肚子餓了，誰(shuí)也不想去做飯，也不想出門(mén)上餐館。怎么辦？現(xiàn)在我們通常會(huì)弄些方便食品來(lái)吃。但是在不久的將來(lái)，人們可能會(huì)去商店購(gòu)買(mǎi)一臺(tái)3D食物打印機(jī)放在家里，想吃什么飯菜時(shí)，打印機(jī)可以直接幫我們“烹調(diào)”出來(lái)。近年來(lái)，具有“萬(wàn)能制造機(jī)”之稱的3D打印機(jī)不但可以用于人造器官、無(wú)人機(jī)這樣的尖端制造項(xiàng)目，還逐漸進(jìn)入人們的日常生活，幫助我們打印出披薩、巧克力等食物以及其他各種生活用品。也許今后，你在淘寶上購(gòu)買(mǎi)的不再是衣服、鞋子、玩具這些東西，而是打印出它們的3D服務(wù)項(xiàng)目。

對(duì)此，美國(guó)媒體預(yù)測(cè)，在不久的將來(lái)，3D打印機(jī)很可能徹底改變?nèi)藗兊馁?gòu)物模式和生活方式，人們不必都涌入大城市了，僅僅依靠3D打印機(jī)和網(wǎng)絡(luò)，就可以在小城鎮(zhèn)或鄉(xiāng)村過(guò)上自給自足的優(yōu)質(zhì)生活；英國(guó)媒體甚至預(yù)測(cè)， 3D打印機(jī)將引發(fā)第三次工業(yè)革命，極大地影響我們未來(lái)的職業(yè)選擇；而中國(guó)媒體則預(yù)測(cè)，中國(guó)將成最大的3D打印市場(chǎng)，3年內(nèi)產(chǎn)值達(dá)百億元。

3D打印機(jī)，真的能成為改變世界的神器嗎？

3D打印機(jī)制造美味披薩

當(dāng)一個(gè)遨游太空的宇航員，著實(shí)讓人羨慕，但宇航員也有自己的苦惱，那就是在每次執(zhí)行太空任務(wù)時(shí)，只能吃各種方便食品，因?yàn)槟壳拜d人太空飛行器內(nèi)的空間十分金貴，航天部門(mén)不可能專門(mén)為宇航員配備一名廚師。在未來(lái)的長(zhǎng)途太空旅行中，天天吃方便食品肯定會(huì)影響宇航員的食欲和健康。為此，美國(guó)宇航局（NASA）想到一個(gè)好方法：用3D打印機(jī)充當(dāng)宇航員的大廚。

NASA剛剛向一家3D打印機(jī)公司撥款12.5萬(wàn)美元，開(kāi)啟了為期半年、旨在研發(fā)一種全能食物合成器的項(xiàng)目。一旦成功，這種功能強(qiáng)大的打印機(jī)將為宇航員打印出一頓頓美餐。

這種3D打印機(jī)將按照“數(shù)字菜譜”混合各種粉末，制造色香味俱全的食品。研發(fā)太空食品3D打印機(jī)的工程師安詹·康特拉克特表示，他曾用3D打印機(jī)為妻子打印出巧克力。打印巧克力的試驗(yàn)促使他開(kāi)始考慮，還有哪些食品可以打印生成，最后他決定把披薩作為新的目標(biāo)。之所以選擇披薩，因?yàn)樗喾N營(yíng)養(yǎng)，口味也不錯(cuò)，同時(shí)它的多層次構(gòu)造，有利于發(fā)揮3D打印技術(shù)的長(zhǎng)處。在打印一份披薩時(shí)，首先需要打印底層的面團(tuán)，打印過(guò)程中會(huì)進(jìn)行烘烤，隨后加入番茄粉末、水和油完成番茄醬的打印，頂部還會(huì)有個(gè)蛋白質(zhì)層。

它是可解決糧食危機(jī)的神器

當(dāng)披薩也可以打印出來(lái)的消息被報(bào)道后，就有科學(xué)家表示，3D食物打印機(jī)不光是好玩有趣，它還可以避免食物浪費(fèi)，從而解決全球糧食危機(jī)。

