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，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，甚至有些時候是不可替代的。下面將盤點最新最炫的3D打印應(yīng)用，希望在大開眼界的同時，能為您的工作生活帶來裨益。

　　醫(yī)療服務(wù)：打印“身體”帶來福音?

　　有沒有想過，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?

　　這并不是危言聳聽，科技進(jìn)步正在讓這一設(shè)想變成可能，因為3D打印技術(shù)正在越來越多地應(yīng)用到醫(yī)療領(lǐng)域，3D生物打印技術(shù)開始興起。目前，全球多個國家的科學(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現(xiàn)“溝通”，從而不會產(chǎn)生器官的排斥，且可以生長出類似于肌肉的組織。

　　更加不可思議的是，來自瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工大學(xué)的人造心臟團(tuán)隊宣稱，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半個小時，然后物質(zhì)就會開始分解。現(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)用在智能機器人領(lǐng)域，那么未來的機器人將有可能擁有柔軟的皮膚、強健的肌肉，以及和人類相同的容貌。這究竟會帶來什么?今天的我們不得而知。

　　飛機制造：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)用可謂讓人們大開眼界。但是倘若腦洞再略微大一些，把3D打印技術(shù)運用到客機航運當(dāng)中，大眾可能又要更新對3D的看法了。2016年6月1日，全球第一架3D打印飛機Thor出現(xiàn)在柏林舍內(nèi)費爾德機場的國際航空航天博覽會空中客車展臺。迷你飛機Thor在四周各式各樣的巨型噴氣式飛機當(dāng)中顯得特別矮小，它也是由空中客車公司出品的全球首架3D打印飛機。

　　在未來的航空業(yè)里，3D打印技術(shù)有望節(jié)省時間、燃油和資金。“我們用它來試驗3D打印技術(shù)的潛能界限。”空中客車Thor項目負(fù)責(zé)人德特列夫·科寧戈斯基說道，“我們想看看能否用3D打印制造整個系統(tǒng)，而不是單個零件，從而加快開發(fā)流程。”

　　信息時代更講究創(chuàng)新手段與實惠高效并重。3D打印技術(shù)已經(jīng)被空中客車和它的美國冤家波音所使用，這兩家公司的巨型客機——空客A350和波音B787夢想飛機——當(dāng)中均有3D打印零件。據(jù)稱，打印零件的優(yōu)勢在于無需工具，而且制造極為迅速。同時，生產(chǎn)的金屬零件也能比之前輕30%到50%，而且制造過程中幾乎沒有材料浪費。“這降低了大量的零件制造成本。” 空中客車集團(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。更輕的飛機所使用的燃油也就更少，排放的污染物也就更少。德國綠黨智庫海因里希·伯爾基金會會長拉爾夫·富克斯認(rèn)為，由于未來20年空中交通量預(yù)計將翻番，減少航空行業(yè)碳排放的關(guān)鍵在于“相對較短的時間內(nèi)完成激進(jìn)的技術(shù)創(chuàng)新”。

　　服裝設(shè)計：感覺穿了一件假衣服

　　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”的生物模擬系列時裝亮相，為了制作這件衣服，10臺打印機同時開啟打印了500個小時，之后還進(jìn)行了長時間的組裝。然而當(dāng)人們看到3D打印的服裝時，未免有些失望，感覺模特穿了件假衣服。3D打印材料比一般的服裝織物要堅硬得多，所以服裝的舒適性并不高。

　　不過，在運動服裝等領(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)用戶在門店的跑步機里留下跑步數(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，但是價格也不菲，不過對于有著更高需求的專業(yè)運動員來說，完全可以利用3D打印技術(shù)來定制一雙獨一無二的、個性化的鞋子，不但適合腳型還符合自己的運動方式。

　　盡管目前，3D打印出來的服裝依然看起來有些奇怪，穿著舒適度也有待加強，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，降低昂貴的模具費用;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、尺寸和支撐需求來進(jìn)行量身定制，對于從事游泳、體操、跑步的運動員，或是有著特殊需求的用戶來說，則是不二良選。

