在北京市計算中心的一間辦公室里，一臺灰色機器在黑暗中嗡嗡作響。這個差不多有辦公桌大小的家伙，看起來像個笨頭笨腦的舊式洗衣機。其中的工作臺和噴頭，就像我們看牙醫(yī)時張大嘴巴露出的牙齒，呆呆地沖向前方。可是，當這個笨拙的“大嘴巴”合攏起來，只要輕輕按下“打印”鍵，過上一兩個小時，它就會像機器貓的神奇口袋那樣，吐出各式各樣的稀奇玩意兒：

同等比例的人體牙床，有12個齒輪的多邊儀器，柔軟的運動鞋底，堅硬的頭像雕像……如果你愿意，它甚至可以吐出一座原模原樣的迷你版“大覺寺”！

北京中華世紀壇數(shù)字博物館，觀眾在看3D立體雕刻打印機

這是一臺來自以色列的3D打印機。目前，這一技術已經(jīng)實現(xiàn)了打印出一部分建筑外墻、味道堪比鮮肉的人造豬肉，甚至是人體毛細血管。這項只有25年歷史的技術也被英國的《經(jīng)濟學人》周刊評價為，將“與其他數(shù)字化生產模式一起，推動第三次工業(yè)革命的實現(xiàn)”。

“3D 打印機將來不是要取代某一個制造業(yè)，而是要取代幾乎所有的制造業(yè)。”作為世界首個公布3D打印機開源數(shù)據(jù)信息的科學家，英國工程學家阿德里安·鮑耶對中國青年報記者表示，“未來你想要什么，只需下載圖紙，按一下‘打印’鍵，就可以去喝咖啡聽音樂了，剩下的所有事，請統(tǒng)統(tǒng)交給打印機。”

要是所有模型都能用打印機打出來，那可就好了

雖然所學的專業(yè)是機械設計，工程師向磊卻能像個魔術師一樣，變出莊嚴肅穆的大雄寶殿、惟妙惟肖的無量壽佛……他只需要走到這臺價值100多萬元人民幣的3D打印機前，輕輕按下“開始”鍵。

不過在此之前，他還要繪出可供3D打印機識別的“圖紙”。這種存儲在電腦里的模型圖，展示了被打印物體的精確數(shù)據(jù)。如果想要做出一個實際中存在的物體，只需要通過一個長得像電吹風機的掃描設備，就可以將其轉換成電腦屏幕上的模型圖。

接下來，再將“圖紙”發(fā)送到3D打印機上，就可以等待立體打印品的出爐了。這一過程依托的是美國發(fā)明家恰克·赫爾創(chuàng)立的“光固化快速成型術”。1986年，他提出可以通過逐層疊加薄層，利用紫外線固化后形成固體模型。

當時恰克只有47歲。這位費時費力做模型的發(fā)明家，冒出這樣一個主意要是所有模型都能用打印機打出來，那可就好了！

如今，這已經(jīng)不是遙不可及的事。一旦接到指令，大嘴巴模樣的打印機就會立刻亮起光來，隔著透明罩的內部工作臺上的UV燈放射出紫外線。與此同時，8個比繡花針針頭還小的打印噴頭來回移動，每個噴頭上面有60個小孔，像打水槍一樣向工作臺上噴射著一層又一層的液態(tài)打印材料，先進的機器可以達到每層最薄的只有 0.025毫米。

這些打印材料裝在汽油桶大小的容器里，它們決定了成品的質地。目前的3D打印技術大多使用的是樹脂、尼龍、塑料或者石膏材料。但實驗室也傳出越來越多的成功案例，包括支持鈦、不銹鋼或沙土材料的打印技術。這么一來，打印飛機、汽車甚至是可以居住的房間，都不再遙遠。

由于對光敏感，在紫外線燈照射下，剛剛噴上的液態(tài)樹脂會迅速固化，就這樣一層層累積變成固體。在原本已經(jīng)空著的部分，噴頭會噴上可溶于水的支撐材料。

就這樣來來回回一層層地累積，不斷下沉的工作臺上面會積出一個樹脂模型。這時候工程師回到這間小屋，從“大嘴巴”里取出這個模型，到隔壁的陽臺上用高壓水槍沖洗掉附著在模型上面的支撐材料，就這樣，不管圖紙上的模型有多復雜，3D打印機都能忠誠地打印出來。根據(jù)模型大小不同，整個過程大約會花掉兩到數(shù)十個小時。

未來3D打印技術就像傻瓜相機一樣，人人都會操作

為了讓更多人明白3D打印技術的原理，身為專利擁有者的赫爾還特意拍了一部短片。短片里的他還是黑白參差的頭發(fā)，坐在貼滿計劃書的書桌前，背后還有一個聽筒粗大的老式電話，嚴肅地說：“我們正在研發(fā)一種技術，能夠把你在電腦屏幕上看到的圖像迅速轉化成實體。”

跟北京市計算中心略顯笨重的3D打印機不同，赫爾的打印機如同一個咖啡機，白色的激光針頭像一支削尖了筆頭的鉛筆，對著裝滿藍色液體的杯子來回移動，發(fā)出滋滋的聲音，過不了一會兒，如同魔術一般，一個成型的立體小杯子從藍色液體里面浮出水面。

“等會兒，這短片拍攝于……25年前？！”在這則視頻短片底下寫著這樣一條留言。“原來3D打印在25年前就實現(xiàn)了？”

