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[導(dǎo)讀]  21ic電子網(wǎng),說到“3D打印”這個(gè)詞,相信大家并不陌生。因?yàn)樵谧罱欢螘r(shí)間里,各種關(guān)于3D打印的新聞不絕于耳――  在5月初,美國(guó)一名大學(xué)生設(shè)計(jì)出世界上首個(gè)3D打印槍支,并將草圖上傳到網(wǎng)絡(luò),不少人

  21ic電子網(wǎng),說到“3D打印”這個(gè)詞,相信大家并不陌生。因?yàn)樵谧罱欢螘r(shí)間里,各種關(guān)于3D打印的新聞不絕于耳――

  在5月初,美國(guó)一名大學(xué)生設(shè)計(jì)出世界上首個(gè)3D打印槍支,并將草圖上傳到網(wǎng)絡(luò),不少人爭(zhēng)相下載、制造,打印出的手槍甚至被神不知鬼不覺地帶上了列車,引發(fā)公眾對(duì)槍支管制的熱烈討論;

  早前,一名患有罕見先天支氣管倒塌的嬰兒,在植入醫(yī)生專門打造的3D打印器官和支架后,目前已經(jīng)能夠自主呼吸;另外還有更多的重癥患者,在3D打印器官的幫助下逐漸走向康復(fù)……

  3D打印憑什么受到如此強(qiáng)烈的關(guān)注和討論?我們又應(yīng)該如何看待3D打印技術(shù)?

  1、3D打印到底是何方神圣

  在開始討論之前,我們首先要搞清楚“3D打印”到底是什么概念。

  三維打印(3D printing)是快速成形技術(shù)(Rapid prototyping)的一種,它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ),以粉末狀金屬、塑料等可粘合物質(zhì)為材料,通過對(duì)材料精確堆積(即由點(diǎn)堆積成面,由面堆積成三維)、逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)。由于物品是通過材料一層層的累積而被打印出來(lái),因此3D打印技術(shù)也被稱為“累積制造”(Additive manufacturing)。

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  形象地說,3D打印有點(diǎn)像蛋糕店里的師傅做蛋糕――在蛋糕底上不斷用裱花筆擠出奶油、糖漿,堆疊成不同的花紋圖案和形狀。3D打印也一樣,打印機(jī)的移動(dòng)工作臺(tái)就好比蛋糕底,各種原料相當(dāng)于奶油和糖漿,而打印機(jī)的噴嘴則跟裱花筆的筆嘴類似。不同的是,3D打印所用的原材料種類相當(dāng)多,除了ABS、PLA等各種常用的塑料,還包括金屬、陶瓷、砂粒、紙,甚至糖、面粉等食品原料,干細(xì)胞、軟骨組織等生物材料。

  

  而利用3D打印機(jī)制作實(shí)體的過程,大致上可以分為下面幾個(gè)步驟:

  1、先通過相應(yīng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)或動(dòng)畫模擬建模軟件,對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行建模,并確定每個(gè)部分所使用的材料;

  2、利用軟件將建成的三維模型細(xì)分成逐層的截面,從而指導(dǎo)打印機(jī)逐層打印;

  3、接好3D打印機(jī)的進(jìn)料盒,然后讓打印機(jī)通過讀取文件中的橫截面信息,用液體狀、粉狀或片狀的材料將這些截面逐層地打印出來(lái);

  4、將各層截面以各種方式(包括熱熔、燒結(jié)、壓制等)粘合起來(lái),從而制造出目標(biāo)實(shí)體的雛形;

  5、必要時(shí)還需要對(duì)成品作一些后處理,例如對(duì)表面進(jìn)行打磨、將支撐物移除等。

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  目前,在物體精度要求不高的情況下,一般直接按第1~4步完成打印流程即可。

  2、為何3D打印備受關(guān)注?

