3D打印：想象力改變生活

　　從高大上的前沿技術(shù)，到如今滲透到我們衣食住行的各個(gè)領(lǐng)域，3D打印帶給我們的驚喜總是超出想象。然而3D打印可不僅僅是為作秀而來(lái)，在我們的工作生活中它正以更低的成本和更高的效率發(fā)揮著更大的作用，甚至有些時(shí)候是不可替代的。下面將盤(pán)點(diǎn)最新最炫的3D打印應(yīng)用，希望在大開(kāi)眼界的同時(shí)，能為您的工作生活帶來(lái)裨益。

　　醫(yī)療服務(wù)：打印“身體”帶來(lái)福音?

　　有沒(méi)有想過(guò)，有一天人類的手指、小腿、內(nèi)臟甚至血管都可以3D打印出來(lái)?

　　這并不是危言聳聽(tīng)，科技進(jìn)步正在讓這一設(shè)想變成可能，因?yàn)?D打印技術(shù)正在越來(lái)越多地應(yīng)用到醫(yī)療領(lǐng)域，3D生物打印技術(shù)開(kāi)始興起。目前，全球多個(gè)國(guó)家的科學(xué)家都在致力于研發(fā)3D生物打印技術(shù)，嘗試打印器官、血管、肌肉、細(xì)胞等。

　　不久前，美國(guó)加利福尼亞州的生物技術(shù)公司ISCO發(fā)布消息，稱其已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了一款新的生物3D技術(shù)，可以顯著提高生物打印干細(xì)胞的質(zhì)量和功能。ISCO執(zhí)行副總裁兼首席科學(xué)家Russell Kern透露，這種新的技術(shù)打印出來(lái)的3D肝組織，可以替代人體的受損肝組織，幫助恢復(fù)肝功能。

　　還有的研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)結(jié)合3D打印技術(shù)和多光子聚合技術(shù)，成功打印出了人造血管。該人造血管可以和人體組織之間實(shí)現(xiàn)“溝通”，從而不會(huì)產(chǎn)生器官的排斥，且可以生長(zhǎng)出類似于肌肉的組織。

　　更加不可思議的是，來(lái)自瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工大學(xué)的人造心臟團(tuán)隊(duì)宣稱，成功用3D打印技術(shù)造出了一顆柔軟的人工心臟。這顆心臟可以自然地跳動(dòng)半個(gè)小時(shí)，然后物質(zhì)就會(huì)開(kāi)始分解?，F(xiàn)在研究人員正在改進(jìn)這一發(fā)明。

　　3D生物打印技術(shù)的研發(fā)進(jìn)展，令人期待的同時(shí)也催生了擔(dān)憂。如果這些人造的器官和組織能夠成功應(yīng)用到現(xiàn)代醫(yī)療中，那么很多疾病將因此而治愈，無(wú)數(shù)的人將重新?lián)碛薪】?。但是如果這些人造器官應(yīng)用在智能機(jī)器人領(lǐng)域，那么未來(lái)的機(jī)器人將有可能擁有柔軟的皮膚、強(qiáng)健的肌肉，以及和人類相同的容貌。這究竟會(huì)帶來(lái)什么?今天的我們不得而知。

　　飛機(jī)制造：身輕如燕任翱翔

　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，3D打印技術(shù)成功應(yīng)用可謂讓人們大開(kāi)眼界。但是倘若腦洞再略微大一些，把3D打印技術(shù)運(yùn)用到客機(jī)航運(yùn)當(dāng)中，大眾可能又要更新對(duì)3D的看法了。2016年6月1日，全球第一架3D打印飛機(jī)Thor出現(xiàn)在柏林舍內(nèi)費(fèi)爾德機(jī)場(chǎng)的國(guó)際航空航天博覽會(huì)空中客車(chē)展臺(tái)。迷你飛機(jī)Thor在四周各式各樣的巨型噴氣式飛機(jī)當(dāng)中顯得特別矮小，它也是由空中客車(chē)公司出品的全球首架3D打印飛機(jī)。

　　在未來(lái)的航空業(yè)里，3D打印技術(shù)有望節(jié)省時(shí)間、燃油和資金。“我們用它來(lái)試驗(yàn)3D打印技術(shù)的潛能界限。”空中客車(chē)Thor項(xiàng)目負(fù)責(zé)人德特列夫·科寧戈斯基說(shuō)道，“我們想看看能否用3D打印制造整個(gè)系統(tǒng)，而不是單個(gè)零件，從而加快開(kāi)發(fā)流程。”

