在家里打印一份屬于高分辨率曲奇餅干？沒錯(cuò)，你可以借助3D打印機(jī)做到！3D打印賦予了普通人強(qiáng)大新穎的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工具，人們可以獲得專業(yè)設(shè)計(jì)師和制造業(yè)大企業(yè)所獨(dú)有的設(shè)計(jì)和制造能力。這可不是噴墨打印機(jī)，桌面打印機(jī)是二維打印的，在平面紙張上噴涂彩色墨水，而3D打印機(jī)可以制造拿在手上的三維物體。

　　原理：3D打印全過程

　　3D打印機(jī)在設(shè)計(jì)文件指令的導(dǎo)引下，先噴出固體粉末或熔融的液態(tài)材料，使其固化為一個(gè)特殊的平面薄層。第一層固化后，3D打印機(jī)打印頭返回，在第一層外部形成另一薄層。第二層固化后，打印頭再次返回，并在第二層外部形成另一薄層。如此往復(fù)，最終薄層累積成為三維物體。

　　一臺(tái)3D打印機(jī)可以小到放入一個(gè)手提袋，也可以大到一輛微型面包車大小。3D打印機(jī)的造價(jià)可從幾百美元到50萬美元不等，它們共同的特點(diǎn)是按照計(jì)算機(jī)的指示將原材料按層堆積以形成三維物體。

　　技術(shù)：已經(jīng)工作幾十年

　　3D打印不是新技術(shù)，3D打印機(jī)已在制造機(jī)加工車間默默地工作了幾十年。在過去的幾年里，由于受到計(jì)算能力、新型設(shè)計(jì)軟件、新材料、創(chuàng)新推動(dòng)及互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)步的推動(dòng)，3D打印技術(shù)發(fā)展迅速。3D打印機(jī)依據(jù)計(jì)算機(jī)指令，通過層層堆積原材料制造產(chǎn)品。在人類歷史的大部分時(shí)間里，我們通過切割原料或通過模具成型制造新的實(shí)體物品。

　　3D打印機(jī)正常運(yùn)作的前提是要輸入一個(gè)設(shè)計(jì)好的電子藍(lán)圖或設(shè)計(jì)文件，它們負(fù)責(zé)告訴3D打印機(jī)在哪里放置原材料。事實(shí)上，沒有連接計(jì)算機(jī)及設(shè)計(jì)文件的3D打印機(jī)是沒有用處的，就像沒有存儲(chǔ)音樂的iPod。

　　@每日經(jīng)濟(jì)新聞：《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》預(yù)言3D打印技術(shù)將帶來“第三次工業(yè)革命”，揭示“未來的工廠”。據(jù)說再過不久，我們就可以打印自己的衣服、汽車，甚至耳朵！每星期乃至每天，都有新的構(gòu)想涌現(xiàn)。這一切只是炒作么？

　　應(yīng)用：實(shí)現(xiàn)定制生產(chǎn)

　　3D打印部件和產(chǎn)品正在蔓延到日常生活中。你的汽車儀表盤的設(shè)計(jì)就借助了3D打印原型，確保各部件緊密地配合在一起。如果你戴助聽器， 3D打印可以使用光學(xué)掃描數(shù)據(jù)，捕捉你內(nèi)耳的精確形狀，實(shí)現(xiàn)定制生產(chǎn)。

　　牙科診所借助X射線不到一個(gè)小時(shí)就可以打印定制牙冠。在體內(nèi)安裝用鈦和陶瓷打印的假膝蓋已經(jīng)風(fēng)靡世界。如果你有幸乘坐波音公司的新型飛機(jī)波音787夢(mèng)想飛機(jī)，你已經(jīng)將生命托付給至少32種3D打印的部件。如今，一般家用3D打印機(jī)可以制造鞋盒大小的塑料物品。工業(yè)領(lǐng)域的3D打印機(jī)可以制造大到汽車、小到肉眼幾乎無法看到的針頭等物品。有些研究人員開始嘗試用3D打印機(jī)打印小型房屋大小的混凝土結(jié)構(gòu)。而在微觀的角度，另外一些研究人員已經(jīng)打印出肉眼幾乎看不到細(xì)節(jié)的物體。

　　投資人士指出了3D打印概念背后的商業(yè)化隱憂。有業(yè)內(nèi)人士表示，未來3D打印不會(huì)沖擊制造業(yè)，3D打印最初可能只是解決個(gè)性化的需求，但目前在中國解決DIY需求的公司沒有投資價(jià)值。

　　陶瓷：醫(yī)藥行業(yè)用途廣泛

　　打印陶瓷具有與手工制作的窯燒陶瓷一樣的光滑表面和內(nèi)部材料性能。一個(gè)很有前景的應(yīng)用是根據(jù)病人的CT掃描，3D打印出陶瓷骨植入物。陶瓷骨植入物可以定制，由于它們的孔較少，因此比傳統(tǒng)植入物堅(jiān)固3至5倍。強(qiáng)化的陶瓷骨植入物降低了手術(shù)過程中微型碎片斷裂的風(fēng)險(xiǎn)，顯著地降低了術(shù)后炎癥發(fā)生的概率。

　　玻璃：最難打印的材料

　　玻璃是人類文明最常用的材料之一，它是對(duì)3D打印最無吸引力的材料。玻璃是疏水性的，也就是說它排斥水，因此不能很好地黏附。玻璃粉末暴露于熱量下會(huì)產(chǎn)生不可預(yù)測(cè)的結(jié)果。目前有專家已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室成功地使用再生玻璃打印了物體，玻璃打印的商業(yè)用途主要是藝術(shù)和珠寶打印。

　　困境：面臨倫理挑戰(zhàn)

　　在未來的3D打印世界里，無論何時(shí)何地，人們需要什么就可以打印什么。當(dāng)然，技術(shù)雖然好，也要看人們?cè)鯓討?yīng)用。有人可能會(huì)用來制造武器或不受監(jiān)管甚至有毒的新藥。我們的環(huán)境也可能很快被滿足各種需求的打印塑料產(chǎn)品垃圾所充斥。生物打印帶來的倫理挑戰(zhàn)將比干細(xì)胞引發(fā)的爭(zhēng)議更復(fù)雜。黑市商人則會(huì)受到利益驅(qū)使，通過制造和銷售有故障的機(jī)器零件來快速賺取黑心利潤(rùn)，那些豆腐渣工程在關(guān)鍵時(shí)刻往往會(huì)出問題。

實(shí)例：聯(lián)機(jī)烹飪曲奇餅干

      這是一份打印高分辨率3D曲奇餅干的配方：1杯面粉、1/2杯砂糖充分混合1條黃油棒、1/2杯蜂蜜、1茶匙香草、1/4茶匙鹽。用3D打印機(jī)打印10到15次，用177攝氏度的溫度烘烤7到12分鐘。曲奇一被打印出來，加熱平臺(tái)就自動(dòng)烘焙曲奇這種烘焙可稱為“聯(lián)機(jī)烹飪”。

　　即使一次簡(jiǎn)單的曲奇餅干打印也是一項(xiàng)復(fù)雜的工程程序。任何蘇打粉或發(fā)酵粉都會(huì)迅速膨脹。水將會(huì)使打印的曲奇癱軟、散開，在易于打印、保持高烘烤分辨率和維持口感三者之間找到平衡點(diǎn)是最大的技術(shù)難題。