荊棘

44小時(shí)打印出一輛汽車

44小時(shí)能做什么？即使不眠不休也只夠看一整部港劇。來自美國(guó)亞利桑那州Local Motors公司的答案卻頗為霸氣：給我44小時(shí)，還你一輛最高時(shí)速80公里的3D打印汽車！

據(jù)《紐約每日新聞》報(bào)道，這輛名為Strati的汽車近日走上紐約街頭，因外觀奇特引得眾人駐足，Local Motors公司還提供了試駕機(jī)會(huì)。3D打印的玩具、服裝甚至房屋、骨骼都已不稀奇，眼下其顛覆性影響力正蔓延至汽車制造領(lǐng)域。該公司首席執(zhí)行官約翰 羅杰斯認(rèn)為，未來完成整輛車的打印和安裝時(shí)間將少于1個(gè)小時(shí)，“購(gòu)買汽車的消費(fèi)者在付款之后，可以在一旁等待，親眼看著自己購(gòu)買的車被快速組裝起來?！?/p>

目前已有萬(wàn)千擁躉的Strati是一款雙座電動(dòng)車，最高時(shí)速可達(dá)80公里，充一次電花費(fèi)3.5小時(shí)，單次充滿電可續(xù)航100公里。其獨(dú)特之處在于，只有40多個(gè)零件，而傳統(tǒng)汽車零部件則超過2萬(wàn)個(gè)。其中大部分零件，如車身、底盤、中心控制臺(tái)、引擎罩等都由3D打印，諸如發(fā)動(dòng)機(jī)、懸架、變速箱、輪胎、座椅等部件則依然由傳統(tǒng)工藝完成，比如其動(dòng)力系統(tǒng)來自雷諾汽車公司。

Local Motors公司稱，Strati全車的零件成本約為3500美金 （約合人民幣21400元）。依客戶不同需求，預(yù)計(jì)售價(jià)將介于1.8-3萬(wàn)美元之間（約合人民幣11萬(wàn)元-18萬(wàn)元）。Local Motors下一步目標(biāo)，就是讓打印汽車的行駛合法化。

由于使用碳纖維增強(qiáng)熱塑性塑料打印，Strati輕而易舉地實(shí)現(xiàn)了減重——其“體重”只有1800磅（約合0.82噸），最薄處的熱塑性塑料只有約0.6英寸（約合15毫米）。作為對(duì)比，2014款馬自達(dá) MX-5 Miata車重達(dá)2480磅（約合1.12噸）。

從外形上看，Strati金屬外面是黑白的皮革外套，輪廓分明，與跑車相仿。其底盤像賽車一樣很低，有兩個(gè)定制的皮革座椅。車身邊緣可以清楚看到3D打印層，不過已經(jīng)被打磨得很光滑。車身雖給人塑料感，但輕盈而堅(jiān)固。啟動(dòng)汽車時(shí)，幾乎聽不到一點(diǎn)來自引擎的聲音。不喜歡這個(gè)外形？沒關(guān)系，你大可以將其熔融，打造獨(dú)一無二的個(gè)性車輛。

這也正是3D打印給傳統(tǒng)制造業(yè)生態(tài)帶來的最大影響。以往汽車制造組織化、規(guī)?；牧魉€生產(chǎn)模式將就此被顛覆，小規(guī)模的定制車輛將成為可能并大行其道。

在今年9月舉行的美國(guó)芝加哥2014國(guó)際制造技術(shù)展覽會(huì)（IMTS）上，Strati已經(jīng)完成了首秀，Local Motors公司在現(xiàn)場(chǎng)3D打印并組裝了一輛全新的電動(dòng)汽車。羅杰斯介紹稱，“3D打印機(jī)只需要花費(fèi)少于40個(gè)小時(shí)的時(shí)間就能打印出汽車底盤和車身，工作人員隨后將會(huì)用4天的時(shí)間來進(jìn)行組裝。在未來的數(shù)月內(nèi)，我們將會(huì)繼續(xù)致力于縮短3D打印車身的耗時(shí)，爭(zhēng)取做到少于20個(gè)小時(shí)。”這位瘋狂的首席執(zhí)行官甚至還提出了全車打印安裝時(shí)間少于1小時(shí)、整車零件少于20個(gè)的目標(biāo)。Local Motors公司還稱，希望能用更大的3D打印機(jī)打印出更大的汽車，比如說3D打印的SUV。