　　信息時(shí)代更講究創(chuàng)新手段與實(shí)惠高效并重。3D打印技術(shù)已經(jīng)被空中客車(chē)和它的美國(guó)冤家波音所使用，這兩家公司的巨型客機(jī)——空客A350和波音B787夢(mèng)想飛機(jī)——當(dāng)中均有3D打印零件。據(jù)稱，打印零件的優(yōu)勢(shì)在于無(wú)需工具，而且制造極為迅速。同時(shí)，生產(chǎn)的金屬零件也能比之前輕30%到50%，而且制造過(guò)程中幾乎沒(méi)有材料浪費(fèi)。“這降低了大量的零件制造成本。” 空中客車(chē)集團(tuán)和賽峰集團(tuán)合資公司首席執(zhí)行官阿蘭·沙姆表示。

　　節(jié)能環(huán)保也是3D打印技術(shù)的重要使命。更輕的飛機(jī)所使用的燃油也就更少，排放的污染物也就更少。德國(guó)綠黨智庫(kù)海因里希·伯爾基金會(huì)會(huì)長(zhǎng)拉爾夫·富克斯認(rèn)為，由于未來(lái)20年空中交通量預(yù)計(jì)將翻番，減少航空行業(yè)碳排放的關(guān)鍵在于“相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)完成激進(jìn)的技術(shù)創(chuàng)新”。

　　服裝設(shè)計(jì)：感覺(jué)穿了一件假衣服

　　隨著3D打印技術(shù)的成熟，人們想要自己打印一件衣服的想法出現(xiàn)了。3D打印出來(lái)的衣服到底什么樣?

　　日前，一件名為“穿山甲”的生物模擬系列時(shí)裝亮相，為了制作這件衣服，10臺(tái)打印機(jī)同時(shí)開(kāi)啟打印了500個(gè)小時(shí)，之后還進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間的組裝。然而當(dāng)人們看到3D打印的服裝時(shí)，未免有些失望，感覺(jué)模特穿了件假衣服。3D打印材料比一般的服裝織物要堅(jiān)硬得多，所以服裝的舒適性并不高。

　　不過(guò)，在運(yùn)動(dòng)服裝等領(lǐng)域，3D打印似乎取得了更大的成功。阿迪達(dá)斯正在用3D打印技術(shù)來(lái)制作高性能的襯墊和鞋底，耐克宣布與惠普結(jié)成合作伙伴關(guān)系，深化在3D打印上的合作，越來(lái)越多的鞋業(yè)零售商家正在試圖利用3D技術(shù)生產(chǎn)出高精尖的鞋子，例如阿迪達(dá)斯研發(fā)的一款基于3D打印技術(shù)的概念鞋，根據(jù)用戶在門(mén)店的跑步機(jī)里留下跑步數(shù)據(jù)，就可以為用戶定制一雙穿著舒適的跑步鞋。盡管打印一雙屬于自己的鞋子非常炫酷，但是價(jià)格也不菲，不過(guò)對(duì)于有著更高需求的專業(yè)運(yùn)動(dòng)員來(lái)說(shuō)，完全可以利用3D打印技術(shù)來(lái)定制一雙獨(dú)一無(wú)二的、個(gè)性化的鞋子，不但適合腳型還符合自己的運(yùn)動(dòng)方式。

　　盡管目前，3D打印出來(lái)的服裝依然看起來(lái)有些奇怪，穿著舒適度也有待加強(qiáng)，但是3D打印在服裝領(lǐng)域的應(yīng)用可以減少制造中的材料浪費(fèi)，降低昂貴的模具費(fèi)用;尤其重要的是，3D打印技術(shù)能夠根據(jù)用戶身體的精確形狀、尺寸和支撐需求來(lái)進(jìn)行量身定制，對(duì)于從事游泳、體操、跑步的運(yùn)動(dòng)員，或是有著特殊需求的用戶來(lái)說(shuō)，則是不二良選。

