你需要一頓豐盛的早餐？你需要一雙精致無比的鞋子？你需要給孩子準(zhǔn)備奇異的玩具？你需要一部功能強(qiáng)大的汽車？沒關(guān)系……只管打印出來就行了。

　　這是全球首部全面講述3D打印的著作《3D打?。簭南胂蟮浆F(xiàn)實(shí)》一書的作者，胡迪·利普森和梅爾芭·庫曼為我們描述的場(chǎng)景。

　　6月29日，胡迪·利普森和梅爾芭·庫曼應(yīng)邀到西北工業(yè)大學(xué)訪問，并作題為《3D打印的未來》的演講。他們帶著在場(chǎng)師生，走進(jìn)3D打印的世界，認(rèn)識(shí)當(dāng)下這個(gè)最酷的東西——它將從想象變成現(xiàn)實(shí)，并帶來一場(chǎng)深刻的社會(huì)革命。

　　3D打?。菏巧裨掃€是實(shí)話？

　　3D打印技術(shù)原指增材制造（Additive Manufacturing）技術(shù)中的一種，現(xiàn)在普遍被用來描述增材制造行業(yè)。它以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體。3D打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)來實(shí)現(xiàn)的。過去其常在模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域被用于制造模型，現(xiàn)正逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造，已經(jīng)有使用這種技術(shù)打印而成的零部件。該技術(shù)在珠寶、鞋類、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑、工程和施工（AEC）、汽車、航空航天、醫(yī)療、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程以及其他領(lǐng)域都有所應(yīng)用。

　　早在20世紀(jì)80年代中期，3D打印技術(shù)就已經(jīng)出現(xiàn)，現(xiàn)今已歷經(jīng)近30個(gè)年頭。在較長的發(fā)展歷程中，3D打印由于技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等因素的限制，沒有對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)模式產(chǎn)生質(zhì)的改變，而進(jìn)入2012年之后，隨著美國一系列制造業(yè)振興計(jì)劃的宣布，3D打印作為其中制造業(yè)振興的新技術(shù)而備受關(guān)注，由一個(gè)冷門的名詞變得家喻戶曉，資本市場(chǎng)也對(duì)相關(guān)技術(shù)和公司十分看好。

　　3D打印技術(shù)的“大熱”，也讓《3D打?。簭南胂蟮浆F(xiàn)實(shí)》一書成為在國內(nèi)市場(chǎng)的熱銷讀物。而胡迪·利普森和梅爾芭·庫曼的到來，“更是在古城西安的炎熱中，為我們帶來對(duì)3D打印技術(shù)熱切關(guān)注。”學(xué)校凝固技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任黃衛(wèi)東教授在主持演講活動(dòng)時(shí)表示。

　　胡迪·利普森，康奈爾大學(xué)機(jī)械工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)教授，他還是一家創(chuàng)造機(jī)器實(shí)驗(yàn)室的負(fù)責(zé)人，專注于自動(dòng)化設(shè)計(jì)和機(jī)器制造。他在3D打印領(lǐng)域的研究成果，發(fā)表在了《自然》、《科學(xué)》、《紐約時(shí)報(bào)》、《發(fā)現(xiàn)》等多家雜志和其他媒體上。

梅爾芭·庫曼，在微軟和康奈爾大學(xué)有著15年的產(chǎn)品和研發(fā)經(jīng)歷，她現(xiàn)在是一家創(chuàng)新公司的總裁。

　　他們?cè)趫?bào)告中講述了3D打印技術(shù)的突破性發(fā)展，以及3D打印技術(shù)將如何應(yīng)用在學(xué)校、廚房、醫(yī)院等場(chǎng)所。他們預(yù)測(cè)，不遠(yuǎn)的未來，我們完全可以用電腦把自己想要的東西設(shè)計(jì)出來，然后進(jìn)行三維打印。通過電子設(shè)計(jì)文件或設(shè)計(jì)藍(lán)圖，3D打印技術(shù)將會(huì)把數(shù)字信息轉(zhuǎn)化為實(shí)體物品。當(dāng)然，這還不是3D打印的全部，3D打印最具魔力的地方是，它將給材料科學(xué)、生物科學(xué)帶來翻天覆地的變化，最終的結(jié)果是科學(xué)技術(shù)和創(chuàng)新呈現(xiàn)爆發(fā)式的變革。