Strati是Local Motors公司首次利用DDM打?。ㄗⅲ篋DM即“直接數(shù)字化制造”，是在零件生產(chǎn)過程中，直接使用CAD數(shù)據(jù)運(yùn)用增量式制造），也是該方法在汽車領(lǐng)域的首次應(yīng)用。這一極具創(chuàng)新性的3D產(chǎn)品采用的材料科學(xué)和先進(jìn)的制造技術(shù)，來源于全球知名的美國(guó)橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室。這個(gè)美國(guó)國(guó)家能源部所屬的大型國(guó)家實(shí)驗(yàn)室目前正專注于研發(fā)一款比目前市面上3D打印速度快200-500倍的巨型高速3D打印機(jī)，屆時(shí)Local Motors公司提出的目標(biāo)將不再是癡人說夢(mèng)。

熔融沉積制造采用熱塑性塑料逐層建造零部件，這并非新鮮事物，但采用強(qiáng)度更高的碳素纖維來制作零部件則是一個(gè)創(chuàng)舉?！斑@個(gè)項(xiàng)目體現(xiàn)了國(guó)家實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)給全行業(yè)提供的一次獨(dú)特機(jī)遇，雙方通力合作尋求更為快速、創(chuàng)新的工業(yè)制造方案?！毕饦鋷X國(guó)家實(shí)驗(yàn)室該項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人Craig Blue表示，“這項(xiàng)合作正在推動(dòng)大型增量制造等新興技術(shù)的發(fā)展，并加速美國(guó)制造業(yè)的發(fā)展?！?/p>

3D打?。簭那煽肆?、鮮肉、飛機(jī)到人體器官

中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)校企聯(lián)盟把3D打印稱作“上上個(gè)世紀(jì)的思想，上個(gè)世紀(jì)的技術(shù)，本世紀(jì)的市場(chǎng)”。事實(shí)上，3D打印技術(shù)源自19世紀(jì)美國(guó)研究的照相雕塑和地貌成型技術(shù)。如今，它是一種數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可黏合材料，通過逐層堆疊累積的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。3D打印技術(shù)在上世紀(jì)80年代就已誕生，只不過當(dāng)時(shí)還被稱為“增材制造”（Additive Manufacturing），而且一直在工業(yè)領(lǐng)域使用。

3D打印可說是“廿年寒窗無人問，一朝成名天下知”。隨著材料和3D數(shù)據(jù)的發(fā)展，3D打印的領(lǐng)域也越來越廣。在醫(yī)療方面，牙醫(yī)可以用3D打印做病人的牙齒模型；骨科醫(yī)生可以用3D打印進(jìn)行手術(shù)前的規(guī)劃準(zhǔn)備。在建筑行業(yè)，建筑師用3D打印出模型，讓圖紙上的設(shè)計(jì)先有個(gè)雛形。此外，3D打印可以在好萊塢電影和動(dòng)畫中發(fā)揮作用。

很多中國(guó)百姓知道3D打印是從成龍2012年的電影《十二生肖》開始。在片中，成龍佩戴專業(yè)掃描手套來掃描十二生肖銅首，另外一邊通過專業(yè)設(shè)備將所掃描的3D數(shù)據(jù)完美打印出高仿銅獸。現(xiàn)實(shí)生活中，這種“逆向工程”也讓3D打印愈來愈受歡迎。以Stratasys公司2013年收購(gòu)的MakerBot公司為例，后者以桌面型3D打印機(jī)為主。2013年推出的臺(tái)式3D掃描儀，2分鐘就可以輕松掃描一個(gè)小物件。

日本一家公司曾推出了一項(xiàng)“3D打印人臉巧克力”的服務(wù)，可以制作人臉外形的巧克力。利用3D打印技術(shù)提供類似這種服務(wù)滿足了大眾的個(gè)性化需求。

去年下半年，美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)宣布用改進(jìn)的3D打印技術(shù)打印出了鮮肉，這種利用糖、蛋白質(zhì)、脂肪、肌肉細(xì)胞等原材料打印出的肉具有和真正的肉類相似的口感和紋理。

