3D打�。荷裨�、真相與未來

最近，一家大型風(fēng)投公司向工業(yè)級(jí)的3D打印空間投資3000萬美元。另一個(gè)消息是，著名辦公用品公司史泰博將成為美國(guó)第一家銷售個(gè)人3D打印機(jī)的主要零售商。很明顯，3D打印正走向拐點(diǎn)，但也正被廣告宣傳得天花亂墜。

這項(xiàng)技術(shù)已有十來年的歷史，但是現(xiàn)在它正從邊緣走向主流。3D打印當(dāng)然是一項(xiàng)重要的制造技術(shù)，因?yàn)槿魏螙|西無論結(jié)構(gòu)多復(fù)雜，都可以通過3D打印制造出來，而其他制造技術(shù)卻要為幾何上的復(fù)雜而掙扎。至今為止，還沒有哪項(xiàng)技術(shù)可以如此容易地把我們的想法轉(zhuǎn)變?yōu)橛行蔚奈矬w。但是，就像微波爐沒有取代其他烹飪方式，3D打印也不會(huì)取代其他制造工藝，而只會(huì)成為一種補(bǔ)充形式。

事實(shí)上，3D打印還是一項(xiàng)很不成熟的技術(shù)。我們?yōu)樗�籠罩上了神奇的光環(huán)，把它看作科幻小說式的復(fù)制機(jī)。但是，一旦人們真的開始使用3D打印機(jī)，就會(huì)馬上要求更快的打印速度，更高的打印質(zhì)量，更大的打印范圍，更好、更便宜的打印材料等。

在輿論宣傳中，3D打印似乎無所不能——丟失的零件、鞋子、人體器官、樂器，甚至槍支都可以通過3D打印制造出來。但關(guān)鍵的事實(shí)是：3D打印雖然不受復(fù)雜性的限制，卻受到產(chǎn)量的限制。從成本到時(shí)間，再到材料用量，所有一切都增加了3D打印的難度。假如我們想要兩倍大的東西，就要花費(fèi)8倍的材料和8倍的時(shí)間，想要3倍大的東西，就要花27倍的材料和時(shí)間——這就是“3D打印的冪定律”。

現(xiàn)在最普通的3D打印機(jī)，是一種比面包盒還小的塑料打印機(jī)，還有一些低成本的商業(yè)打印機(jī)。現(xiàn)在軟件控制生產(chǎn)的趨勢(shì)正在加速，不僅僅是3D打印機(jī)，還包括激光切割機(jī)、磨粉機(jī)、機(jī)床、路由器和工業(yè)機(jī)器人，這些機(jī)器變得越來越強(qiáng)大，消費(fèi)者也越來越負(fù)擔(dān)得起。

3D打印的材料和產(chǎn)品的范圍已經(jīng)大大拓寬了，大型工業(yè)打印機(jī)除了塑料還可以打印金屬、橡膠和陶瓷。3D技術(shù)的發(fā)展正在突飛猛進(jìn)，不管是零部件還是新設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，不管是惰性的還是有機(jī)的材料，也不管是顯微鏡下才能看見的物體還是一幢房子，不管是在地面上還是在太空中，都可以通過3D打印實(shí)現(xiàn)。然而3D打印可操作的范圍還是有限的，更重要的是它的成本很高，甚至能達(dá)到原材料的100倍。

有兩個(gè)重要領(lǐng)域很值得關(guān)注：一個(gè)是打印電子元件，不僅僅是物件，也包括邏輯和功能；另一個(gè)是方興未艾的生物打印領(lǐng)域。后者是最令人興奮的，比如說，威克弗里斯特大學(xué)的安東尼·阿塔拉博士，成功打印并移植了人的尿道。位于圣地亞哥的Organovo公司打印了可用于醫(yī)學(xué)研究和治療的人體組織，而克萊格·文特爾公司和寒武紀(jì)基因組公司正在打印DNA，一次可以打印一個(gè)堿基對(duì)。

3D打印的另一個(gè)方向是建筑。比如說，加州大學(xué)伯克利分校的羅恩·雷爾正在研制低成本有機(jī)材料，南加州大學(xué)的伯瑞斯·柯什涅維斯正在實(shí)驗(yàn)打印整幢大樓。歐洲航天局和福斯特事務(wù)所計(jì)劃合作3D打印月球基地，打印材料完全來自月球本身。

現(xiàn)在大規(guī)模生產(chǎn)方式使得所有東西都一模一樣，而3D打印可以制造小批量、高價(jià)值的物品，比如說假肢或定制珠寶。大部分3D打印產(chǎn)品都是個(gè)性化定制的，就像現(xiàn)在的噴墨打印機(jī)一樣。就像“自唱、自錄、自調(diào)”成為數(shù)碼音樂的圣歌一樣，我們也將在物質(zhì)世界進(jìn)行“拍照、修改、打印”，只要用手機(jī)攝像頭就能告訴電腦設(shè)計(jì)出程序。

在Kickstarter創(chuàng)意平臺(tái)上，有一種3D打印筆，它不需要連接電腦，目前已經(jīng)融資200萬美元。你只要拿著這支筆，就能在空中“畫畫”，實(shí)際上就是把融化的塑料堆積起來，那就好像用濕的沙子在空中建造城堡。

3D打印和其他軟件控制生產(chǎn)技術(shù)，正從根本上改寫大規(guī)模生產(chǎn)的規(guī)則。我們不再需要大量生產(chǎn)某種產(chǎn)品來達(dá)到低成本和高質(zhì)量，我們能夠以合理的成本生產(chǎn)小批量的高質(zhì)量產(chǎn)品。但是，我不認(rèn)為3D打印會(huì)取代現(xiàn)已存在的非常便宜的生產(chǎn)模式，3D打印技術(shù)也不會(huì)使制造業(yè)回到發(fā)達(dá)國(guó)家本土，因?yàn)?D打印實(shí)際上對(duì)掌握技術(shù)的要求非常高。在未來，3D打印與傳統(tǒng)工業(yè)制造會(huì)并行不悖，擁有各自的消費(fèi)群體。