3D打印机甚至可以用沙石“打印”出建筑。

科研人员已经能“打印”出假肢。

康奈尔大学的科学家发明了方便快捷的“3D食物打印机”。 （资料图片）

    美国科幻作家罗伯特·希克利曾写过这样一个故事：人们要到太空生活需要2305种不同的物品，但要在飞船中塞入所有东西是不可能的，幸好有一台“万能制造机”，只要按下按钮，对着机器吩咐“我要硬铝螺帽，直径为4英寸”，机器闸板便会缓缓打开，眼前就会赫然出现一个闪光发亮的螺帽。此外，要做出灯泡、口香糖、手表、沙拉酱等也不在话下。

    现实中，真有如此神奇的“万能制造机”吗？随着技术进步，不断突破的3D立体打印技术有望使科幻变为现实。在“神奇”地“打印”出小提琴、巧克力、人造血管等物品之后，近日又传来可在家自己“打印”药品的最新进展。

    药物能在家“打印”

    3D打印技术作为新型产品制造技术，使人得以窥见“万能打印机”的雏形——只要电脑设计出产品，3D立体打印机就可以通过一片一片地分层加工、逐层叠加成型的技术原理，“打印”出真实的立体物体。将这种制造技术称之为“3D打印”是因为其分层加工过程与激光喷墨打印十分相似。

    目前，通过3D立体打印技术，生产螺丝、连杆等零件，巧克力、曲奇饼等食物，小提琴、吉他、长笛等乐器，公道杯、茶壶等生活用品，甚至自行车、汽车等交通工具的零配件都已不再是天方夜谭。此前，德国斯图加特的夫琅禾费研究所的研究人员还成功“打印”出人造血管。研究人员冈特·托瓦表示，人造血管的制造过程和打印机类似。“我们一层一层地打印，就有了立体的结构。”

    日前，根据最新报道，英国格拉斯哥大学的研究人员宣布了一项更惊人的成果：人们可以用3D打印技术在自己家中制造药品。该大学的李·克罗宁教授及其研究团队对一台3D打印机进行改良，在其中加入装有化学药品的容器。经过改造，这部3D打印机相当于拥有了一个小型“反应件”，可合成用户所需药品。据报道，这项创新将大大降低药品制作成本，使更多癌症患者能接受之前负担不起的昂贵治疗。克罗宁教授指出：“3D打印机能够革新发展中国家的医疗保健方式，能够使病情诊断和治疗更为高效和经济实用。”

    未来设计师：有想法？“打印”出来

    广东工业大学机电工程学院的张永俊教授在接受本报专访时介绍，3D打印技术，即三维打印技术，是上世纪80年代中期发展起来的高新技术，是制造领域的一项重大技术创新。它自上世纪80年代在一篇博士论文中被提出来后，立刻掀起了一股席卷全球的热潮。

    这种技术不同于传统的制造工艺，它综合应用了CAD/CAM技术、激光技术、光化学以及材料科学等诸多方面的技术和知识。传统的工业制造方法多是减材制造、去材制造，也就是在一个整体材料基础上去除多余的部分，剩下的部分形成产品。而作为“增材制造”的快速原型制作技术，也就是“3D打印技术”，则可视为减材制造的逆过程，采取的是逆向思维方式。这是因为，“任意一个三维物体，都可认为是由每层形状不同的二维平面不断叠加而形成的。”张教授解释。

    在张教授看来，三维打印技术最突出的优点是无需机械加工或任何模具，就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件，从而极大地缩短产品的研制周期，提高生产率和降低生产成本，对机械制造领域产生了极大影响。这种新型技术对于企业提升竞争力极有助益。

    对很多设计师而言，很多灵感会不时涌现，并且可能稍纵即逝。在未来，如果有一台在家也能使用的小型三维打印设备，那么设计理念会在顷刻间变为现实。未来的设计师可这样做：有了想法，“打印”出来，拿着它和别人分享，然后修改并再“打印”一个……

    前景广阔：人体器官或亦能“打印”