　　梅爾芭·庫曼女士重點(diǎn)解讀了3D打印的10大特性：成本和延時(shí)趨近于零、多樣化制造而不增加成本、無需組裝、零時(shí)交付、天馬行空的設(shè)計(jì)空間、零技能傻瓜式制造、簡(jiǎn)單便捷式制造、減少廢棄副產(chǎn)品、無限組合的材料、精確的實(shí)體復(fù)制和修改。

　　“我對(duì)這個(gè)技術(shù)了解得越多，就越難預(yù)測(cè)，主要是因?yàn)橛泻芏嗟目赡苄浴?rdquo;胡迪·利普森先生則還是為我們勾勒了3D打印的未來發(fā)展篇章：可以打印任意形狀和輪廓、打印全新的合成材料、打印集成的可運(yùn)行的系統(tǒng)、從模擬到數(shù)字。

　　未來發(fā)展：對(duì)傳統(tǒng)制造的補(bǔ)充而不是替代？

　　今年4月，英國《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》刊文認(rèn)為，3D打印技術(shù)將與其他數(shù)字化生產(chǎn)模式一起，推動(dòng)第三次工業(yè)革命的實(shí)現(xiàn)。美國《時(shí)代》周刊也將3D打印產(chǎn)業(yè)列為“美國十大增長最快的工業(yè)”。

　　傳統(tǒng)制造技術(shù)是“減材制造技術(shù)”，3D打印則是“增材制造技術(shù)”，它具有制造成本低、生產(chǎn)周期短等明顯優(yōu)勢(shì)，被譽(yù)為“第三次工業(yè)革命最具標(biāo)志性的生產(chǎn)工具”。

　　現(xiàn)在，即使在普通人的生活中，3D打印也不算是什么稀罕物了。日前，專家預(yù)測(cè)民用市場(chǎng)未來一定有爆發(fā)式的增長，甚至到2016年，將有一萬家3D打印實(shí)體店，這意味著3D打印將像傳統(tǒng)打印一樣，成為生活的一部分。在西安，也擁有了對(duì)公眾開放的3D打印照相館。

　　而目前世界上最先進(jìn)的3D打印機(jī)，不只是打印塑料和樹脂材料，還可以用巧克力打出小兔子，用橡膠材料打印出鞋底，甚至打印人體器官、汽車、手槍等等。不久的將來，人們還會(huì)看到設(shè)計(jì)師用水泥、石頭和沙子打印出的“單片環(huán)狀結(jié)構(gòu)件”組合而成的別墅……在航空航天、生物醫(yī)療、汽車制造、武器裝備等等領(lǐng)域，3D打印五花八門的應(yīng)用，只能讓你驚呼“沒有什么不可能”。

　　3D打印技術(shù)的發(fā)展前景如何？中國能否抓住這一技術(shù)變革帶來的機(jī)遇，在工業(yè)制造上趕超發(fā)達(dá)國家？

西北工業(yè)大學(xué)凝固技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，是我國3D打印技術(shù)研發(fā)最出色的單位之一，主要發(fā)展名為“激光立體成形”的3D打印技術(shù)。該技術(shù)通過激光融化金屬粉末，幾乎可以“打印”任何形狀的產(chǎn)品。其最大的特點(diǎn)是，使用的材料為金屬，“打印”的產(chǎn)品具有極高的力學(xué)性能，能滿足多種用途。

　　“隨著航空航天技術(shù)的發(fā)展，零件構(gòu)造越來越復(fù)雜，力學(xué)性能要求越來越高，重量卻要求越來越輕，通過傳統(tǒng)工藝很難制造。而3D打印則可以滿足這些需求。”凝固技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任黃衛(wèi)東介紹說。