首先，3D打印按需定制，可以減少日常生活中的食物浪費(fèi)。平時(shí)人們無(wú)論在家做飯還是在飯館點(diǎn)菜，往往采用“模糊”算法，大概差不多就行了。而且，為了保障每個(gè)人都吃得飽，會(huì)在“差不多”的基礎(chǔ)上再加一些，多出的這些食品往往就浪費(fèi)了。有了3D打印機(jī)后，它可嚴(yán)格按照人們的飯量準(zhǔn)備食物，總量精確到克，可有效地減少浪費(fèi)。

另外，3D食物打印機(jī)采用粉末狀食材，可以減少食物在倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)輸過(guò)程中的浪費(fèi)。由于各種糧食含有一定的水分，容易在倉(cāng)儲(chǔ)和運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中腐敗變質(zhì)，這些變質(zhì)的食品就會(huì)被扔掉。在未來(lái)用3D技術(shù)打印食物前，會(huì)把絕大部分糧食和肉類先加工成幾乎不含有水分的粉末，在制作食物時(shí)，再往打印機(jī)的“食品墨盒”中添加各種粉末和水。這些粉末狀食材被分門(mén)別類地裝入真空食品袋，不僅減少了倉(cāng)儲(chǔ)和運(yùn)輸成本，而且可以長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存，在沒(méi)有打開(kāi)包裝袋的情況下可以保存30年不變質(zhì)。

由于3D打印食物大多采用粉末狀食材，現(xiàn)在許多人們不吃或不愛(ài)吃的原料，比如植物的莖桿、昆蟲(chóng)，也可以加工成粉末，這樣就增加了食物來(lái)源。這對(duì)于傳統(tǒng)的食物生產(chǎn)加工方式是一種很大的變革。不過(guò)，現(xiàn)在連科學(xué)家也不確認(rèn)人們是否會(huì)喜歡機(jī)器打印出來(lái)的食物。但也有科學(xué)家樂(lè)觀地表示，這只是個(gè)習(xí)慣問(wèn)題，人們會(huì)慢慢喜歡上“打印美食”的。

它還是尖端制造領(lǐng)域的新秀

雖然我們?nèi)粘Ｉ钪羞€很少見(jiàn)到3D打印機(jī)，但是它在尖端制造領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛了。在我國(guó)神舟十號(hào)飛船中，3位宇航員的坐墊就是天津市快速成形技術(shù)工程中心利用3D打印機(jī)制造出來(lái)的。從神舟五號(hào)開(kāi)始，這款坐墊也是第六次升上太空為神舟飛船保駕護(hù)航。為航天員量體，將他們的身體數(shù)據(jù)在電腦上形成三維數(shù)字模型，然后利用3D技術(shù)打印出立體的坐墊。這款坐墊可以有效減輕飛船升空、著陸時(shí)產(chǎn)生的加速度和顛簸對(duì)航天員身體的影響，最大限度提高舒適性和安全性。

為什么尖端制造需要3D打印技術(shù)？這是因?yàn)?D打印不走樣。研究人員怎么設(shè)計(jì)的，3D打印機(jī)就可以一模一樣地打印出來(lái)。因此，航空航天中一些精密度要求高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜且需求量少的零配件，有時(shí)就需要3D打印來(lái)完成。3D打印機(jī)還可以作為應(yīng)急的重要工具。比如，載人航天器在太空中有零配件脫落是很危險(xiǎn)的事情，如果從地面運(yùn)送過(guò)去，不僅運(yùn)送成本高，更可能因?yàn)闀r(shí)間差而導(dǎo)致航天器出問(wèn)題。有了3D打印機(jī)，航天員就可以臨時(shí)打印一個(gè)零配件安裝上去，及時(shí)消除潛在的危險(xiǎn)。

在未來(lái)的外星探索中采用3D打印，還可大大降低成本。歐洲航天局公布了人類首個(gè)月球基地計(jì)劃藍(lán)圖。該基地將由從地球“空降”至月球的機(jī)器人建造，而且機(jī)器人將就地取材，利用3D打印技術(shù)將月球上的原始土壤轉(zhuǎn)變成建筑材料。如果利用這種方案，未來(lái)月球基地中90%的建筑材料都可能實(shí)現(xiàn)就地取材，只有建造基地的機(jī)器人和固體連接器等少量較難就地打印的零部件，需要從地球運(yùn)到月球上去。