    三维打印技术的工艺过程非常复杂，张永俊教授解释，简而言之，首先是要根据产品要求建立CAD（计算机辅助设计）模型，然后经过数字处理，由计算机控制三维打印设备，逐层式扫描完成整个打印过程，形成立体实物。按照打印成型手段，三维打印工艺又可分为：光固化立体造型、分层物件制造、选择性激光烧结以及熔融沉积造型几大类。在所有三维打印技术中，材料是最为重要的因素，其次，工艺也很重要。

    随着技术的创新和突破，在电子业、航空业和汽车制造业，3D打印已经变得越来越流行。它们不光可以离开传统的大规模机床来制造小数量的部件，而且可以用不同方法来制造，比如单个制作喷气式飞机上的空气动力导管，而不再需要大量不同元件来组装。有了3D打印技术，你甚至不必担心找不到零配件。即使已停产，你依然可找到解决之道。美国人杰·勒农为了让自己的一台1907年生产的老式流线型汽车继续行驶，购买了一台 3D 打印机。他用草图设计一个丢失的元件并“打印”出来，在车上进行试验，检测设计是否合理。多亏了3D打印机，他的这辆老爷车仍能继续行驶。

    可以说，3D打印技术的未来前景无可估量。除了以上列举的应用，在建筑、医学乃至影视等诸多领域都有广泛的应用空间。3D打印机可打印出建筑模型，科学家们预测，在未来，锤打、锯切、钻孔、砌砖等建筑技术都可能被打印所取代。张教授介绍，3D打印技术甚至可打印出牙齿、骨骼等人体器官。用3D打印技术制造的牙齿已进入市场应用，骨骼因结构较为复杂，对材料要求高，目前尚在研究中，还没有实现完全的市场化。展望未来，3D打印机在血管、心脏等器官的再造和移植等医学领域的应用值得期待。

    改变未来生活：“无人化”买卖可能吗？

    三维打印技术发展迅猛，当它从制造业领域过渡到生产消费类商品的领域时，也许会催生以前不可能发生的商业模式。

    例如，你无需再购买流水线生产出来的千篇一律的产品，而是只需设计师提供设计，或者自己就是设计师，即可在家“打印”出专属于你的独一无二的产品，实现订制化生产。张教授表示，从理论上来说，这是有可能的，但是，在现阶段来说，在家里安放一台机床的可能性不大，毕竟3D打印机造价十分昂贵，每台大约需要10万美元，个头也很庞大，要进入家庭非常困难。然而，科技的发展日新月异，未来，很可能会诞生类似激光打印机般小巧的桌面3D打印机。

    再进一步展开想象的翅膀，有一天，商家也许不必再卖产品，只需卖设计、材料以及设计程序即可。甚至可以畅想，上班路上你用手机向商家发送需求信息，别管是杯、勺等生活用品，还是手机、电脑等电子产品，商家接到信息后立马将设计程序输送到你的3D打印机上，3D打印机自动操作将产品打印成型。下班回到家，一进门你就能看到所需商品。如此说来，无纸化办公都是小儿科了，科技的发展甚至可能会实现“无人化”商业买卖。若那天真的到来，人力是否可以被大大解放了呢？

    隐忧：“打印”武器怎么办？

    在未来，3D打印技术在为人们的生活提供无限便捷的同时，也会衍生出很多触碰法律边界的问题。

    例如，随着3D打印技术的进步和普及，我们不得不面对知识产权的问题。如果连工艺复杂的小提琴都能复制出来，还有什么是不能复制的呢？你甚至可以把iPhone的所有零件都“打印”并组装起来，这样可以省掉一笔购买手机的费用。如同音乐作品一样，数字文件更容易复制和扩散。新玩具、新鞋子的设计构想一旦流入互联网，被盗版的几率将大增。如果人们将来可以用自己的打印机制作出任何自己想要的东西，那么该如何规范、限制盗版的问题，如何保护知识产权？

    再如，未来这一尖端技术是否会被一些不法分子利用，用来制造枪支或其他杀伤性武器？

    在张教授看来，制造武器这种担忧从目前来看是有些过虑了，因为枪这样的武器对材料强度的要求和制作工艺精度的要求都非常高。从现实角度看，用3D打印机制造枪支，哪怕一个部件，在较长的时间段里都很难实现。

    随着3D技术的革新，可以预见，人类将面临越来越多的法律问题和道德问题，各国对物品制造的管理将面临空前挑战。（采写：许珍）