導(dǎo)讀：在討論3D打印可以為行業(yè)和社會(huì)做些什么時(shí)，我們很容易將它抬到很高的地位，但它的創(chuàng)造者查克·赫爾（Chuck Hull）用老式的誠(chéng)實(shí)來(lái)切斷炒作。 

由于3D打印，有一天我們也許能夠用生物材料生成新的器官和身體部位，在一天內(nèi)根據(jù)需要設(shè)計(jì)定制設(shè)計(jì)的房屋，并制造內(nèi)部印有電路的電子設(shè)備。這不是夸張或假設(shè)，這些東西現(xiàn)在都在測(cè)試，并且比你想象的更接近真實(shí)。

由HP 3D打印的假肢外殼。許多公司正在開發(fā)將電路和電線直接打印成零件的方法。

隨著事物發(fā)展的速度，不久之后，惠普的Multi Jet Fusion打印機(jī)這樣的高端機(jī)器能夠快速生產(chǎn)出堅(jiān)固可用的部件，看起來(lái)就像點(diǎn)陣打印機(jī)對(duì)我們所做的那樣。

很難預(yù)測(cè)這個(gè)行業(yè)可以走多遠(yuǎn)，因?yàn)閃ohlers Associates在2013年預(yù)測(cè)該行業(yè)在2021年的價(jià)值將達(dá)到108億美元。2019年的Wohlers報(bào)告現(xiàn)在預(yù)測(cè)到2022年該數(shù)字將達(dá)到239億美元，可以說(shuō)這個(gè)行業(yè)超出了所有人的預(yù)期。

這是一個(gè)瘋狂的行業(yè)，甚至是最有可能改變世界的行業(yè)。但你可能不知道的是，這個(gè)將改變世界的發(fā)明有著一個(gè)極其謙遜的開端。它是由一個(gè)同樣謙遜的人——查克·赫爾（Chuck Hull）發(fā)明的，他是一個(gè)像杰佩托（Geppetto，締造匹諾曹的老木工）一樣的人物，他不知道他的創(chuàng)作是多么神奇。

Chuck Hull，3D打印之父

雕刻工業(yè)

在20世紀(jì)80年代早期，隨著立體光刻技術(shù)（SLA）的出現(xiàn)，赫爾啟動(dòng)了增材制造運(yùn)動(dòng)，立體光刻技術(shù)使用快速移動(dòng)的紫外光束來(lái)固化下面液體樹脂池的特定部分，從底部向上雕刻托盤深入池中。

當(dāng)時(shí)，赫爾只是想找到一種更好的方法來(lái)塑造注塑成型的物品。這種制造方法對(duì)于大批量、低成本的塑料部件而言是令人垂涎的，但是進(jìn)入生產(chǎn)是一個(gè)詳盡的過(guò)程。迭代過(guò)程需要工程師設(shè)計(jì)要制造的零件，而且還需要用于注塑機(jī)的工具來(lái)制造零件。

“當(dāng)時(shí)的問(wèn)題是，設(shè)計(jì)師要設(shè)計(jì)一個(gè)零件，他需要花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間才能確定他想要的東西是什么樣子，以及它是否適用于預(yù)期用途。”赫爾說(shuō)。

這個(gè)過(guò)程可能需要六個(gè)星期，對(duì)他來(lái)說(shuō)太長(zhǎng)了，他知道有一個(gè)替代方案，他可以把它商業(yè)化并出售給其他工程師。他對(duì)此很有把握。赫爾工作的加利福尼亞小型工程公司的總裁卻不這么認(rèn)為。

“我堅(jiān)持不懈，”赫爾解釋道，總裁默許讓他在晚上和周末在后面的實(shí)驗(yàn)室里追求假想的技術(shù)。

憑借這一工作空間，以及Hewlett Packard X-Y繪圖儀、燈泡輸出、樹脂、一些光纖和精細(xì)的編程技巧，赫爾創(chuàng)造了歷史。更具體地說(shuō)，他制作了一個(gè)洗眼杯，從這你就知道他成功了。

一天晚上，他的妻子“不情愿地”開車到實(shí)驗(yàn)室去看實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品，事后看來(lái)，這就像看到第一本“古騰堡圣經(jīng)”從打印機(jī)上滾滾而來(lái)。

第一個(gè)3D打印部件，一個(gè)洗眼杯樣品。

赫爾緊接著成立了3D Systems，將該技術(shù)商業(yè)化。到80年代末，該公司的打印機(jī)正在為鑄造廠制造投資鑄造模具。

“我們制造的模具，至少足夠用于代工廠進(jìn)行短期生產(chǎn)?！?D Systems現(xiàn)任首席技術(shù)官赫爾回憶道。當(dāng)時(shí)他們?yōu)楣S打印固定裝置和工具。