　　房屋建造：羅馬可以一天建成

　　居者有其屋，是大家共同的夢(mèng)想。然而在人口眾多、土地稀缺的現(xiàn)代都市里，面對(duì)高企的房?jī)r(jià)，住房成為很多人一生最大的追求。如何更好地解決住房問(wèn)題?各種奇思妙想不斷涌現(xiàn)，從土地供應(yīng)，從房屋制造成本，從節(jié)能環(huán)保等方面，人們的腦洞大開(kāi)。其中有一種技術(shù)成功吸引了大家的注意，那就是3D打印房屋技術(shù)。

　　兩層精裝別墅，三小時(shí)建成?對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，大多數(shù)人表示懷疑，但這棟由3D打印的模塊新材料別墅的確在古城西安現(xiàn)身，建造方在三個(gè)小時(shí)完成了別墅的搭建。雖然建造方有造勢(shì)的噱頭，其90%的建房工序已經(jīng)在工廠完成，現(xiàn)場(chǎng)只是對(duì)這些模塊進(jìn)行拼接、組裝、搭建，但是即便從材料選取到用3D技術(shù)打印完所需模塊，也只需要十幾天，且成本只在數(shù)千元人民幣這個(gè)區(qū)間，無(wú)論從時(shí)間還是金錢(qián)來(lái)說(shuō)，成本比傳統(tǒng)別墅建造都大大降低了。

　　最近，在法國(guó)，其第一座3D打印民用住房也出現(xiàn)在公眾視野里。號(hào)稱3天完工6天入駐的這所房屋共5個(gè)房間95平方米。該項(xiàng)目運(yùn)用了一種新型專利技術(shù)——BatiPrint3D，進(jìn)行施工的是一條長(zhǎng)約4米、由激光系統(tǒng)引導(dǎo)的機(jī)器人手臂，它使用聚合物絕緣體打印出結(jié)構(gòu)墻壁的三層結(jié)構(gòu)，分別是模板層、絕緣層和結(jié)構(gòu)層。模板層和絕緣層都由泡沫狀的材料組成，結(jié)構(gòu)層是特殊的3D打印混凝土層，結(jié)構(gòu)層最終被放置于模板層和絕緣層之間。這種技術(shù)不僅比傳統(tǒng)建筑技術(shù)造價(jià)便宜，更能使機(jī)器手臂與設(shè)計(jì)師深度配合，打印出形狀更多的建筑空間，更重要的是，大大縮短了房屋建造時(shí)間。

　　3D打印房屋的優(yōu)勢(shì)顯而易見(jiàn)，快速、低成本、定制化等是其顯著的標(biāo)簽。然而土地供應(yīng)、人們的接受程度、房屋監(jiān)管等問(wèn)題還是其無(wú)可回避的客觀現(xiàn)實(shí)，但無(wú)論如何，3D打印應(yīng)用于房屋建造為解決住房問(wèn)題提供了一種另類的可能，我們要做的只是樂(lè)觀其成。

　　家具電器：結(jié)構(gòu)與工藝實(shí)現(xiàn)大跨越

　　想要造型更別致的設(shè)計(jì)?想要更符合人體工程學(xué)的沙發(fā)構(gòu)造?想要根據(jù)自己的使用習(xí)慣定制個(gè)性化的家具擺件?那請(qǐng)等待數(shù)個(gè)月之久吧。在以前，很多有復(fù)雜設(shè)計(jì)和工藝的家具電器需要很長(zhǎng)的制造時(shí)間、更多的人力和更昂貴的成本，但是這一切在3D打印技術(shù)逐步成熟之后已經(jīng)不復(fù)存在。

　　3D打印讓很多以前不可能完成的設(shè)計(jì)成為現(xiàn)實(shí)。特別是對(duì)花瓶、雕塑、飾品等裝飾類的用品而言，3D打印天馬行空的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)能力讓很多“mission impossible”輕松完成。衛(wèi)浴領(lǐng)先品牌“美標(biāo)”就用3D打印技術(shù)制作了一款水龍頭DXV，使用了直接金屬激光燒結(jié)SLS，這種工藝令設(shè)計(jì)師能夠?qū)⑺冯[蔽成一個(gè)看起來(lái)僅僅起到裝飾作用的精細(xì)結(jié)構(gòu)，讓水流形成一種天然瀑布的形態(tài)。而這種結(jié)合實(shí)用性與美學(xué)的作品在之前是很難完成的。