  與傳統(tǒng)的制造方法相比,3D打印有著不少的優(yōu)勢(shì)。

  1)3D打印可以擺脫模具的束縛。在3D打印技術(shù)出現(xiàn)之前,要制造像臉盆、水桶、水杯之類的塑料制品,一般需要借助模具來(lái)進(jìn)行生產(chǎn),模具的形狀就決定著成品的形狀。如果這些制品的造型出現(xiàn)變化,那么模具就要重新制作,非常不便。

  而3D打印則是直接借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì),可以對(duì)物體的形狀隨意修改,而且可以直接成型、不需要經(jīng)過模具,你的所想就是你的所得。

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  2)可制作出外形復(fù)雜的物體。有些物體的外形非常復(fù)雜,例如發(fā)動(dòng)機(jī)、精密儀器里面的各種包含嵌套、多重曲面、不規(guī)則形狀等元素的零件,用傳統(tǒng)的生產(chǎn)技術(shù)無(wú)法制作、或者制作難度極大,但用3D打印卻能輕松解決這些問題。

  除了外形復(fù)雜的物體,3D打印還能做出小至綠豆大小、大至航天飛機(jī)的部件。在這個(gè)方面,3D打印幾乎是“無(wú)所不能”的,即使要。

  3)制作時(shí)間的降低。就以文章開頭的氣管倒塌嬰兒為例,如果按照傳統(tǒng)的模具法去制作一個(gè)同樣的器官構(gòu)件,從設(shè)計(jì)、造模到最終成型,大概要花3天的時(shí)間,但嬰兒的危險(xiǎn)狀況否決了這種方案;而借助3D打印技術(shù),從掃描、設(shè)計(jì)到打印成品,花費(fèi)的時(shí)間不足24小時(shí),只需傳統(tǒng)的方法1/3左右。

  從這里也可以看到,3D打印技術(shù)尤其適合于醫(yī)療和其它緊急情況――贏得時(shí)間,就是贏得生命。

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  4)制作成本大為降低。因?yàn)闆]有了傳統(tǒng)的生產(chǎn)線,少了許多諸如洗滌、打磨、純化等造成材料損耗的步驟,原材料的絕大部分可以直接轉(zhuǎn)化為成品,大大減少了材料的浪費(fèi);再考慮到省去的各種模具,以及研發(fā)的時(shí)間和成本,制作單個(gè)或者小批量產(chǎn)品的成本就大為降低。

  總而言之,3D打印技術(shù)省時(shí)、省力、省錢,目前技術(shù)的發(fā)展也逐漸降低了3D打印制造實(shí)物的門檻,每個(gè)人都可以參與設(shè)計(jì)和制造。也正因?yàn)槿绱耍?D打印才會(huì)吸引到普羅大眾的注意。

  3、3D打印的爭(zhēng)論:全民為善還是全民為惡

  目前3D打印機(jī)的價(jià)格仍然很高,即使是家用級(jí)的機(jī)器還是要幾千甚至上萬(wàn)元一臺(tái),一盒條狀的ABS原料也要數(shù)百元。但隨著3D打印的技術(shù)發(fā)展,在不久的將來(lái),購(gòu)買3D打印機(jī)和原材料,就像現(xiàn)在買家用噴墨打印機(jī)和墨盒、墨水一樣便宜,人人都買得起;再加上短時(shí)間的培訓(xùn)和學(xué)習(xí),全民3D打印時(shí)代也是有可能的。

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  然而,跟谷歌眼鏡、虛擬現(xiàn)實(shí)等這些新技術(shù)一樣,3D打印也面臨著各種反對(duì)的聲音――它會(huì)不會(huì)被用來(lái)打印違禁品?會(huì)不會(huì)用于不法用途?

  說到違禁品,人們第一時(shí)間想到的就是槍支。雖然那把叫做“解放者”的全球首支3D打印手槍還很粗糙,槍膛用不了幾下就要更換,但如果在未來(lái)的某一天,任何人都能輕易在家中打印出一支AK47、狙擊步槍、霰彈槍,甚至是火箭炮之類的武器,先不說政府會(huì)不會(huì)采取行動(dòng),但想到身邊的鄰里、朋友們都擁有這些殺傷武器,相信不少人會(huì)感到寢食難安。

  另外,因?yàn)?D打印幾乎什么都能制作,像墮胎藥等違禁藥物,甚至諸如可卡因、農(nóng)藥之類的毒品、劇毒物,都有可能通過購(gòu)買相關(guān)的原料,然后利用3D打印過程中的物理、化學(xué)變化來(lái)合成。與明晃晃地到“X寶”、“XBay”或者在線黑市上購(gòu)買的方式相比,這種“DIY”式的違禁藥和毒品顯得更為隱蔽,更難受到監(jiān)管。

  而提到不法用途,最大的爭(zhēng)議就是各種山寨和盜版。

  平時(shí)喜歡淘寶的朋友都知道,網(wǎng)上除了有低價(jià)的水貨,還有不少高仿甚至偽劣的產(chǎn)品――耐克、阿迪達(dá)斯的鞋子,鱷魚、Playboy的服裝,LV的手提包,樂高、Bandai的玩具和模型,或者三星、HTC的手機(jī)……你想得到的、想不到的,都有相應(yīng)的“山寨兄弟”存在。