這足以證明該技術(shù)具有潛力，而其他增材制造方法也正在形成。

增加炒作

在赫爾致力于3D打印產(chǎn)業(yè)化的過(guò)程中，明尼蘇達(dá)州的斯科特·克魯普在廚房里擺弄塑料和膠槍，為他的孩子制作玩具——這便是熔融沉積成型（FDM）的原型，該擠壓方法獲得專利，由Crump的公司Stratasys注冊(cè)。其他公司，如Ultimaker，稱之為熔融纖維制造（Fused Filament Fabrication，F(xiàn)FF）。無(wú)論哪種方式，將一卷塑料線送入擠出機(jī)，在那里將其熔化并逐層地落到構(gòu)建板上。這種方法是工廠直接在工廠車間直接制造夾具和固定裝置的常用方法，以減少因工具損壞或效率低而導(dǎo)致的停機(jī)時(shí)間，無(wú)需澆鑄。

采用熔絲制造（FFF）的3D打印機(jī)。

對(duì)于那些希望提高產(chǎn)量并實(shí)現(xiàn)其KPI目標(biāo)的工廠經(jīng)理而言，這是一個(gè)非常令人興奮的用途——而這正是增材制造目前最成功的現(xiàn)實(shí)。

但僅僅存在于現(xiàn)實(shí)世界還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。到本世紀(jì)初，人們想從這一奇跡技術(shù)中獲得更多。他們不知道該怎么做，但他們知道他們想要的很多。有些人甚至想拉出那些不存在的字符串。

2013年，人們對(duì)3D打印機(jī)的期望可能比現(xiàn)在更高，因?yàn)槿藗冋J(rèn)為使用3D打印機(jī)早晚會(huì)像使用2D打印機(jī)一樣容易，而且不會(huì)很晚才實(shí)現(xiàn)。2012年就有一個(gè)標(biāo)題驚呼：“新的MakerBot Replicator可能會(huì)改變你的世界。”

當(dāng)時(shí)的想法是，技術(shù)將像個(gè)人電腦一樣轉(zhuǎn)移到消費(fèi)者世界。每個(gè)家庭都將成為一個(gè)微型制造工廠，能夠?yàn)楹⒆觽兲峁┘译娋S修零件或小雕像，甚至連晚餐都可能是3D打印的。

“很快，可能在未來(lái)幾年內(nèi)，市場(chǎng)將為沃爾瑪和好士多的數(shù)百萬(wàn)銷售的主流3D打印機(jī)做好準(zhǔn)備?！盬ired的Chris Anderson寫道。

但你不能責(zé)備別人太激動(dòng)了。您可以指出投資者不了解技術(shù)，或者說(shuō)人們本身就是惰性的。

由于炒作，3D Systems看到了投資者信心的巨大膨脹，因?yàn)槌鮿?chuàng)公司紛紛涌入該領(lǐng)域，試圖利用高管和媒體所激發(fā)的興奮，推出家用3D打印機(jī)。他們甚至推出了一款名為Cube的消費(fèi)級(jí)打印機(jī)，還有一個(gè)位于洛杉磯的高級(jí)烹飪實(shí)驗(yàn)室。

事情正在逐漸失控，就像新科技一樣，人們忙于購(gòu)買或出售荒謬的幻想，而不去質(zhì)疑這些幻想的功效。 Makerbot的首席執(zhí)行官Bre Pettis在接受《紐約時(shí)報(bào)》采訪時(shí)曾將Makerbot Replicator與“Darth Vader駕駛Knight Rider的KITT汽車，同時(shí)被夜鷹間諜飛機(jī)空運(yùn)”進(jìn)行了比較。

MakerBot Replicator 2

回顧過(guò)去，問(wèn)題可能是每個(gè)人都對(duì)成品感到非常興奮，以至于他們沒(méi)有考慮對(duì)一個(gè)普通人來(lái)說(shuō)，制作對(duì)象的3D渲染有多困難，將其“切片”成數(shù)字圖層以便機(jī)器知道如何處理打印工作，并考慮到環(huán)境因素、維護(hù)，以及是否值得打印。

