3D打印：萬能制造機？

前段時間，由成龍執(zhí)導(dǎo)并擔(dān)任主演的影片《十二生肖》想必很多人都看過，其中有一個畫面就是將圓明園十二生肖獸首的詳細(xì)數(shù)據(jù)輸入電腦后，打印機立即就打印出了與實物一模一樣的復(fù)制品。你很可能以為這是為吸引眼球而設(shè)計的帶有科幻色彩的情節(jié)，但實際上，這種被稱為3D打印的神奇技術(shù)已經(jīng)走進現(xiàn)實，并成為各主要軍事強國爭相研發(fā)、應(yīng)用的“新寵”。有專家預(yù)測，未來我們生活中的電器、汽車以及房子，甚至是戰(zhàn)場上使用的飛機、大炮、潛艇等武器裝備，皆可被打印出來。 

或?qū)⒁�發(fā)新一輪技術(shù)革命浪潮 

其實，3D打印正是發(fā)源于軍方的“快速成型”技術(shù)，早在上世紀(jì)90年代就已提出技術(shù)研發(fā)構(gòu)想，只不過近幾年才出現(xiàn)了突破性進展，似乎一夜之間出現(xiàn)在世人的眼前。2012年，美國《時代》周刊將3D打印產(chǎn)業(yè)列為“美國十大增長最快的工業(yè)”，英國《經(jīng)濟學(xué)人》雜志則預(yù)測，3D打印技術(shù)將與數(shù)字化生產(chǎn)模式一道，推動新一輪工業(yè)革命的來臨。 

所謂3D打印技術(shù)，是一種由計算機輔助設(shè)計軟件通過成型設(shè)備以材料累加的方式制成實物模型的增材制造技術(shù)。它既不需要用紙，也不需要用墨，而是通過電子制圖、遠程數(shù)據(jù)傳輸、激光掃描、材料熔化等一系列技術(shù)，使特定金屬粉或者記憶材料熔化，并按照電子模型圖的指示一層層重新疊加起來，最終把電子模型圖變成實物。由此可見，3D打印技術(shù)是一項集光、機、電、計算機、數(shù)控及新材料于一體的先進綜合制造技術(shù)。 

“克隆”造物，似乎無所不能

與傳統(tǒng)技術(shù)相比，3D打印技術(shù)最突出的優(yōu)點是無需機械加工或任何模具，就能直接從計算機圖形數(shù)據(jù)中生成任何形狀的零件，從而大幅縮短生產(chǎn)周期、提高生產(chǎn)效率。此外，3D打印技術(shù)還可以制造出傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)無法制造出的外形，讓人們可以更有效地設(shè)計出飛機機翼、熱交換器等工藝復(fù)雜的產(chǎn)品。在生產(chǎn)過程中還沒有與其功能無關(guān)的剩余物，一旦技術(shù)走向全面成熟，將大大降低生產(chǎn)成本。

3D打印技術(shù)使產(chǎn)品“復(fù)制”由平面擴展到了立體空間，其意義遠遠超過了噴墨到激光、黑白到彩色打印技術(shù)的發(fā)展，而且它將使裝備制造業(yè)徹底告別車床、鉆頭、沖壓機、制模機等傳統(tǒng)工具，改由更加靈巧的電腦軟件主宰。以后，長長的流水線、轟鳴機器聲都將越來越少，一個人、一臺電腦、一部打印機就有可能組成一個“工廠”。因此，專家預(yù)測，3D打印技術(shù)帶來的變化或?qū)⒏淖冋麄�制造業(yè)的面貌。

目前，國外已經(jīng)通過3D打印技術(shù)成功地打印出了槍支、自行車、汽車、電控飛行器等物。去年，美國3D打印服務(wù)提供商已經(jīng)打印了75萬種產(chǎn)品，數(shù)量之多令人驚嘆。我國的3D打印技術(shù)發(fā)展也頗為可觀，目前世界上最大的3D打印機，正是出自我國的科技工作者之手；包括天宮一號的零部件，也都使用了3D打印技術(shù)。 

