美國MakerBot公司生產(chǎn)的家用版3D打印機(jī)。
綜合新華社、《北京晨報(bào)》報(bào)道 克隆人什么時(shí)候能夠出現(xiàn)，我們目前仍然不得而知。但神奇的科技已經(jīng)接近能人造器官的階段。在網(wǎng)絡(luò)上廣為流傳的一則視頻中，美國威克森林大學(xué)再生醫(yī)學(xué)研究所教授安東尼?阿塔拉展示了這樣的場(chǎng)景：在一臺(tái)沙沙作響的3D打印機(jī)上，一塊柔軟的東西被打印出來，安東尼稱這是一個(gè)用了7個(gè)小時(shí)打印的“人類腎臟”。這個(gè)腎到底有沒有用仍在實(shí)驗(yàn)中。
不過，這種3D打印機(jī)已經(jīng)給人類帶來了不少貢獻(xiàn)，儼然美國科幻作家羅伯特?希克利筆下的“萬能制造機(jī)”。人們只要輕輕點(diǎn)擊鼠標(biāo)，它就可以打印出飛機(jī)、汽車、步槍、泳衣、首飾、血管，甚至“胎兒”。
據(jù)美國威克森林大學(xué)的安東尼介紹，打印“腎臟”時(shí)，研究人員首先從成年病人的骨髓和脂肪中提取出干細(xì)胞，通過采用不同的成長(zhǎng)因子，這些細(xì)胞能夠被分化成不同類型的其他細(xì)胞；然后他們?cè)賹⑦@些細(xì)胞轉(zhuǎn)化成液滴，制成“生物墨水”。然后注射器一層一層地將“生物墨水”噴涂到凝膠支架上，直到器官的三維結(jié)構(gòu)完成。
聽起來很復(fù)雜，很多科學(xué)家也并不認(rèn)為這樣的腎臟能在人體內(nèi)正常發(fā)揮作用。
不過，在很多領(lǐng)域，3D打印技術(shù)已經(jīng)大展身手。據(jù)國外媒體報(bào)道，科學(xué)家近期研制了一款神奇的3D打印機(jī)，未來在月球基地中生活的宇航員可以使用它將月球上巖石或者特殊材料“打印”成所需要的工具。
3D打印機(jī)的工作步驟是：使用CAD軟件來創(chuàng)建物品的模型，比如動(dòng)物模型、或者微縮建筑等等。然后把模型文件拷貝到3D打印機(jī)中，進(jìn)行打印設(shè)置后，打印機(jī)就可以把它們打印出來。打印的原料可以是有機(jī)物、也可以是無機(jī)物。打印機(jī)開始工作后，噴頭會(huì)不斷地噴出經(jīng)過加熱后的原料，在專業(yè)軟件的指揮下順著軌跡一層層地開始堆疊，直到成品打印完成。
3D打印機(jī)的前世今生
其實(shí)3D打印概念早在幾十年前就已提出。上世紀(jì)70年代，隨著3D計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)興起，設(shè)計(jì)師能在電腦軟件中看到虛擬的三維物體，但要將這些物體用黏土、木頭或是金屬做成模型則是一個(gè)緩慢而費(fèi)錢的過程。于是，“快速成型”機(jī)應(yīng)運(yùn)而生，這就是3D打印機(jī)的前身。在這個(gè)過程中，麻省理工學(xué)院的一項(xiàng)發(fā)明扮演了重要的角色。1994年，幾名來自麻省理工學(xué)院的科研和技術(shù)專家發(fā)明了一種名為“三維打印”的技術(shù)，并申請(qǐng)了專利。這種技術(shù)成型的速度快，設(shè)備價(jià)格便宜，操作容易。
而目前3D打印機(jī)的顛覆性創(chuàng)造離不開意大利土木工程師恩里科?迪尼的貢獻(xiàn)。7年前，恩里科正進(jìn)行國際學(xué)術(shù)交流時(shí)第一次見到3D打印機(jī)。恩里科一邊打量眼前機(jī)器，一邊對(duì)好友說，為什么不用它來造房子呢？幾個(gè)月后，第一臺(tái)建筑打印機(jī)概念機(jī)面世。
2010年3月，恩里科又宣布，他已成功研制出一種名為“DShape”的大型3D打印機(jī)，它能夠打印出一幢完整的建筑。恩里科接受媒體采訪時(shí)說，“這種打印機(jī)比常規(guī)建筑方法要快四倍，而且所使用的原料也只有原來的三分之一到二分之一，更重要的是幾乎不會(huì)產(chǎn)生任何廢棄物。”
應(yīng)用空間廣但造價(jià)不菲