美國(guó)《福布斯》雜志報(bào)道稱，空客公司的機(jī)艙設(shè)計(jì)師宣布將從打印飛機(jī)的小部件開始，最終在2050年左右用3D打印機(jī)打印出整架飛機(jī)。endprint

3D打印的巧克力、鮮肉甚至飛機(jī)讓我們驚嘆不已，然而，更讓我們震撼的是它還能打印出人體器官，拯救奄奄一息的生命。最近，美國(guó)俄亥俄州就有一名男嬰在六周大時(shí)被查出患有先天性氣管支氣管軟化，隨時(shí)面臨窒息的危險(xiǎn)。密歇根醫(yī)學(xué)院利用3D打印機(jī)，打印出了氣管的形狀以及一塊夾板。然后，醫(yī)生將這塊夾板放入患者胸部。手術(shù)完成后，嬰兒使用了 21 天的呼吸機(jī)，隨后便痊愈出院。

有醫(yī)學(xué)專家認(rèn)為，高清影像、計(jì)算機(jī)和生物材料的3D打印三者結(jié)合，可以針對(duì)指定的病人，促進(jìn)創(chuàng)造出可植入的器件。

為未來探索太空打開便利之門

“在未來，機(jī)器可以制造機(jī)器。3D打印機(jī)就是第一波新一代智能機(jī)器，能設(shè)計(jì)、制造、修理、回收其他機(jī)器，甚至能夠調(diào)整和改進(jìn)其他機(jī)器，包括它們自己?！薄?D打?。簭南胂蟮浆F(xiàn)實(shí)》的作者胡迪·利普森和梅爾芭·庫(kù)曼將3D打印定義在智能制造、數(shù)字制造。

英國(guó)《經(jīng)濟(jì)學(xué)家》周刊認(rèn)為，盡管仍有待完善，但3D打印技術(shù)市場(chǎng)潛力巨大，勢(shì)必成為引領(lǐng)未來制造業(yè)趨勢(shì)的眾多突破之一。這些突破將使工廠徹底告別車床、鉆頭、沖壓機(jī)、制模機(jī)等傳統(tǒng)工具，改由更加靈巧的電腦軟件主宰，這便是第三次工業(yè)革命的標(biāo)志。這場(chǎng)革命也被三維系統(tǒng)公司總裁亞伯·雷切特勒稱為“個(gè)性化生產(chǎn)的革命”。

未來3D打印不僅在陸地上造福人們，而且還能解決太空探索中遇到的難題。如今，美國(guó)宇航局正著手研究將3D打印技術(shù)應(yīng)用于太空探索和旅游中。據(jù)悉，美國(guó)宇航局是3D打印機(jī)采購(gòu)的大客戶，他們當(dāng)前主要是利用打印機(jī)器進(jìn)行新技術(shù)與產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)以及新產(chǎn)品的功能性測(cè)試。2013 年初，最早的3D打印機(jī)制造商之一MakerBot公司證實(shí)，宇航局的工程師一直在利用3D打印技術(shù)為模型建造部件，美國(guó)第一架無人駕駛飛機(jī)的模型的機(jī)翼就是直接用3D打印機(jī)“快速制造”出來的?？梢韵胂?，隨著3D打印的不斷成熟，未來國(guó)際空間站需要的零部件將不再需要從地球運(yùn)往太空，而只需由地面控制系統(tǒng)輸入一定程序，空間站上的3D打印機(jī)便可以直接制造出來。

每一個(gè)新事物的發(fā)展必然會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的問題，3D打印技術(shù)也不例外。就在大眾正憧憬3D打印的美好前景時(shí)，一則新聞讓人們不得不思考3D打印所帶來的一些問題：5月初，世界第一支3D打印手槍在美國(guó)得州奧斯汀試射成功。在成功試射后，3D打印手槍設(shè)計(jì)圖被傳到網(wǎng)絡(luò)上，并吸引了上百萬(wàn)的下載。這對(duì)于正為控槍忙得焦頭爛額的美國(guó)政府來說無疑是當(dāng)頭一棒，也引發(fā)了人們對(duì)于由3D打印技術(shù)產(chǎn)生的社會(huì)安全問題的深刻擔(dān)憂。

（文據(jù)《新民周刊》、《南方周末》等）endprint