3D打印的立體房屋效果圖。
《國際先驅導報》記者 謝來 實習記者 趙思佳 發自北京
你想過打印房子嗎？最近一段在微博上流傳的視頻說明，這并非癡人說夢。
在這段視頻中，美國南加州大學的貝羅克·科斯涅夫教授就設計出一套巨大的3D打印機，它能在20小時之內打印出一套房子。該項技術將比現在的建筑技術更安全、高效，一磚一瓦都不會遺漏，能保證房子的質量。他預計，到2050年，3D打印的房子將在房地產市場隨處可見。
如今，3D打印技術被稱為影響未來的八大技術之一，有人毫不吝嗇地給它冠上“未來之光”、“萬能制造機”等名號。
總之一句話，還有什么是3D打印機不能做的？
原理：“增材制造”
3D打印機，顧名思義，用它打印出來的物品并非平面的紙張，而是一個立體固態物體。首先將一項設計物品通過3DCAD（3D計算機輔助設計）軟件轉化為3D數據，然后再根據這些數據進行逐層分切打印。在打印過程中，層層打印出來的切片會不斷疊加，最終形成一個完整的立體物品。簡單說來，3D打印就相當于做“加法”。
傳統打印機與3D打印機最大的區別在于耗材不同——前者使用墨粉，后者使用的則是一些可以發生固化反應的材料，如樹脂、塑料、陶瓷、金屬等等。
傳統的工業制造方法多是減材制造，即在整塊材料的基礎上去除多余部分，將剩下的部分制成產品。而作為“增材制造”的3D打印技術，則是按照設計圖，精確制出每一層平面后再進行累加，所以在生產過程幾乎不會產生任何廢棄物。
想要什么？都能打印！
3D打印機不光在制造業領域讓人眼前一亮，還為飲食、藝術、服裝、醫療等各行業帶來了神奇的改變。
英國埃克塞特大學研究人員制作了一款以巧克力為原料的3D打印機，可以用來打造屬于自己獨一無二的個性巧克力；中國杭州的雕塑家李慶華利用3D打印技術，復原了在時光侵蝕中變得破敗不堪的山西天龍山石窟造像群；荷蘭設計師艾瑞斯·凡·赫龐將3D打印技術與手工制作完美結合，使用錦綸打造出了傳統制造方式難以實現的復雜藝術品；而在醫療方面，除了3D打印的機械手臂，還有患者于去年6月在荷蘭接受了世界上首例由3D打印技術制作的人工下頜骨移植手術。
讓“紙上畫餅”成真的3D打印鮮肉技術也并非異想天開：雖然研究人員早就掌握了實驗室培育人造肉的技術，但只是在營養成分上接近肉，真實外觀和口感還相差甚遠，但有了3D打印技術的幫助，用微小的人造血管構造一塊肉的立體框架，再在血管之間填充脂肪、蛋白質，形成肌纖維和肌肉組織。電腦提前設計好打印程序后，由技術人員按照真正肉類所含的營養元素往里添加原料，采用水基溶膠凝膠法，再配合特殊的糖分子結構，做成的鮮肉特別有彈性，而且烹飪后肉質松散有嚼頭，絲毫不遜于真正的肉。
可以說3D打印機幾乎已經被運用到各個行業中，將原本難以實現的設想一一具現化出來。無怪乎3DSystems公司負責全球市場營銷的副總裁凱西·劉易斯曾在采訪中自信滿滿地說：“有了3D打印，一切不再復雜。3D打印機幾乎可以創造任何東西。”
未來增長最快的行業之一
雖然在多數人看來3D打印還是一個新生事物，但實際上3D打印的設想早在數十年前就已開始醞釀。
上世紀70年代，3DCAD軟件誕生。伴隨著軟件的興起，快速成型技術也應運而生，3D打印技術則是快速成型技術中的一種。
自30多年前發明家查爾斯·赫爾制造出世界上第一臺3D打印機以來，3D打印技術的種類逐漸變多，可選用的原材料范圍也在變廣，由蠟、尼龍等熱塑性材料擴展到了金、銀和強度極高的鈦以及不銹鋼，去年更是將液態巧克力也作為了打印機的“油墨”，甚至還有沙子。
由于3D打印技術不需要生產線，使得生產成本大大降低、生產周期也得以縮短，同時在很大程度上減少了材料廢棄。這項將省才省物省力的發揮正因為有上述這些優勢，據美國一家行業研究機構發布的報告顯示，3D打印機、環保可持續建筑等將是本國未來增長最快的行業。
奧巴馬政府認為3D打印技術的發展是美國制造業提高競爭力的一條捷徑。據悉，美國政府已經投資3000萬美元用于3D打印技術的研發，并籌劃建立一個3D打印技術研究院。
美國國防部對這一技術也是十分著迷，他們認為這一技術可以在未來應用到實戰領域，比如前線所需要的物資裝備不再需要通過運輸才能送達，只要當場“打印”就可以做到。
由美國Organovo公司研制的3D生物打印機如今已經可以制造動脈，開發者稱由這種設備“打印”的動脈最早有望在5年內用于心臟搭橋手術。而心臟、牙齒和骨骼等更為復雜的器官則應該可以在10年內被“打印”出來。
在未來的航天事業中，由于攜帶備用零件會增加飛船的體積和重量以及受到宇宙中失重環境的影響，一旦飛船上面的某個零部件壞了，想要換新是十分困難的，如果利用裝在飛船中的3D打印機按需打印零部件，問題便可迎刃而解。發明了以沙石為原料打印建筑物的設計師恩里科·迪尼甚至宣稱，希望有一天，可以使用月球塵埃，在月球上輕松地建筑起一個基地。
掀起第三次工業革命？
可以說只要是需要模型和原型的行業，3D打印機都可在此發揮作用。英國《經濟學人》雜志曾指出，在3D打印技術得到廣泛應用的情況下，制造業也許不再運用工廠這種將人力、資金、設備等生產要素大規模集中化的生產方式，而是轉變為一種以3D打印機為基礎、更加靈活、所需投入更少的生產方式。《經濟學人》將這種趨勢稱之為“社會化制造”，并認為這種新型的生產方式，有望促成第三次工業革命。
盡管眾人如此看好3D打印這項技術，但不可否認，3D打印技術要想引領第三次工業革命，還要面對多重困難。首先，3D打印機需依據要打印的商品尋找特殊材料，有些材料不僅難找而且價格昂貴。
其次，除了用來滿足個人設計師和普通愛好者的個人3D打印機之外，其他的3D打印機均價格不菲，每套大概需要十萬美元左右，最貴的甚至達到120萬美元。
再者，當任何一個產品被濃縮于數字文件中，都會加快它們被復制和傳播的速度，自然也更容易遭到盜版，這無疑會對原創者的知識產權造成極大侵害。
上述三種困難的存在似乎使得“利用3D打印技術建設未來都市”的構想離現實依然有些遙遠。但二十年前，你是否也做過擁有一臺激光打印機的夢？既然最初作為奢侈品的激光打印機現在已經成為每家每戶的必備用品，那么我們為什么不能再做一個“打印世界”的夢呢？
