2018/08/28
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3d打印前途光明，但它还有多远的路要走？
在很长一段时间内，笔者都认为3D打印只会存在于科幻场景内，众多的科技大佬在前几年也和我保持相当一致的看法，代工大王郭台铭曾口出狂言：如果3D打印机能够普及，我就把“郭”字倒过来写，时至今日，再没有入去追究这位个性倔强老人名字的写法，倒是越来越多的人开始体会到3D打印正在持续进步，而越来越多的大佬也开始要求企业内部培训，要增设“3D打印”课程，招募中要吸纳3D打印相关人才，包括郭台铭在内的前沿企业家，已经同笔者一样转变思路，我们共同坚信3D打印应用场景非常广泛，尤其对制造、建筑、医疗事业有着强烈的颠覆性，而一旦3D打印同大数据、云计算这些技术结合起来，就会变得无处不在，无所不能了。当然，普通人之所以觉得3D打印依旧十分遥远，主要是因为打印算法、打印材料以及最终成品的应用场景还比较少，但即便是这样，前沿的技术人员依旧没有放弃加速推进相关领域，甚至想到要去太空中完成试验。
3D打印涉及的领域实在太多，以至于天然被赋予“工业革命”的使命，比较初級的应用如模具制造、建筑打印等，而比较高端的则有生物打印、细胞粘合等，3D打印技术在生物领域的终极目标是精确地控制生物材料、生物因子，使其按照正常结构组合，产生活性，并且能与自然人体结构相结合，达到器官替代的目的。
3D打印，一种革命性的增材制造
现在，回想代工大王的言论，绝不是意气用事，而是充满着套路。地球人都知道，郭台铭靠模具起家，直到今日也只有富士康能在产能和精度方面满足iPhone外框的代工需求，他也因此攫取了大量的利润，但不巧的是，3D打印最先影响的领域估计就是模具行业，更有可能带来颠覆性影响，在这种背景下，郭总裁总要先占领些舆论高地。
传统的模具行业是一种“减材制造”，相信很多人都见过拆下来的iPhone外框，精密度之高，简直是个艺术品，这就要求代工商要配置超高精度的刀具、精密的成型研磨系统，部分尺寸甚至要到0.01mm级别，加之，iPhone整个外框都是其天线，任何的毛刺、螺丝孔尺寸差异都会引发信号间题，早年 iPhone4的死亡之握就是源于其不够精密的设计。这种状态下的“减材制造”是一件非常繁重的事儿，要想把一块方方正正的铁块“削减”成薄薄的铁片，需要经历成型、铆合、研磨、电镀等大量环节，全部流程下来，良品率会受到非常大的影响，但若是换种思路增材制造，预先设定好精密程式，3D打印的刷头不再需要同“精密刀具”一样克服巨大阻力，只需要按照程式在空气中累加材质，更不会有多余的毛刺，整个过程会变得非常简单，良品率也会更好。
当然，依照现有3D打印技术尚没有办法完成iPhone外框式的精密模具生产，一来精密程式尚没有成熟之案例，更重要的则是基础原材料开发，我们需要找到一种既能研磨成粉未，又可以随着打印机喷射出来的材料，最后，还要按照图纸要求瞬间粘合在一起，这种复杂的工艺尚在开发之中，同时，也留给传统模具业一些“升级”的时间，于是，郭合铭先要高喊一嗓子：这东西是噱头，好让客户和竞争者麻痹大意，自己却暗度陈仓，加速研发、试验和量产的进度，这事儿细思非常精明，论套路，姜还是老的辣。
平心而论，iPhone式精密模具打印估计可以作为3D打印增材制造的终极目标，想要量产估计还有很长的一段路要走，但目前精致的玩具，家用的器皿如杯子、碗筷等等，都已经可以通过3D打印来完成了，更大宗的产品则是由3D打印出来的房子，在比较成熟的体系之下，由3D打印机完成一栋300平方米的别墅，仅需要24小时，墙体的厚度能达到30cm以上，楼层结构可叠加至2~3层。相对来讲，3D打印在建筑领域的应用已然看到“量产”的曙光：特种砂浆和特种混凝土已经有了相对成熟的配方，而机械、控制、运行速度和喷头出料的系统配合也日臻完善，更重要的是，一些乐观派、激进派已经住进去了。
或许，3D打印在建筑领域的广泛应用，会在一定程度上缓解全球高房价的状况，当然，我们依旧需要大量的试验，来确保3D打印建筑技术能进化到量产阶段，毕竟，这会关系到普通市民一生的积蓄和生命安全，谁也马虎不得。
3D生物打印，太空是其最佳试验场？
如前文所述，3D打印的应用领域非常广泛，撩拨着各行业里的科研神经，任谁也不愿意错过一场摧枯拉朽的革命。前文提到的增材制造和打印建筑尚没有完全成熟，亟待进化，但更高深的3D生物打印领域也同时扬帆起航，甚至有冲向太空的计划，科研人员看中的是太空中“微重力”的特殊环不境。目前，3D生物打印技术方兴未艾，目标是实现医学、工程学、电子学和生物学的大融合，最终打印出人体器官的替代品，要么一模一样，要么有更优越的性能，使得未来人类能更轻松地更换“身体零件”。
现在，研究人员已经可以打印出人体皮肤的碎片，但这项技术仍未进入临床阶段，而最终的器官打印则是一项更为艰巨的任务，研究人员要考虑多种细胞组成以及血管和神经如何做出类似人的组合。通过大量的试验和现代材料科技知识，3D打印研究人员已确定在微重力的环境中，可以制造出一些地球上无法制造出来的材料，而3D生物打印现在面对的最大题就是“材料问题”，用于生物打印的材料需要保证细胞活性和组织功能，需要符合医学上的无菌标准，需要大量的试验来知晓生物材料、细胞和生长因子的最佳组合。
另外，地球上含有复杂的大气层，相关事实已经证明，有些人体细胞是没有办法在“地球环境”中培养出来的，更不要说要长时间保持活性。在这种背景下，3D生物打印冲向太空,是必须要尝试的一条路，况且在太空中，我们可以观察骨骼、肝脏类的表现，细胞也能在高强度紫外线或者其他恶劣条件下进行择优筛选，由此建立起来的3D生物打印系统，可能真会制造出“性能更加优越”的人体器官，供自然人类挑选，正如挑选衣服一样。
大概是浸润在科技界太久的缘故，笔者的科技观一直是“伟大人物创造出革命性科技，而革命性科技再普渡众生”。现如今，前沿的3D打印科研人员有希望成为这种伟大的人，他们的努力势必会成为制造业、建筑业、医学界的变革力量，也势必会带给全人类更加美好的生活，试想一下，24小时打印一栋房子，就如同搭一顶帐篷；自己按照程式打印一个肝脏，再也不用担心脂肪肝了…毫无疑问，当3D打印完成进化，大面积普及之后，人类的生产资料、房地产资源、医疗技术都会有质的飞跃，生活也将更加美好。(本文转载若侵权请联系)
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