3D打印正如火如荼，过段时间就有新闻跳出：美国一个小伙子用3D打印了一把枪，据说能连发几百发子弹；耐克公司推出全球第一款3D打印足球鞋，重量只有150克；英国科学家用3D打印机打印出胚胎干细胞，三天后还有89%的细胞存活……连电影《十二生肖》里也似乎在为3D打印做着普及推广：成龙戴着传感手套扫一遍兽首，远程3D打印机很快就打出了一个一模一样的赝品……如此神奇的3D打印到底是个什么东西？

3D打印机的问世

我们先来说说人类制造技术的演进。有种说法，自从人类学会使用工具，主要是运用三种方法制造物品：增材、减材和塑形。最先运用的是减材法，在旧石器和新石器时期，人们不管打制还是磨制石器，都是把大块石头减掉多余，然后再用锋利的刃部切削骨头或木头。接下来是塑形方法，把泥巴捏成碗，烧成陶器，用的是外力塑形，把铜烧成汁灌进模具制成青铜器，用的是模具塑形。增材法过去用得也很多，比如盖房，砖一块一块往上垒，编席，竹片一根一根往里加。

因为过去的制造多是人力手工，自从18世纪蒸汽机问世第一次工业革命，19世纪电力和内燃机广泛应用第二次工业革命以来，机器和车间取代人力手工，绝大部分坚硬、细密、精巧的物品用增材方法是没法制作的，于是“开模”塑形和“车洗刨磨钻”减材就成了制造业的两大主流方法，看看我们身边，从锅碗瓢盆到手机手表，几乎全是“减材”和“开模”做出来的。但是“开模”很麻烦，只有大批量标准化生产才能降低成本，而切削等减材方法不适合特别精细复杂的情况，比如弯曲和镂空。它们还有个共同特点：千篇一律。 

计算机出现带来的数字化革命，才使得增材制造的机器生产成为可能。

科学家发现，有一种叫光敏树脂的液态材料，被一定波长的紫外光照射后会立刻变成固体。1986年，美国科学家胡尔就是利用这个特性发明出世界上第一台3D打印机。

他把液态光敏树脂倒进一个容器，液面下方0.05毫米-0.15毫米有个升降平台，液面上方有一台激光器，激光器连接电脑，电脑里有虚拟物体的三维数据。电脑发出第一道指令，激光器发射紫外光，紫外光照射液面特定位置，这一片形状的光敏树脂马上发生光聚合反应，从液体变成固体——相当于打印完成了第一层。 然后，平台下降0.05毫米-0.15毫米，激光器再根据新指令发射光线，上面这层液体照射后固化，“打印”出第二层……平台一点一点下降，电脑一道一道发出指令，平台上的液体一层一层固化、累积，于是，一件电脑里的三维模型就这样被“打印”成了一件立体实物。

3D打印显神奇

3D打印的主要工作方式是：运用计算机软件，设计出立体的加工样式，然后通过特定的成型设备即3D打印机，用液态、粉末、丝状的固体材料逐层“打印”出产品。3D打印技术在最近几年突飞猛进，可用的材料虽然还不算多，但现在塑料、尼龙、石膏粉、陶瓷、金属，甚至最硬的钛合金件都已经能用来打印。

今年1月18日，中国国家最高科技奖——科技发明一等奖颁给了一项3D打印科研项目：北航王华明教授的“飞机钛合金大型复杂整体构件激光成形”。 这是用高功率激光，逐层的烧结金属粉末，然后层层积累的方式造成复杂的飞机构件。目前只有美国的上市公司3D Systems掌握这个技术，但中国能打印的产品尺寸远远超过美国同行。

有报道称，美国航空航天局和欧洲太空总署正在研究用3D打印技术在月球上建造人类基地。他们初步的设想是：将太空舱送到月球表面，宇航员用3D打印机，对月球表面的尘土原材料进行激光高温加热，然后形成熔融态物质，“打印”出建筑物。除了房子，月球上的岩石还可以用来打印工作和生活物品。这样做的最大好处是就地取材，多快好省，不必从遥远的地球运送建筑材料过去。

更神的是，科学家们还尝试把细胞作为材料来打印出人体器官。今年2月20日，美国康奈尔大学研究人员声称，他们已打印出了一只人造耳朵。

细细想想，宇宙间最复杂的物质结构，莫过于人的身体，从一个小小的受精卵开始，按照DNA遗传信息的编码规律，逐层叠加，增材制造，一天一天从小到大……这难道不是一次3D打印的过程么？

3D打印技术的出现，或许将引领人类社会进入第三次工业革命。现在的工业生产，是以大批量标准化为基础，产量越大成本越低。而3D打印的出现，将让制造业重回小规模、个性化时代，那时候制造业的核心将是创造能力为主，不一定要有规模优势。这样一来，整个工业生产的基础将彻底改变。 家里只要有一台3D打印机，想要什么就打印什么，工厂化流水线生产将没有任何优势可言。

 3D打印的时代来了，而且离我们的生活正越来越近。杭州已有国内规模最大的3D打印公司——先临三维杭州快速制造服务中心，该公司去年一年收取的“打印费”有1000万元。杭州也已经有了能打印立体人像的3D打印照相馆，我们不妨前去体验一下这神奇的3D打印，给自己打印一个把玩的“模特自己”。