此前，3D打印機(jī)數(shù)量極少，大多集中在“科學(xué)怪人”和電子產(chǎn)品愛好者手中。主要用來打印珠寶、玩具、工具、廚房用品。而現(xiàn)在3D打印機(jī)正式面市，各行各業(yè)都有應(yīng)用。
英國《每日電訊報(bào)》2009年8月曾報(bào)道，英國數(shù)碼成形公司現(xiàn)階段正向大型企業(yè)推銷3D打印機(jī)。商店安裝3D打印機(jī)，顧客可以自己設(shè)計(jì)首飾甚至衣服和鞋子，自己定制形狀、顏色和材質(zhì)，然后再打印出想要的東西。
3D打印機(jī)也將進(jìn)入醫(yī)學(xué)界，上文提到的用3D打印機(jī)打印腎臟就是其中的一個(gè)研究項(xiàng)目。但這項(xiàng)技術(shù)也存在排異反應(yīng)難以避免等弊端。
由美國Organovo公司研制的3D生物打印機(jī)如今已經(jīng)可以制造動(dòng)脈，開發(fā)者稱由這種設(shè)備“打印”的動(dòng)脈最早有望在5年內(nèi)用于心臟搭橋手術(shù)。而心臟、牙齒和骨骼等更為復(fù)雜的器官則應(yīng)該可以在10年內(nèi)被“打印”出來。
雖說應(yīng)用空間廣闊，但目前3D打印機(jī)造價(jià)十分昂貴。
3D打印機(jī)目前分為企業(yè)型和家用型。企業(yè)型主要為公司提供原型和零部件制作，價(jià)格從2萬美元至百萬美元不等。而小型家用機(jī)可以滿足個(gè)人設(shè)計(jì)和制作興趣，可打印眼鏡框、浴簾環(huán)和玩具，價(jià)格在1299美元左右，最高不超過2000美元。
美國《時(shí)代》周刊將3D打印列為“美國十大增長(zhǎng)最快的工業(yè)”。行業(yè)預(yù)估，2012年，3D打印市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到13億美元，2016年達(dá)到31億美元，2020年達(dá)到52億美元，8年內(nèi)增加300%。
服飾Continuum是一家提供定制服務(wù)的時(shí)裝公司，現(xiàn)在它也開始賣3D打印的鞋子了。你可以選擇不同的顏色、式樣、鞋跟高度。鞋子打印出來之后會(huì)進(jìn)行鑲皮處理，底部也會(huì)加上紋理橡膠。每雙定價(jià)900美元。
醫(yī)療
兩名科學(xué)家用3D打印機(jī)為2歲的Emma制作了一個(gè)“魔法手臂”。Emma患有先天性多發(fā)性關(guān)節(jié)攣縮癥，但“魔法手臂”讓她具備了維持日常生活的能力。3D打印版的關(guān)節(jié)和骨頭現(xiàn)在正在幫助大約三萬名病人正常行走，3D打印機(jī)還可以打印藥物處方。但是用它打印復(fù)雜的人體器官（如腎臟），還要經(jīng)過嚴(yán)格的排異實(shí)驗(yàn)才能知道這種打印出來的器官能否真正為人體使用。
汽車
這輛車的名字為“Urbee”，外表看起來有點(diǎn)“走不動(dòng)路”，但實(shí)際上它每小時(shí)能跑上100公里。更讓人震驚的是，這輛車的橙色車身、三個(gè)輪子、雙座位、底盤等所有外部組建都是由美國Stratasys公司的大型3D打印機(jī)生產(chǎn)。“Urbee”用電和汽油作為混合動(dòng)力，是世界上最環(huán)保的汽車之一。
槍支
今年8月初，科迪?威爾森和他的朋友成立了一個(gè)“分布式防御系統(tǒng)”，用戶下載他們的武器模型后，就能用3D打印機(jī)直接打印出來。當(dāng)然，用戶需要單個(gè)地打印AR15的部件，接著打印該槍的子彈，組裝起來后才能使用。
“胎兒”
日本的一家診所開始為孕婦提供一項(xiàng)最新的服務(wù)，為胎兒制作3D模型。通過使用3D打印機(jī)構(gòu)建模型，并且同時(shí)噴涂?jī)蓪訕渲＿@項(xiàng)服務(wù)起價(jià)為10萬日元（1270美元）。這項(xiàng)服務(wù)在世界范圍內(nèi)尚屬首次。
建筑
iMateri-alise公司提供打印建筑微型版本的服務(wù)，根據(jù)大小，價(jià)格在400美元到700美元之間。而實(shí)際上，3D打印機(jī)已經(jīng)能打印出真正的建筑。
