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很多人都想擁有一支馬良的神筆，在紙上畫什么就能出現(xiàn)什么。現(xiàn)在就有人發(fā)明了這樣一種神奇的畫筆，能把畫在電腦里的東西變成實(shí)實(shí)在在的三維物體，在家里就能打印出自己設(shè)計(jì)的小玩意，甚至打印出一幢立體的大樓。這個(gè)神器，就是最近被人們熱議的3D打印機(jī)。
3D打印：又是一柄雙刃劍？
“墨水”實(shí)實(shí)在在！
雖然現(xiàn)在聽起來新鮮，其實(shí)3D打印并非一種新技術(shù)，而是起源于19世紀(jì)末的美國，并在20世紀(jì)80年代得以發(fā)展和推廣。
中國物聯(lián)網(wǎng)校企聯(lián)盟，把3D打印技術(shù)稱作“上上個(gè)世紀(jì)的思想，上個(gè)世紀(jì)的技術(shù)，這個(gè)世紀(jì)的市場(chǎng)”。這種打印機(jī)的產(chǎn)量以及銷量，從21世紀(jì)以來就已經(jīng)得到了極大增長(zhǎng)，其價(jià)格也在逐年下降。
據(jù)報(bào)道，世界3D打印機(jī)2012年的市場(chǎng)規(guī)模為22.04億美元。從國別來看，美國擁有的3D打印機(jī)數(shù)量最多，占全世界總數(shù)的38%；日本位居其次，占9.7%；德國為9.4%，名列第三；中國為8.7%，排在第四位。
3D打印機(jī)的工作原理，和我們平時(shí)使用的打印機(jī)有相似之處。比如打印一份文件，要先在電腦上編輯完這份文件，再輕點(diǎn)電腦屏幕上的“打印”按鈕，一份數(shù)字文件便被傳送到一臺(tái)噴墨打印機(jī)上，打印機(jī)將一層墨水噴到紙的表面以形成一幅二維圖像。
所不同的是，在3D打印時(shí)，首先要通過計(jì)算機(jī)建模軟件建模，然后通過SD卡或者USB優(yōu)盤把其拷貝到3D打印機(jī)中，進(jìn)行打印設(shè)置后，軟件通過電腦輔助設(shè)計(jì)技術(shù)（CAD）完成一系列數(shù)字切片，并將這些切片的信息傳送到3D打印機(jī)上，打印機(jī)則會(huì)將連續(xù)的薄型層面堆疊起來，直到一個(gè)固態(tài)物體成型。
3D打印機(jī)與傳統(tǒng)打印機(jī)最大的區(qū)別在于，它使用的“墨水”是實(shí)實(shí)在在的原材料。
如何把一個(gè)模型一層層地堆起來呢？有些3D打印機(jī)使用“噴墨”的方式，如使用打印機(jī)噴頭將一層極薄的液態(tài)塑料物質(zhì)噴涂在鑄模托盤上，接著將此涂層置于紫外線下進(jìn)行處理。之后，鑄模托盤下降極小的距離，以供下一層堆疊上來。還有一些系統(tǒng)使用粉末微粒作為打印介質(zhì)粉末微粒被噴撒在鑄模托盤上形成一層極薄的粉末層，然后由噴出的液態(tài)黏合劑進(jìn)行固化。當(dāng)然，這些系統(tǒng)也可以使用一種叫做“激光燒結(jié)”的技術(shù)熔鑄成指定形狀。
如果說設(shè)計(jì)的模型中有一些孔或者懸掛的地方，也不用擔(dān)心，借助加入凝膠劑或其他物質(zhì)以提供支撐或用來占據(jù)空間就可以了。這部分粉末不會(huì)被熔鑄，最后只需用水或氣流沖洗掉支撐物便可形成孔隙。
如今可用于打印的介質(zhì)種類多樣，包括塑料、金屬、陶瓷以及橡膠類物質(zhì)。有些打印機(jī)還能結(jié)合不同介質(zhì)，讓打印出來的物體一頭堅(jiān)硬一頭柔軟。
延伸無限可能……
毫無疑問，3D打印機(jī)的普及正在擴(kuò)展工業(yè)想象力的極限。比如，3D打印公司已能采用尼龍直接打印制造無縫拼接泳衣。而這僅僅只是一個(gè)開始，也許未來任何種類的衣服都能通過數(shù)字技術(shù)制造，無需人工或縫紉機(jī)械完成。
如今，3D打印技術(shù)正在被各行各業(yè)應(yīng)用。以前可能覺得骨頭壞了，只能等它自己長(zhǎng)好，但是新技術(shù)告訴我們，完全可以打印一塊骨頭出來，接到原來的位置上。國外就有一位83歲的老人，因患有慢性的骨頭感染而換上了由3D打印機(jī)“打印”出來的下顎骨。這是世界上首位使用3D打印產(chǎn)品做人體骨骼的案例。
在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試中，這種骨骼替代打印材料已被證明，可以支持人體骨骼細(xì)胞在其中生長(zhǎng)，并且有效性也已經(jīng)在老鼠和兔子身上得到了驗(yàn)證。未來數(shù)年內(nèi)，打印出的質(zhì)量更好的骨骼替代品，或?qū)椭饪剖中g(shù)醫(yī)生進(jìn)行骨骼損傷的修復(fù)，甚至幫助骨質(zhì)疏松的患者恢復(fù)健康。
通過3D打印機(jī)打印出來模型，還能夠讓設(shè)計(jì)部門打造出更出色的產(chǎn)品。在建筑業(yè)里，工程師和設(shè)計(jì)師們已經(jīng)接受了用3D打印機(jī)打印的建筑模型，這種方法快速、成本低、環(huán)保，同時(shí)制作精美，完全合乎設(shè)計(jì)者的要求，同時(shí)又能節(jié)省大量材料。
總之，3D打印產(chǎn)品無論是在成本、速度和精確度上，都要比傳統(tǒng)制造出的東西好很多。而3D打印技術(shù)本身又非常適合大規(guī)模生產(chǎn)，制造業(yè)利用3D技術(shù)能帶來很多好處，甚至連質(zhì)量控制都不再是個(gè)問題。
更有意思的是，現(xiàn)在還出現(xiàn)了“3D涂鴉手”。使用者用“3D涂鴉手”畫出一個(gè)東西，隨后就會(huì)有一個(gè)相應(yīng)的塑料3D模型“橫空出世”。以后甚至可能在餓的時(shí)候畫一塊蛋糕，馬上就會(huì)“打印”出一塊實(shí)物蛋糕來，這就是“打印食物”。
目前，研究人員已經(jīng)開始嘗試打印巧克力了�；蛟S在不久的將來，很多看起來一模一樣的食品，就是用食品3D打印機(jī)“打印”出來的。當(dāng)然，估計(jì)成本也會(huì)比較高。
真的如此完美？
3D打印機(jī)的應(yīng)用如此廣泛，不禁讓人感慨這真是一種造福人類的好技術(shù)。但常言道，科學(xué)發(fā)展本身就是一柄雙刃劍，那么，既然3D打印機(jī)可以打印各種模型，那么會(huì)不會(huì)也造出什么可怕的東西來呢？
答案令人擔(dān)憂。今年5月，一個(gè)美國人就把自己的方案和作品發(fā)到網(wǎng)上，表明：任何人，只要有一臺(tái)普通電腦、網(wǎng)絡(luò)連接、一卷塑料、一顆釘子和一臺(tái)3D打印機(jī)，就可以自己制造出一款手槍。
