“3D打印机将来不是要取代某一个制造业，而是要取代几乎所有的制造业。”作为世界首个公布3D打印机开源数据信息的科学家，英国工程学家阿德里安·鲍耶对中国青年报记者表示，“未来你想要什么，只需下载图纸，按一下‘打印’键，就可以去喝咖啡听音乐了，剩下的所有事，请统统交给打印机。” 北京中华世纪坛数字博物馆，观众在看3D立体雕刻打印机。CFP供图 在北京市计算中心的一间办公室里，一台灰色机器在黑暗中嗡嗡作响。这个差不多有办公桌大小的家伙，看起来像个笨头笨脑的旧式洗衣机。其中的工作台和喷头，就像我们看牙医时张大嘴巴露出的牙齿，呆呆地冲向前方。 可是，当这个笨拙的“大嘴巴”合拢起来，只要轻轻按下“打印”键，过上一两个小时，它就会像机器猫的神奇口袋那样，吐出各式各样的稀奇玩意儿：同等比例的人体牙床，有12个齿轮的多边仪器，柔软的运动鞋底，坚硬的头像雕像……如果你愿意，它甚至可以吐出一座原模原样的迷你版“大觉寺”！ 这是一台来自以色列的3D打印机。目前，这一技术已经实现了打印出一部分建筑外墙、味道堪比鲜肉的人造猪肉，甚至是人体毛细血管。这项只有25年历史的技术也被英国的《经济学人》周刊评价为，将“与其他数字化生产模式一起，推动第三次工业革命的实现”。 “3D打印机将来不是要取代某一个制造业，而是要取代几乎所有的制造业。”作为世界首个公布3D打印机开源数据信息的科学家，英国工程学家阿德里安·鲍耶对中国青年报记者表示，“未来你想要什么，只需下载图纸，按一下‘打印’键，就可以去喝咖啡听音乐了，剩下的所有事，请统统交给打印机。” 要是所有模型都能用打印机打出来，那可就好了 虽然所学的专业是机械设计，工程师向磊却能像个魔术师一样，变出庄严肃穆的大雄宝殿、惟妙惟肖的无量寿佛……他只需要走到这台价值100多万元人民币的3D打印机前，轻轻按下“开始”键。 不过在此之前，他还要绘出可供3D打印机识别的“图纸”。这种存储在电脑里的模型图，展示了被打印物体的精确数据。如果想要做出一个实际中存在的物体，只需要通过一个长得像电吹风机的扫描设备，就可以将其转换成电脑屏幕上的模型图。 接下来，再将“图纸”发送到3D打印机上，就可以等待立体打印品的出炉了。这一过程依托的是美国发明家恰克·赫尔创立的“光固化快速成型术”。1986年，他提出可以通过逐层叠加薄层，利用紫外线固化后形成固体模型。 当时恰克只有47岁。这位费时费力做模型的发明家，冒出这样一个主意要是所有模型都能用打印机打出来，那可就好了！ 如今，这已经不是遥不可及的事。一旦接到指令，大嘴巴模样的打印机就会立刻亮起光来，隔着透明罩的内部工作台上的UV灯放射出紫外线。与此同时，8个比绣花针针头还小的打印喷头来回移动，每个喷头上面有60个小孔，像打水枪一样向工作台上喷射着一层又一层的液态打印材料，先进的机器可以达到每层最薄的只有0.025毫米。 这些打印材料装在汽油桶大小的容器里，它们决定了成品的质地。目前的3D打印技术大多使用的是树脂、尼龙、塑料或者石膏材料。但实验室也传出越来越多的成功案例，包括支持钛、不锈钢或沙土材料的打印技术。这么一来，打印飞机、汽车甚至是可以居住的房间，都不再遥远。 由于对光敏感，在紫外线灯照射下，刚刚喷上的液态树脂会迅速固化，就这样一层层累积变成固体。在原本已经空着的部分，喷头会喷上可溶于水的支撑材料。 就这样来来回回一层层地累积，不断下沉的工作台上面会积出一个树脂模型。这时候工程师回到这间小屋，从“大嘴巴”里取出这个模型，到隔壁的阳台上用高压水枪冲洗掉附着在模型上面的支撑材料，就这样，不管图纸上的模型有多复杂，3D打印机都能忠诚地打印出来。根据模型大小不同，整个过程大约会花掉两到数十个小时。 未来3D打印技术就像傻瓜相机一样，人人都会操作 为了让更多人明白3D打印技术的原理，身为专利拥有者的赫尔还特意拍了一部短片。短片里的他还是黑白参差的头发，坐在贴满计划书的书桌前，背后还有一个听筒粗大的老式电话，严肃地说：“我们正在研发一种技术，能够把你在电脑屏幕上看到的图像迅速转化成实体。” 跟北京市计算中心略显笨重的3D打印机不同，赫尔的打印机如同一个咖啡机，白色的激光针头像一支削尖了笔头的铅笔，对着装满蓝色液体的杯子来回移动，发出滋滋的声音，过不了一会儿，如同魔术一般，一个成型的立体小杯子从蓝色液体里面浮出水面。 “等会儿，这短片拍摄于……25年前？！”在这则视频短片底下写着这样一条留言。“原来3D打印在25年前就实现了？” 事实上，实现3D打印实体的技术还有许多。