3D打印出来的艾菲尔铁塔模型

编者按：最近一段时间，3D打印在科学技术界传得沸沸扬扬，变成了一个神话。《经济学人》杂志称，3D打印“将与其他数字化生产模式一起推动和实现第三次工业革命”。英国《金融时报》评论称，3D打印机将像蒸汽机、内燃机和计算机一样，开创一个崭新的工业时代。甚至有媒体报道，国内已现首家只要有图纸就可以打印出房子和飞机…3D打印技术到底是一种什么样的技术？它和我们建筑设计有无关系？我们建筑师的工作需要3D打印技术吗？下面我们请来某设计网总编北斗先生，和我们共同探讨。

北斗先生：设计师网友们，大家新年好！

今天，我们共聚一堂讨论一个很有意思的话题，3D打印技术和我们建筑设计的关系，更重要的是想探讨一下： 3D打印带给我们的启示。我们先来看一看——

一、3D打印技术的前世今生

1、3D打印是什么？

维基百科上的解释：“这是快速成形技术的一种，它运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过一层又一层的多层打印方式，来构造零物件。模具制造、工业设计常将此技术用于建造模型，现在正向产品制造的方向发展，形成“直接数字化制造”。

简单来说，3D打印，就是在普通的二维打印的基础上再加一维。打印机先像普通打印一样在一个平面上将塑料、金属等粉末状材料打印出一层，然后在将这些可黏合的打印层一层一层的粘起来。通过每一层不同的“图形”的累积，最后就形成了一个三维物体。就像盖房子一样，砖块是一层一层的，但累积起来后，就成一个立体的房子了。

2、最早的3D打印技术发明和应用

3D打印的概念最早出现在上个世纪80年代。发明人是美国加州一家名为紫外线产品制造公司的工程师查克.赫尔，主要是开发用于家具保护涂层的紫外线固定树脂胶技术。现年已经73岁的赫尔回忆说：“那是我已经当了20年工程师，深知制造塑料模具有多麻烦。一旦设计有问题需要修改，一切都得重来。我很想拥有一台机器自己制造模具。”

几经努力，在紫外线产品公司楼顶的一间密室里，赫尔研制出第一台3D打印机，它使用树脂当墨，用一盏可移动的紫外线灯使树脂固化成型。实际上，当时的3D打印就是一种快速成型制造机器，1994年，美国麻省理工学院的科研专家发明了一种名为三维打印（Three Dimensional Printing，简称“3DP”）的技术，并申请了专利。1997年，工业化生产的3D打印机器开始应用。2005年，英国巴恩大学的AdrainBowyer教授设计出一种3D打印机，并将自己的科研成果在网络上开源公布。随后，3D打印机器迅速发展，亦如当年的计算机发明一样，从笨重、庞大，效率慢向灵巧、高效以及个人应用靠拢。

3、3D打印的发展现状

现年已经73岁的赫尔当然没有意识到，他发明的快速成型制造机器是大规模制造方式终结的开始，经过30年的发展，人类进入copy时代，从理论上推演，连生命都可以“克隆”，还有什么无生命的东西不可以copy呢？今天的3D打印能复制出与原物一模一样的实物出来，而且这种技术不涉及生命价值，必将迅速应用到我们生活的方方面面。

2012年5月30日，在中国上海的环球金融中心，召开了一个中国国际3D打印技术与应用大会，与会演讲嘉宾的多位国际著名应用案例当事人中，有比利时钛下颌骨手术主刀医生，意大利建筑打印机发明人，英国3D打印陶瓷艺术家，还有世界主要3D打印设备制造商、软件公司代表，在会上介绍、展示了他们应用3D打印技术创造出的最新产品和成功应用的案例，有心脏瓣膜、下颚骨、电路板、汽车、房子、自动步枪，甚至还有鞋子、内衣或生肉。哇，真的是让人大开眼界！