這里有一個(gè)簡(jiǎn)單的比喻：是的，你可以種植自己的西紅柿，它們會(huì)很美味，但這需要時(shí)間、空間、適當(dāng)?shù)奶鞖狻⒚馐苄?dòng)物侵害等等。當(dāng)你經(jīng)過(guò)超市的產(chǎn)品過(guò)道時(shí)，抓起一袋子西紅杮則要要簡(jiǎn)單得多。如果你必須有傳家寶西紅柿，你可以為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民提供種子，剩下的由他們來(lái)做。你可以看到，合同制造商隨處可見。甚至UPS商店也有30個(gè)美國(guó)站點(diǎn)，用于定制3D打印作業(yè)。

當(dāng)人們意識(shí)到運(yùn)行機(jī)器比談?wù)撍щy得多時(shí)，投資者會(huì)對(duì)3D打印強(qiáng)烈抵制，并對(duì)它的信心大打折扣。3D Systems在2014年的股價(jià)下跌了55％，在2016年之前總跌幅約為92％。而Cube消費(fèi)級(jí)打印機(jī)在2015年底停產(chǎn)了。

在這方面，如果你更喜歡悲慘的希臘神話，而不是迪士尼的寓言，赫爾可能更像是代托納羅斯——伊卡洛斯的父親，他為他的兒子伊卡洛斯發(fā)明制作了蠟質(zhì)翅膀，讓他飛翔，但要注意他的高度。

赫爾，永遠(yuǎn)以現(xiàn)實(shí)為基礎(chǔ)而不是隱喻或神話，將這種墮落歸咎于人類純粹的狂妄自大和那些未能完成的工作。

“我從未從哲學(xué)的角度看待它，但有一段時(shí)間，顯然有很多炒作，人們開始聽說(shuō)3D打印并想象它可以做所有事情。”赫爾說(shuō)，“也許它可以做任何事情。但顯然，讓小公司、投資者、企業(yè)家都跳進(jìn)來(lái)是不現(xiàn)實(shí)的?！?/span>

他將幻滅的低谷和所有夸張的東西視為整個(gè)過(guò)程的一部分。

“那個(gè)時(shí)期的好處是，沒(méi)有人知道3D打印是什么，我們總是要試著解釋他們應(yīng)該關(guān)心的原因，現(xiàn)在它已經(jīng)很好理解了?！?/span>

他說(shuō)，理解包括一些幻滅，但同時(shí)也揭示了3D打印的真相，以及它的實(shí)際潛力。

目前，這種潛力在于可重復(fù)的工業(yè)應(yīng)用，以及完善更廣泛的材料選擇和打印技術(shù)，特別是直接金屬激光燒結(jié)和多噴射。3D Systems公司現(xiàn)在已經(jīng)在其產(chǎn)品組合中擴(kuò)展了與傳統(tǒng)制造商的合作伙伴關(guān)系，例如GF Machining Solutions。

原始方法仍然是該公司最成功的用例，也是該行業(yè)中銷量最高的。專有的校準(zhǔn)技術(shù)應(yīng)用程序每天生產(chǎn)超過(guò)35萬(wàn)個(gè)牙科矯正器。矯正器是在3D打印模具上熱成型的，而不是3D打印的。

由3D打印模具熱成型的矯正器。

一次性牙齒矯正是一場(chǎng)革命。但對(duì)于那些曾經(jīng)像垃圾一樣對(duì)待自己的身體或運(yùn)氣很糟的病人來(lái)說(shuō)，一次性器官又是怎么樣的呢？

SLA也可以在此找到答案。《新聞周刊》最近報(bào)道了一組研究人員致力于3D打印活體組織，最終打印出器官。

像這樣的東西赫爾不可能是謙虛的。這是從無(wú)到有創(chuàng)造生命的下一個(gè)最接近的東西。赫爾說(shuō)，他在那個(gè)特定的科幻領(lǐng)域做了“相當(dāng)多”工作，并且熟悉這一領(lǐng)域的進(jìn)步，同時(shí)也給人們帶來(lái)了沉重的期望。

“我也熟悉從這個(gè)概念到實(shí)現(xiàn)它們實(shí)現(xiàn)它們需要做多少工作，”赫爾說(shuō)。“因此，在這些奇跡發(fā)生之前，還有很多研究、很多工作要做。”

奇跡，它似乎，需要計(jì)劃和時(shí)間。

就目前而言，也許最好不要夸大其詞或者看得太遠(yuǎn)。像Hull一樣，只是試著找出一個(gè)應(yīng)用程序可以做得更好一點(diǎn)，更快一點(diǎn)。然后投入時(shí)間，你會(huì)有一些真實(shí)的東西，而不是一些改變世界的話。（文/John Hitch，譯自Industry Week）