  傳統(tǒng)的仿冒行業(yè)雖然在勞動(dòng)力和原料方面的成本要低得多,但由于傳統(tǒng)的生產(chǎn)設(shè)備和正版廠商的比起來(lái)相差不多,高昂的設(shè)備成本也限制了山寨仿制的傳播。不過,如果將3D掃描儀和3D打印機(jī)結(jié)合起來(lái)使用,即使是個(gè)人作坊,只要有實(shí)物或者相應(yīng)的圖紙,山寨出一批幾可亂真的運(yùn)動(dòng)鞋、玩具、手機(jī)外殼也不需要花費(fèi)多少時(shí)間,而制作的成本卻只有正版的幾分之一、甚至幾十分之一。

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  這樣一來(lái),傳統(tǒng)制造業(yè)的巨頭們都不樂意了,紛紛出來(lái)反對(duì)――因?yàn)榈搅松秸尚谐墒小⒓倜胺缕烦涑馐袌?chǎng)的時(shí)候再來(lái)討論版權(quán)問題,就已經(jīng)太遲了……

  其實(shí)說到底,關(guān)于3D打印的種種爭(zhēng)論,歸根結(jié)底還是回到使用者的意圖上――因?yàn)?D打印機(jī)本身并不會(huì)思考,它只是接收設(shè)計(jì)者輸入的圖紙資料和提供的原料,然后遵循指令將它制造出來(lái)而已。

  而3D打印技術(shù)引起的爭(zhēng)議比互聯(lián)網(wǎng)更大,不僅是因?yàn)樵O(shè)計(jì)草圖等電子文檔信息的獲取和自由流動(dòng),更在于每個(gè)人都可以真正獲得特定實(shí)物的所有權(quán)――不論是DIY的3D塑像、蛋糕批薩,還是AK47、違禁藥品?;ヂ?lián)網(wǎng)的普及降低了人們獲取信息的門檻,解決了“是什么”的問題;而3D打印技術(shù)的普及則是降低了人們獲得某項(xiàng)實(shí)物的門檻,解決了“怎么做”的問題。

  在這樣的前提下,有關(guān)部門制定相應(yīng)的法規(guī),對(duì)3D打印作出一定的規(guī)范,其實(shí)無(wú)可厚非。只是,一旦3D打印業(yè)也出現(xiàn)了類似SOPA這種“矯枉過正”的法案,任何3D打印的草圖都要經(jīng)過政府審查,相信這也是大家不愿意見到的――因?yàn)橐恍〈楹θ褐R,而損害了大部分人正當(dāng)、合法使用3D打印的權(quán)利,甚至耽誤了緊急的需要,結(jié)果只會(huì)是得不償失。

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  什么是SOPA?

  SOPA是《禁止網(wǎng)絡(luò)盜版法案》(Stop Online Piracy Act)的縮寫,該法案規(guī)定封鎖刊登侵犯知識(shí)產(chǎn)權(quán)的內(nèi)容的網(wǎng)站,而且美國(guó)司法部長(zhǎng)可在可以通過法庭禁令要求互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)供應(yīng)商、網(wǎng)絡(luò)廣告商(例如谷歌AdSense)、在線支付服務(wù)商(例如PayPal)暫停與涉嫌侵權(quán)網(wǎng)站的交易,甚至他還能夠下令搜索引擎不顯示涉嫌侵權(quán)網(wǎng)站的地址。若不按規(guī)定整改,整個(gè)網(wǎng)站的服務(wù)可能就被法院要求關(guān)閉。

  SOPA法案實(shí)際上大大加強(qiáng)了政府部門對(duì)互聯(lián)網(wǎng)的干涉、審查力度,嚴(yán)重限制了互聯(lián)網(wǎng)上的言論自由。在微軟、Facebook、谷歌、維基百科等眾多科技領(lǐng)域巨頭的抗議和民眾的反對(duì)呼聲下,SOPA法案最終流產(chǎn)。

  跟其它創(chuàng)新技術(shù)一樣,3D打印可以引發(fā)殺人、盜版等惡行,也可以用于挽救生命、造福他人。我們沒必要談3D打印而色變,也不需要將3D打印的作用過分夸張,重要的是從自己做起,將3D打印用在正道上??萍忌茞海鋵?shí)就在我們的一念之間。

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