　　當(dāng)日，胡迪·利普森和梅爾芭·庫曼專程前往該實(shí)驗(yàn)室參觀。在一臺(tái)“激光立體成形”設(shè)備下，透過“打印機(jī)”的玻璃窗看到，一束激光在計(jì)算機(jī)控制下移動(dòng)，激光頭兩側(cè)噴嘴噴出的金屬粉，被激光熔化，一層層凝固、堆積。一小會(huì)兒，一個(gè)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的金屬件展露出雛形。胡迪·利普森和梅爾芭·庫曼在玻璃窗前，認(rèn)真地觀察，興奮地說：“太漂亮了！”

　　為國產(chǎn)大飛機(jī)C919制造中央翼緣條，是3D打印技術(shù)在航空領(lǐng)域應(yīng)用的典型。據(jù)黃衛(wèi)東介紹，中央翼緣條長達(dá)3米，是大型鈦合金結(jié)構(gòu)件。西工大與中國商用飛機(jī)有限公司合作，應(yīng)用激光立體成形技術(shù)解決了C919飛機(jī)鈦合金結(jié)構(gòu)件的制造問題。胡迪·利普森教授在現(xiàn)場(chǎng)了解到相關(guān)情況后表示，“非常震驚。”

　　與傳統(tǒng)的制造技術(shù)相比，3D打印具有加工成本低、生產(chǎn)周期短、節(jié)省材料等明顯優(yōu)勢(shì)，從航空、動(dòng)力裝備到醫(yī)療、體育、影視等諸多領(lǐng)域，均可大顯身手。

　　事實(shí)上，在美英等國，3D打印技術(shù)已有較為廣泛的應(yīng)用。

　　大到飛行器、賽車，小到服裝、手機(jī)殼，制造廠家借著3D打印的東風(fēng)，煥發(fā)出新的生命力。由于3D打印制品能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的自然無縫連接，從而達(dá)到傳統(tǒng)制造方法遠(yuǎn)不可即的結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性和連接強(qiáng)度，已成為國外研究空間飛行器的關(guān)鍵技術(shù)。據(jù)悉，美國國家航空航天局正在研究一項(xiàng)被稱為“未來3D打印宇宙飛船”的技術(shù)，希望通過3D打印，制造出“廉價(jià)的機(jī)器人宇宙飛船”。

　　在美國，價(jià)格低、操作簡(jiǎn)便的小型家用3D打印機(jī)已到了“每4公里范圍內(nèi)有一臺(tái)”的普及程度，其購買量不斷攀升。

　　在我國，包括我校在內(nèi)的多所高校和科研機(jī)構(gòu)也相繼研發(fā)出多種系列的3D打印設(shè)備，部分技術(shù)已達(dá)到世界領(lǐng)先水平。

　而胡迪·利普森教授在接受采訪時(shí)卻始終保持對(duì)3D打印技術(shù)的“冷靜”。他說，“要冷靜對(duì)待3D打印技術(shù)的發(fā)展，找到這項(xiàng)技術(shù)和大規(guī)模工業(yè)制造的結(jié)合點(diǎn)，發(fā)揮該技術(shù)的應(yīng)用。3D打印技術(shù)并非萬能，不能替代傳統(tǒng)的大規(guī)模制造，因?yàn)閮烧咚a(chǎn)的內(nèi)容是不一樣的。作為大學(xué)研究而言，往前多走一步，是很有必要的。”

　　據(jù)了解，增材制造技術(shù)在我國重工業(yè)零部件制造方面得到一定應(yīng)用，但尚未進(jìn)入大規(guī)模工業(yè)化，其工藝與裝備都有待進(jìn)一步開發(fā)。就目前的形勢(shì)來看，3D打印技術(shù)尚不具備取代傳統(tǒng)制造業(yè)的條件；在大批量制造等方面，高效低成本的傳統(tǒng)減材制造法仍是主流。

　　難以形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)，是3D打印的軟肋。如何邁過這道坎兒，是目前科技界和工業(yè)界的待解難題。

　　梅爾芭·庫曼女士則認(rèn)為，3D打印技術(shù)正在改變我們的生活，這種改變應(yīng)該是一種過程。對(duì)于未來，她認(rèn)真地說，“激發(fā)孩子們的想像力，這是3D打印技術(shù)對(duì)下一代的最重要之處。”