除了赫尔提出主流技术光固化快速成型术，还有熔融积沉成型术、选择性激光烧结术等。只不过长久以来，由于成本高达数万甚至数十万美元，这项技术只是小范围地运用在工业产品设计上。 2004年，还在英国巴斯大学教书的阿德里安看到了这项研究。这位热心人士趁着课余时间写了篇文章，发表在巴斯大学的网站上，希望有人能够普及推广这项技术。 “我本来只是想告诉大家，这里有个好主意，结果我在学校路上遇到的每个人都对我说，为什么你不做呢？”阿德里安一边冲着咖啡，一边笑眯眯地告诉中国青年报记者， “后来我想了想，那我就来试试吧！” 在他的领导下，一项叫做Reprap的3D打印项目在2006年诞生。这个项目的含义就是“实现自我复制打印”，设计者希望通过“自我复制打印”，让世界上更多的人拥有3D打印的能力，“只要一个人买了一台Reprap机器，它可以自我复制第二台、第三台甚至更多，送给这个人的朋友，最后大家都可以用得上3D打印机”。 他用生物学家的名字称呼自己的机器，第一代机器叫做“达尔文”，后来还有“孟德尔”和“赫胥黎”，“生物是一个自我复制繁殖的过程，我们也是”。 虽然阿德里安创办了公司，但这个教书匠似乎并没学会商人的精打细算。他花了好一会儿时间才听明白关于销售利润的提问，然后迟疑地回答：“我们本来就没有打算要赚钱！” 他说，应该让更多人接触到3D打印这项技术，参与到这场变革中。阿德里安开源了3D打印机的数据，任何人都可以在他的网站上获得相关信息。 现在，阿德里安的技术已经实现了相对低成本。相对于北京市计算中心购置的100多万元人民币大设备，他的设备只需要300美元（折合1892元人民币）。尽管如此，他依然不满意，因为目前组装设备的技术只有专业人士才能做到，“以后的技术应该像傻瓜相机一样，人人都会”。 “好多人问我什么时候这些愿望能够实现，我和这地球上其他的70亿人一样想知道答案。”阿德里安说，“我已经老了，我没办法也没有精力继续我的研究。可我发自内心地相信，这项充满生命力的技术，普及的那一天一定会到来。” 伟大发明所能带来的影响，在当时那个年代都是难以预测的，3D打印机也是如此 阿德里安梦想实现的这一天，也许比想象中更近。现在只要变换打印材料，就可以打印出不同材质的东西，五花八门的成果层出不穷。 “如果你有设计图，现在也有建筑打印机可以为你打印出一个小房间，只不过目前能实现的最大尺度只有5米左右，那房子估计有点窄。”阿德里安打趣地说。 颇为知名的3D建筑打印机是由意大利发明家恩里科·迪尼推出的，它有6米长、6米高，比一般的3D打印机都要大。“除非打出小部件然后拼接，否则3D打印机总要比所打设备更大，这是它的一个缺点。”迪尼说。 跟其他3D打印机基本原理一样，它也是通过一层层累积打印材料，把电脑上的虚拟图像变成固体实物。只不过建筑打印机打出的并不是只有0.025毫米的薄层液态材料，而是厚达50毫米的沙土，固定后可形成立体建筑。 迪尼打印建筑的过程并不需要混凝土，而是普通的沙土和特殊的无机粘结剂，通过喷头逐层喷射混合，构成坚固的墙壁，建筑里的空间也喷满了沙土，但没有喷射粘结剂，所以当混合过粘结剂的沙土构成建筑形态后，这些没有参与构造的细沙会自动脱落，可以留给下一次建筑循环利用。 迪尼已试验打出了一部分建筑外墙。他还研究着如何把打印材料变成月球尘埃，一旦成功，今后人们就可以在月球上快速建造基地。 不过，到目前为止，3D打印依然是一项成本高昂的烧钱投资。按照北京市计算中心的打印规格，每1克的成品大概报价100元人民币左右。怀抱着“打印房子”梦想的迪尼，早已经被滚雪球似的债务问题缠身。 “伟大发明所能带来的影响，在当时那个年代都是难以预测的，1750年的蒸汽机如此，1450年的印刷术如此，1950年的晶体管也是如此。”《经济学人》评价道，“我们仍然无法预测，3D打印机将在漫长的时光里如何改变这个世界。” 阿德里安喜欢跟人这样举例：30年前，我想举办一个派对，需要印很多请柬，我只能去工厂，当时打印机很有限，但是现在几乎人人家里都有打印机，自己在家就能做请柬。当3D打印机可以进入普通人生活的时候，许多愿望就可以自己实现。 “在不久的未来，也许我们可以拥有一个没有工厂、没有商店的世界，大家都是设计师，人人都是制造商，只要身边摆一台3D打印机，你就可以得到你想要的东西。”阿德里安说。 文章来源：中国青年报 原文链接：https://tech.huanqiu.com/it/2012-09/3148892.html |