据国外报道，今年在美国，一名枪械师利用塑料材质的3D打印机制造出一支AR-15突击步枪，这支“打印步枪”原材仅需30美元，可以速射出200发子弹；在意大利，有设计师通过耗材是沙子的3D打印制造出了一个立体建筑，并宣称未来可能不需要工人和脚手架就可以完成建筑；在墨西哥，有科研团队尝试利用3D打印制造人工血管；在日本，著名游戏厂商任天堂，已经开始通过3D打印技术来制造wii游戏机；知名的迪斯尼公司也已经考虑用3D打印方式制造部分玩具。

3D技术开始越来越靠近人们的生活，3D打印机也越来越平民化。原来的3D打印机非常庞大，基本上都只存在于大医院、研究机构以及相关企业中。购买这样的机器不仅要花几十几百万，而且打印材料也价格不菲。

但现在，3D打印机可以做到和普通的喷墨打印机一样大小。很多创业公司都提供各种各样的打印机，比如MakerBot提供的彩色3D打印机、香港Makible 2000块钱的3D打印机、维也纳工业大学能打出沙粒大小赛车模型的超高速打印机等等。

3D打印设计软件也越来越多，有iPhone上设计3D物品的Sculpteo、iPad上3D设计软件123D Design、通过Kinect扫描3D模型到打印Kinect-To-Print、将3D图纸模拟成3D模型。由于3D打印成品的可塑性非常强，从二维到三维，3D打印可以精确到600dpi，每层0.01毫米的厚度。所以几乎任何复杂的结构都可以轻松打印出来，例如克莱因瓶、莫比乌斯网、门格尔海绵等。这就给人们带来了极大的想象力，很多人都在畅想3D打印会给各个行业带来哪些革命性的改变。

作为影响未来的技术，3D打印对医疗、文化、建筑、食品、汽车等行业的影响绝对让你难以想象！《-3D打印“制造业 2.0”的革命》介绍了3D打印将催生“个性化制造”、“自我生产”以及“人人都是发明家”的新产业形势。

4、3D打印在中国

2009年，24岁的浙江金华人金涛，从浙江大学计算机专业研究生毕业后，在香港做了不到一年博士，就决定回内地创业。启发他创业灵感的，是国外一家电子礼品店的个性3D打印服务。

当时，面向普通人的3D打印服务在国内是完全崭新事物。三年过去，27岁的金涛已经是中国第一家3D设计服务公司的创始人和技术总监。

在淘宝网上，记者可以看到这家总部位于杭州的公司，售卖个人3D打印机，价格从5999元到29999元不等。

入门级个人3D打印机，重量只有30多斤，就好像一个超大号的礼品盒或掏空的迷你打印机。它可以放在桌面上，不用连接电脑，插上SD卡就可以将设计图纸变成实物。而购买者有设计师、科研单位、北京、上海等城市的青年活动中心，用于给小朋友上手工课，还有想给女朋友做独特爱情礼物的科技宅男。

在网络上，中国3D打印爱好者登记人数也已超过千人。网友们开始展示用个人3D打印机打印出的东西：门把手、拉环、水壶、跑跑卡丁车的模型、奖杯、茶杯、凳子、戒指等；材质也从石膏、尼龙、树脂到ABS塑料等五花八门。

目前，在金涛的公司上，3D打印技术的应用服务主要有四类：建筑与市政布局模型、工业设计的快速成型、用于教育艺术创造的“模型”设计以及保护文物遗产的3D打印。

中国有一家“中国3D产业技术联盟”，囊裹了中国在3D打印技术方面顶尖的华中科技大学、北京航空航天大学、清华大学等科研机构，这是全球首家3D打印产业联盟。

据这个联盟的专家介绍，3D打印技术作为制造业领域的一次重大技术革命，在中国已经广泛应用到航空航天等军事领域和大型复杂构件的一次成型制造。目前，我国在3D打印技术的核心领域已经与美国3D公司等国际巨头基本处于同一水平。但是，在材料和软件开发、装备等方面以及个人应用仍有一定的差距。

但是我们不可否认，新的工业革命即将来临，开源硬件和3D打印机，正将制造业带进个人制造时代，而且没有什么能够阻止它去全力追寻这个新时代。