隨著3D打印技術(shù)一路“高歌猛進”，科學(xué)家們不禁做出了這樣的暢想：未來，也許建筑工地上只需一臺超大型的3D打印機，就可以自動打印樓房；也許只給月球發(fā)射幾臺3D打印機，就可利用現(xiàn)地材料打印出一個月球基地；如果生病了某個器官要換掉，無需找匹配的器官源，只要在患者身上取一些干細(xì)胞培養(yǎng)成為打印原料，然后打印出一個一模一樣的器官進行移植就可以了……

注定將在軍事應(yīng)用領(lǐng)域大展身手

在軍事領(lǐng)域，3D打印技術(shù)給裝備保障帶來的變化無疑也是革命性的。在未來信息化戰(zhàn)場上，無論武器裝備處于任何位置，一旦需要更換損毀的零部件，技術(shù)保障人員可隨時利用攜帶的3D打印機，直接把所需的部件一個一個地打印出來，裝配起來就可以讓武器裝備重新投入戰(zhàn)場。據(jù)外媒報道，美國陸軍已經(jīng)加入擴展3D打印行動，為“增強小型前線作戰(zhàn)基地的可持續(xù)作戰(zhàn)能力”，去年8月和今年1月，他們先后向阿富汗戰(zhàn)區(qū)部署了兩個移動遠征實驗室，實驗室由一個6米的集裝箱制成，配備有實驗室設(shè)備、成型機、3D打印機和其他制造工具，可以將塑料、鋼鐵和鋁等材料打印成戰(zhàn)場急需零部件。

另外，3D打印還可廣泛應(yīng)用于輔助軍事技術(shù)研發(fā)。有專家預(yù)測，未來不僅小型槍支、簡單物資可實現(xiàn)打印，軍艦、飛機、坦克等大型、復(fù)雜的武器裝備，甚至食物、軍事基地等都可用3D打印機直接或間接“制造”出來。目前，美國軍方已使用3D打印技術(shù)輔助制造某型導(dǎo)彈彈出式點火器模型，并取得了良好的效果。美國海軍也在尋求通過在機器人體內(nèi)植入3D打印機，使機器人半自動化地實現(xiàn)“相互溝通、協(xié)作以及制造”等能力。換言之，就是利用機器人來生產(chǎn)更多的機器人。

無所不能，也不能“為所欲為”

3D打印技術(shù)雖然具有廣闊的發(fā)展前景，但目前還不可能大量地應(yīng)用于軍工制造領(lǐng)域。具體來看，3D打印又可看作堆積成形技術(shù)，每一層材料都有厚度，這就決定了它的精度目前還難以企及傳統(tǒng)的減材制造方法。并且打印材料目前也主要限定在塑料、樹脂、可粘結(jié)的粉末顆粒，等等，打印出來物品的強度和硬度都差強人意，與軍事需求的標(biāo)準(zhǔn)尚有一定距離。如世界上第一支利用3D技術(shù)打印的槍支，在進行第6次射擊時就出現(xiàn)了3處嚴(yán)重性破碎。

從技術(shù)本身來說，3D打印存在的這些缺陷，或?qū)㈦S著技術(shù)的發(fā)展一一得到解決。而它衍生的倫理和安全問題，才更加令人擔(dān)憂。對于恐怖分子和犯罪分子而言，“3D打印槍能射擊一次就夠了”。隨著3D打印機的普及，未來如果有人想要一把AK47，先在網(wǎng)上下載模型圖紙，然后用3D打印機打印配件進行組裝……無需申請生產(chǎn)許可證，無需掌握制槍技術(shù)，即可輕松擁有一支突擊步槍。而且，由于槍支上沒有序列號，也沒有銷售途徑，塑料材質(zhì)的槍支還能逃過金屬監(jiān)測器的檢查，警方將很難追蹤到槍支究竟來自哪里。因此，如何建立一套有效的監(jiān)管機制，保證3D打印技術(shù)被用于“正途”，是我們在加快發(fā)展該項技術(shù)的同時，