它讓我們的生活變得更加好玩

家里來(lái)客人了，發(fā)現(xiàn)缺一把椅子，可以通過(guò)3D打印機(jī)隨手打印一把；突然發(fā)現(xiàn)自己該換一把牙刷了，10分鐘后一把牙刷就在3D打印機(jī)中出現(xiàn)了。這聽(tīng)起來(lái)像是在做夢(mèng)吧？隨著3D打印機(jī)的出現(xiàn)，我們的夢(mèng)想將逐步變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。如今，3D打印逐漸步入生活，可以打印出我們?nèi)粘Ｉ钣闷贰?/p>

美國(guó)時(shí)裝設(shè)計(jì)師瑪麗認(rèn)為，3D打印可以制造更貼身的泳衣。她和合作者費(fèi)瑟選擇的是“選擇性激光燒結(jié)”技術(shù)，利用尼龍為原料，打印出用圓形薄片連接而成的新型泳衣。除了泳衣外，用尼龍還可以打印其他種類的衣服。在2013年的巴黎和紐約走秀場(chǎng)上，一款新式的3D打印禮服成為人們關(guān)注的對(duì)象。在不久的將來(lái)，3D打印服飾的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)將越來(lái)越多。只要你登陸相關(guān)網(wǎng)站，選中自己中意的服飾樣式，提供自己的尺碼，3D打印公司就可以幫你打印合身的衣服或合腳的鞋子。

美國(guó)一家名為“創(chuàng)意實(shí)驗(yàn)室”的公司推出一款廉價(jià)的家用3D打印機(jī)，主要用于制造一些家用塑料制品。這臺(tái)打印機(jī)對(duì)一層層熔化的塑料進(jìn)行疊加，形成一個(gè)個(gè)立體模塊。這樣，它就能夠生產(chǎn)整套彩色塑料盤(pán)、碟和碗。此外，它還能混合生產(chǎn)一些簡(jiǎn)單的在低溫下能熔解的合金組件與電路。

由于3D打印機(jī)現(xiàn)在還比較貴，在近幾年每家買(mǎi)一個(gè)還很不現(xiàn)實(shí)。因此，美國(guó)一家公司開(kāi)發(fā)出3D打印自動(dòng)售貨機(jī)。你可以把自己設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，或者從網(wǎng)絡(luò)上下載的3D模型，通過(guò)電子郵件發(fā)送給3D打印服務(wù)公司的自動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)。然后，找到離家最近的3D打印自動(dòng)售貨機(jī)，輸入打印密碼，你需要的物品就自動(dòng)打印出來(lái)了。如果你不想親自觀看打印過(guò)程，可以選擇讓公司把你打印的物品快遞到你家。

3D打印走進(jìn)我們生活的腳步，將越來(lái)越快，甚至?xí)l(fā)出幾何增長(zhǎng)級(jí)的能量。食物、玩具、服飾、藝術(shù)品、人造假體、交通工具、房子，都可以是它的杰作。更大的變革，或許是生活方式。有了取代流水線的3D打印機(jī)，在小城鎮(zhèn)、在鄉(xiāng)村，自給自足、優(yōu)化生活、實(shí)現(xiàn)創(chuàng)意皆成為可能?；蛘?，人們真的不必都涌入大城市了。在未來(lái)，人人都可以是設(shè)計(jì)師，利用3D打印技術(shù)在家里制造出各種各樣屬于我們自己的個(gè)性化用品。

它可能成為新的國(guó)家核心競(jìng)爭(zhēng)力

總體而言，3D打印已經(jīng)應(yīng)用到許多領(lǐng)域，而且在未來(lái)幾年內(nèi)，這一趨勢(shì)還將擴(kuò)大。有專家預(yù)測(cè)，到2015年，桌面型3D打印機(jī)及專屬材料實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。到2020年，工業(yè)商用型3D打印機(jī)實(shí)現(xiàn)規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。