事實上，實現(xiàn)3D打印實體的技術還有許多。除了赫爾提出主流技術光固化快速成型術，還有熔融積沉成型術、選擇性激光燒結術等。只不過長久以來，由于成本高達數(shù)萬甚至數(shù)十萬美元，這項技術只是小范圍地運用在工業(yè)產品設計上。

2004年，還在英國巴斯大學教書的阿德里安看到了這項研究。這位熱心人士趁著課余時間寫了篇文章，發(fā)表在巴斯大學的網(wǎng)站上，希望有人能夠普及推廣這項技術。

“我本來只是想告訴大家，這里有個好主意，結果我在學校路上遇到的每個人都對我說，為什么你不做呢？”阿德里安一邊沖著咖啡，一邊笑瞇瞇地告訴中國青年報記者， “后來我想了想，那我就來試試吧！”

在他的領導下，一項叫做Reprap的3D打印項目在2006年誕生。這個項目的含義就是“實現(xiàn)自我復制打印”，設計者希望通過“自我復制打印”，讓世界上更多的人擁有3D打印的能力，“只要一個人買了一臺Reprap機器，它可以自我復制第二臺、第三臺甚至更多，送給這個人的朋友，最后大家都可以用得上 3D打印機”。

他用生物學家的名字稱呼自己的機器，第一代機器叫做“達爾文”，后來還有“孟德爾”和“赫胥黎”，“生物是一個自我復制繁殖的過程，我們也是”。

雖然阿德里安創(chuàng)辦了公司，但這個教書匠似乎并沒學會商人的精打細算。他花了好一會兒時間才聽明白關于銷售利潤的提問，然后遲疑地回答：“我們本來就沒有打算要賺錢！”

他說，應該讓更多人接觸到3D打印這項技術，參與到這場變革中。阿德里安開源了3D打印機的數(shù)據(jù)，任何人都可以在他的網(wǎng)站上獲得相關信息。

現(xiàn)在，阿德里安的技術已經(jīng)實現(xiàn)了相對低成本。相對于北京市計算中心購置的100多萬元人民幣大設備，他的設備只需要300美元（折合1892元人民幣）。盡管如此，他依然不滿意，因為目前組裝設備的技術只有專業(yè)人士才能做到，“以后的技術應該像傻瓜相機一樣，人人都會”。

“好多人問我什么時候這些愿望能夠實現(xiàn)，我和這地球上其他的70億人一樣想知道答案。”阿德里安說，“我已經(jīng)老了，我沒辦法也沒有精力繼續(xù)我的研究。可我發(fā)自內心地相信，這項充滿生命力的技術，普及的那一天一定會到來。”

偉大發(fā)明所能帶來的影響，在當時那個年代都是難以預測的，3D打印機也是如此

阿德里安夢想實現(xiàn)的這一天，也許比想象中更近。現(xiàn)在只要變換打印材料，就可以打印出不同材質的東西，五花八門的成果層出不窮。

“如果你有設計圖，現(xiàn)在也有建筑打印機可以為你打印出一個小房間，只不過目前能實現(xiàn)的最大尺度只有5米左右，那房子估計有點窄。”阿德里安打趣地說。

頗為知名的3D建筑打印機是由意大利發(fā)明家恩里科·迪尼推出的，它有6米長、6米高，比一般的3D打印機都要大。“除非打出小部件然后拼接，否則3D打印機總要比所打設備更大，這是它的一個缺點。”迪尼說。

跟其他3D打印機基本原理一樣，它也是通過一層層累積打印材料，把電腦上的虛擬圖像變成固體實物。只不過建筑打印機打出的并不是只有0.025毫米的薄層液態(tài)材料，而是厚達50毫米的沙土，固定后可形成立體建筑。

迪尼打印建筑的過程并不需要混凝土，而是普通的沙土和特殊的無機粘結劑，通過噴頭逐層噴射混合，構成堅固的墻壁，建筑里的空間也噴滿了沙土，但沒有噴射粘結劑，所以當混合過粘結劑的沙土構成建筑形態(tài)后，這些沒有參與構造的細沙會自動脫落，可以留給下一次建筑循環(huán)利用。

迪尼已試驗打出了一部分建筑外墻。他還研究著如何把打印材料變成月球塵埃，一旦成功，今后人們就可以在月球上快速建造基地。

不過，到目前為止，3D打印依然是一項成本高昂的燒錢投資。按照北京市計算中心的打印規(guī)格，每1克的成品大概報價100元人民幣左右。懷抱著“打印房子”夢想的迪尼，早已經(jīng)被滾雪球似的債務問題纏身。

“偉大發(fā)明所能帶來的影響，在當時那個年代都是難以預測的，1750年的蒸汽機如此，1450年的印刷術如此，1950年的晶體管也是如此。”《經(jīng)濟學人》評價道，“我們仍然無法預測，3D打印機將在漫長的時光里如何改變這個世界。”

阿德里安喜歡跟人這樣舉例：30年前，我想舉辦一個派對，需要印很多請柬，我只能去工廠，當時打印機很有限，但是現(xiàn)在幾乎人人家里都有打印機，自己在家就能做請柬。當3D打印機可以進入普通人生活的時候，許多愿望就可以自己實現(xiàn)。

“在不久的未來，也許我們可以擁有一個沒有工廠、沒有商店的世界，大家都是設計師，人人都是制造商，只要身邊擺一臺3D打印機，你就可以得到你想要的東西。”阿德里安說。