015級科哲學專業(yè)碩士研究生在讀，主要研究方向：科學技術(shù)哲學。