　　當(dāng)然，3D打印不僅可以用于新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，在破損家具的利舊翻新上更是如魚(yú)得水。家具的把手或是其他小部件部分損壞很難配到完美的原件，讓人頭疼。但是宜家公司就利用3D打印實(shí)現(xiàn)其家居用件的3D打印化，直接填補(bǔ)用戶家具上丟失或損壞的部分。宜家公司將這些需要打印的3D部件文件發(fā)送到用戶手上，用戶找到3D打印機(jī)直接打印出來(lái)即可修復(fù)，省時(shí)省錢(qián)還環(huán)保。

　　事實(shí)上，不光是傳統(tǒng)的家具能使用3D打印技術(shù)，家用電器也可以借助它實(shí)現(xiàn)更高的性價(jià)比。早在20年前，家電巨頭海爾就率先在中國(guó)家電行業(yè)利用3D打印技術(shù)直接制作零部件模型，為家電新產(chǎn)品研發(fā)提供服務(wù)。3D打印技術(shù)能夠有效縮短新產(chǎn)品研發(fā)周期，降低研發(fā)成本，而且大大提高研發(fā)的成功率。目前，3D打印技術(shù)已經(jīng)滿足了家用電器功能實(shí)現(xiàn)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的全面需求，用戶可以自由選擇家電的顏色、款式、性能、結(jié)構(gòu)等，甚至把自己的喜好元素打印到電器上，滿足個(gè)性化、高端化、定制化的各種需求。

　　美食烹飪：廚藝要靠想象

　　“吃”是人們永恒的話題之一，3D打印機(jī)的出現(xiàn)似乎讓“吃”變得更有意思了，糖果、巧克力、餅干、冰激凌……當(dāng)這些都可以通過(guò)3D打印出來(lái)時(shí)，食品制作又有了新的想象空間。

　　當(dāng)前的食品3D打印機(jī)，很多采用的都是擠出原理，即把膏狀的食材通過(guò)噴頭擠出，然后根據(jù)預(yù)先輸入的3D數(shù)字模型繪制出需要的形狀。這種擠出式食品有自己的優(yōu)點(diǎn)，造型可以更加自由，熱量分配可控。這不但可以讓食物更為有趣和誘人，而且能很好地滿足某些人群的飲食需求。有人甚至預(yù)言，在未來(lái)，食品3D打印機(jī)將能夠精確控制食物的營(yíng)養(yǎng)成分分布，還能與手機(jī)等設(shè)備相連接，從而令廚房變得更加智能化。

　　不過(guò)，這種擠出方式只適用于巧克力、奶油等流狀食品，對(duì)于需要進(jìn)一步加工的食品就不適合了。對(duì)于比薩等食品，可以通過(guò)擠出面醬等原材料打印出一整張比薩，但由于成品是生材料，還需要通過(guò)烘培等手段才能最終完成。于是，有人正在開(kāi)發(fā)集成烹飪功能的新型食品3D打印機(jī)，比如能像烤箱一樣烘培，如此一來(lái)，食物在打印完成后很快就能食用了。此外，當(dāng)前的食品3D打印機(jī)還有一個(gè)痛點(diǎn)就是操作不夠簡(jiǎn)單，用戶需要自己準(zhǔn)備和裝填食材，還需要面對(duì)有可能出現(xiàn)的故障。這些不但沒(méi)能簡(jiǎn)化烹飪，反而令其更繁瑣了。針對(duì)此問(wèn)題，目前，已有公司與一些食品制造商和零售商合作，生產(chǎn)食材膠囊，讓消費(fèi)者可以使用預(yù)先準(zhǔn)備好的食材膠囊進(jìn)行簡(jiǎn)便操作。

　　3D食品打印目前來(lái)看還難以進(jìn)入千家萬(wàn)戶，需要解決的問(wèn)題也很多，但是這個(gè)行業(yè)前景可觀。不論是年輕人追求新奇還是老年人或患有某種疾病的人對(duì)食品有特別的要求，人們對(duì)于食品的特殊需求是存在的。簡(jiǎn)而言之，隨著科技發(fā)展，3D食品打印會(huì)滿足人們更多的要求，其深層次的價(jià)值也會(huì)逐步得到挖掘。