走出科幻电影的3D打印：“无所不能”

如果你是科幻迷，《碟中谍4》电影中有个镜头兴许你会记得：特工用3D打印技术在短时间内制作了一个和真人相貌一样的面具。于是，略带科幻色彩的3D打印技术给了人们无限的遐想空间：想结婚没房子，打印一座别墅做新居吧；想买新车，兰博基尼还是奔驰宝马，看你喜好打印一个；在家里还没准会经常听到这样的话，“厨房里没肉了，你快打印两斤出来！”……小编想到这就有点小激动，有了3D打印技术，未来生活似乎无限美好。

真的如此吗？

美国《时代》周刊将增材制造列为“美国十大增长最快的工业”。如同蒸汽机、福特汽车流水线引发的工业革命，3D打印是“一项将要改变世界的技术”。这个被誉为“能改变世界”的技术真面目到底是什么样？看完中国科学院高级工程师陈贺能的解读，你也许会明白些。

1、3D打印只是个俗称，真正的3D打印是什么？

常见的打印机是二维打印，即在计算机控制下，通过两个互相垂直的方向运动打印出一个平面图形。

而“3D打印”中，“3D”就是“三维”的意思,直译为“立体打印”。就像切面包片一样，任何一个物体都可以被切割为很多块具有一定厚度（很薄）的平面（例如面包片）。于是可以反过来想象，先将这个物体的很多个具有一定厚度的薄层按顺序制作出来，然后就像把单独制作的面包片按顺序重新组合变成面包一样，这个物体就被制造出来了。这就是“3D打印”的工作原理。先用计算机软件将那个要被我们制作的物体（立体）“写成”由很多薄层（平面）组成的叠加程序，然后把这个软件拿来控制一个经过改造的“打印机”，把材料制成符合要求的各种平面，将这些薄平面按次序层层建造，叠加起来，这个物体就被造出来了。

所以“3D打印”是一个“俗称”，是一系列快速制造原型物体的技术的总称。例如说盖房子，原来建筑工人总是要将地基铺垫好，然后按照图纸“一块砖一块砖地砌出”第一层，再逐层往上盖，最后封顶。现在新的“3D打印”式盖房子方法就将“一块砖一块砖地砌”改成“用水泥那样的东西连续地浇筑”，再逐层往上浇筑便可。科学家把这种新式盖房子的方法科学地称之为“轮廓建造工艺”。

2、打印出来的东西，如食物、衣服、首饰跟实物一样吗？

世界首辆3D打印汽车

味道和口感就像真肉一样的实验室“打印”出来的人造肉

理论上，对于很多物体来说，用3D打印的概念将他们生产制造出来是完全可能的，但由“概念”变成“现实”还要做很多探索和研究。事实上，各行各业的科学家或工程师们一直都在各自的领域里探索3D打印的概念怎样变成现实。我们要学习他们，学会大胆地展开想象、激发创意的同时又积极探索实现这些想象的方法。

据报道，美国太空总署(NASA)正在研究为宇航员打印食物。这种尝试很有意义。其实不一定非要追求“与实物一样”,只要研究出特殊的方法来制造特殊的（或者说“更美味”“更方便于制造”的）食品，岂不更好吗？

3D打印骨骼

3、3D打印的人体假肢、骨骼、皮肤等人体组织构造，会不会出现生物排异反应？

不会。因为这些研究的基础，是利用他个体的细胞或组织而不是其他人的细胞或组织来“打印”的。除非是异类材质（例如金属构件），那当然要注意防止排异反应。

4、3D打印有什么局限性？

从原理来看就会发现3D打印技术的局限性。所谓“逐层”打印，这一层到底多厚（多薄）为“合适”呢？太厚就粗糙，不美观；太薄就非常慢，对批量稍大的制造带来困难。各种原材料的制造也带来新问题。例如制造金属件，到底用多大颗粒度的金属粉才合适？例如用多强功率加工才合适？加工工艺也不容易稳定。于是你会发现“重复性差”的问题。大批量生产一定要确保能重复，以确保质量稳定。所以3D打印技术最适合制造一些“个性化”的“特殊零部件”。

5、3D打印技术能否走进普通人的家庭？

随着技术的不断进步，可以想象，如果有临时需要，或者如果又有必要，一些普通家庭的物品可以自行设计、自己按需制造了。这将不是非常遥远的梦想。

6、中国3D打印自有技术的应用有哪些？

3D打印的概念用到不同的领域，便有它独自的特点，只要能进行深入的探索研究解决这些特别的问题，那就是你说的“自有”技术，或者说是“诀窍”。例如“3D打印房子”的概念来自一位意大利籍的科学家，他到美国南加州大学潜心研究，提出“轮廓建造”的概念，也发明了独特的工艺。我国也有相关企业的工程技术人员在实践，概念并无新意，但技术会有自己的独到之处。又如，我国航空工业的科学家和工程师努力拼搏，把3D打印的概念用在战机关键部件的生产上，也有自己的自有技术（诀窍），获得重奖。总之，我们身边司空见惯的东西（不但是实物，还有各种建造工艺与技术）其实不一定永远都不可改变。你完全有可能改变它。我坚信，在“创新驱动、转型发展”的新时期，我国还会有更多的青年人利用3D打印的概念大胆展开想象，发挥自己的创意，将不可能变为可能。