英國(guó)《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》雜志2012年發(fā)表文章稱，3D打印采用“增材制造”，相對(duì)傳統(tǒng)的“減材制造”是一種顛覆性的變革，可能引發(fā)第三次工業(yè)革命。第一次工業(yè)革命時(shí)，制造業(yè)的特點(diǎn)是單機(jī)分散式生產(chǎn)；第二次工業(yè)革命時(shí)，制造業(yè)的特點(diǎn)是流水集約式生產(chǎn)。3D打印看似是單機(jī)分散式生產(chǎn)的回歸，其實(shí)是與分布式能源技術(shù)、互聯(lián)技術(shù)、新材料技術(shù)等多種齊頭并進(jìn)的高新技術(shù)結(jié)合。3D打印技術(shù)是制造方式和手段的革命化創(chuàng)新，代表著未來(lái)制造業(yè)信息化、智能化的發(fā)展方向。工業(yè)革命不會(huì)因?yàn)?D打印技術(shù)的出現(xiàn)而立刻發(fā)生，但是當(dāng)3D打印給工業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)組織模式帶來(lái)顛覆式的改變時(shí)，工業(yè)革命就不遠(yuǎn)了。

3D打印技術(shù)無(wú)疑將給傳統(tǒng)制造模式帶來(lái)極大沖擊，未來(lái)極有可能會(huì)終結(jié)流水線制造模式，各類產(chǎn)品的制造可能會(huì)由現(xiàn)在的集中生產(chǎn)、全球分銷變成分散生產(chǎn)、就地銷售。據(jù)此估算，交易和流通成本有可能降到傳統(tǒng)方式的十分之一。根據(jù)《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》雜志的預(yù)測(cè)，未來(lái)的生產(chǎn)制造將從大型、復(fù)雜、昂貴的傳統(tǒng)工業(yè)過(guò)程中分離出來(lái)，任何計(jì)算機(jī)都能夠配合3D打印機(jī)成為靈巧的生產(chǎn)工廠。目前制造業(yè)主要分布在勞動(dòng)力成本較低的發(fā)展中國(guó)家，而未來(lái)制造業(yè)將再次回流到發(fā)達(dá)國(guó)家。

2012年3月，美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬宣布了重振美國(guó)制造業(yè)計(jì)劃，提出要建立15個(gè)制造創(chuàng)新研究院，3D打印技術(shù)被確定為首個(gè)制造創(chuàng)新研究院的主攻方向，并成立了國(guó)家增材制造研究院。同時(shí)在1 000所美國(guó)大學(xué)配備3D打印設(shè)備，目標(biāo)是培養(yǎng)新一代系統(tǒng)設(shè)計(jì)師和生產(chǎn)創(chuàng)新者。這是美國(guó)看到了3D打印技術(shù)對(duì)未來(lái)產(chǎn)業(yè)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展將產(chǎn)生的重大影響而采取的舉措。

對(duì)于3D打印的未來(lái)，或許丹麥哥本哈根未來(lái)研究學(xué)院的名譽(yù)主任約翰·彼得·帕魯坦的一句話值得深思：“我們的社會(huì)通常會(huì)高估新技術(shù)的可能性，同時(shí)卻又低估它們的長(zhǎng)期發(fā)展?jié)摿Α！痹?0年前，世界上大部分人沒(méi)有見(jiàn)過(guò)電腦，如今，世界上不少人都會(huì)熟練地操作電腦。這樣的情形很快將出現(xiàn)在3D打印領(lǐng)域?；蛟S你現(xiàn)在沒(méi)有見(jiàn)過(guò)3D打印機(jī)，但是在幾年或者十幾年后，你就會(huì)熟練地利用3D打印機(jī)為自己和他人生產(chǎn)物品了。

在不久的將來(lái)，3D打印技術(shù)可能將極大地影響我們未來(lái)的職業(yè)選擇。面對(duì)即將到來(lái)的變革，我們要有充分的心理準(zhǔn)備和知識(shí)儲(chǔ)備，才不會(huì)在將來(lái)被時(shí)代的大潮所淹沒(méi)。

名詞解釋增材制造

傳統(tǒng)制造業(yè)制造物品往往是用減法，就是通過(guò)截?cái)?、裁剪、打磨等方法?lái)獲得制造物品所需的尺寸，制造的過(guò)程中免不了浪費(fèi)原材料，還會(huì)帶來(lái)一定程度的污染。然而，3D打印物品則做的是加法，就是將粉末、液體、片狀等細(xì)碎材料逐層堆積成一個(gè)物品，就好像一層層打印上去一樣。因此， 3D打印又被專業(yè)人士稱為“增材制造”。