　　房屋建造：羅馬可以一天建成

　　居者有其屋，是大家共同的夢想。然而在人口眾多、土地稀缺的現(xiàn)代都市里，面對高企的房價，住房成為很多人一生最大的追求。如何更好地解決住房問題?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。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，三小時建成?對于這個問題，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，建造方在三個小時完成了別墅的搭建。雖然建造方有造勢的噱頭，其90%的建房工序已經(jīng)在工廠完成，現(xiàn)場只是對這些模塊進(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)千元人民幣這個區(qū)間，無論從時間還是金錢來說，成本比傳統(tǒng)別墅建造都大大降低了。

　　最近，在法國，其第一座3D打印民用住房也出現(xiàn)在公眾視野里。號稱3天完工6天入駐的這所房屋共5個房間95平方米。該項目運用了一種新型專利技術(shù)——BatiPrint3D，進(jìn)行施工的是一條長約4米、由激光系統(tǒng)引導(dǎo)的機器人手臂，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)造價便宜，更能使機器手臂與設(shè)計師深度配合，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間。

　　3D打印房屋的優(yōu)勢顯而易見，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)管等問題還是其無可回避的客觀現(xiàn)實，但無論如何，3D打印應(yīng)用于房屋建造為解決住房問題提供了一種另類的可能，我們要做的只是樂觀其成。

　　家具電器：結(jié)構(gòu)與工藝實現(xiàn)大跨越

　　想要造型更別致的設(shè)計?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)慣定制個性化的家具擺件?那請等待數(shù)個月之久吧。在以前，很多有復(fù)雜設(shè)計和工藝的家具電器需要很長的制造時間、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)計成為現(xiàn)實。特別是對花瓶、雕塑、飾品等裝飾類的用品而言，3D打印天馬行空的設(shè)計和實現(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)計師能夠?qū)⑺冯[蔽成一個看起來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，在破損家具的利舊翻新上更是如魚得水。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打印實現(xiàn)其家居用件的3D打印化，直接填補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打印機直接打印出來即可修復(fù)，省時省錢還環(huán)保。

　　事實上，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現(xiàn)更高的性價比。早在20年前，家電巨頭海爾就率先在中國家電行業(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現(xiàn)與結(jié)構(gòu)設(shè)計的全面需求，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3D打印出來時，食品制作又有了新的想象空間。

　　當(dāng)前的食品3D打印機，很多采用的都是擠出原理，即把膏狀的食材通過噴頭擠出，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，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，食品3D打印機將能夠精確控制食物的營養(yǎng)成分分布，還能與手機等設(shè)備相連接，從而令廚房變得更加智能化。

　　不過，這種擠出方式只適用于巧克力、奶油等流狀食品，對于需要進(jìn)一步加工的食品就不適合了。對于比薩等食品，可以通過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，還需要通過烘培等手段才能最終完成。于是，有人正在開發(fā)集成烹飪功能的新型食品3D打印機，比如能像烤箱一樣烘培，如此一來，食物在打印完成后很快就能食用了。此外，當(dāng)前的食品3D打印機還有一個痛點就是操作不夠簡單，用戶需要自己準(zhǔn)備和裝填食材，還需要面對有可能出現(xiàn)的故障。這些不但沒能簡化烹飪，反而令其更繁瑣了。針對此問題，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，讓消費者可以使用預(yù)先準(zhǔn)備好的食材膠囊進(jìn)行簡便操作。

　　3D食品打印目前來看還難以進(jìn)入千家萬戶，需要解決的問題也很多，但是這個行業(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食品有特別的要求，人們對于食品的特殊需求是存在的。簡而言之，隨著科技發(fā)展，3D食品打印會滿足人們更多的要求，其深層次的價值也會逐步得到挖掘。