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你需要一把功能強(qiáng)大的錘子？你需要一雙精致無比的鞋子？你需要給孩子準(zhǔn)備奇異的玩具？你需要一頓精美的晚餐？只管打印出來就行了。這本書帶你走進(jìn)3D打印的世界，認(rèn)識一下當(dāng)下這個(gè)最酷的東西——它將從想象變成現(xiàn)實(shí)，并帶來一場深刻的社會革命。

這本書講述了3D打印技術(shù)的突破性發(fā)展，以及3D打印技術(shù)將如何應(yīng)用在學(xué)校、廚房、醫(yī)院等場所的。

這本書預(yù)測，不遠(yuǎn)的未來，我們完全可以用電腦把自己想要的東西設(shè)計(jì)出來，然后進(jìn)行三維打印，就像我們現(xiàn)在可以在線編輯文檔一樣。通過電子設(shè)計(jì)文件或設(shè)計(jì)藍(lán)圖，3D打印技術(shù)將會把數(shù)字信息轉(zhuǎn)化為實(shí)體物品。

當(dāng)然，這還不是3D打印的全部，3D打印最具魔力的地方是，它將給材料科學(xué)、生物科學(xué)帶來翻天覆地的變化，最終的結(jié)果是科學(xué)技術(shù)和創(chuàng)新呈現(xiàn)爆發(fā)式的變革。

3D打印機(jī)本是一種相對粗陋的制造機(jī)器，從工廠誕生，然后走進(jìn)了家庭、企業(yè)、學(xué)校、廚房、醫(yī)院、甚至?xí)r尚T臺。但是一旦將3D打印機(jī)與當(dāng)今發(fā)達(dá)的數(shù)字技術(shù)相結(jié)合，奇跡就發(fā)生了。再加上互聯(lián)網(wǎng)的普及以及微小而成本低廉的電子電路的廣泛使用，在材料科學(xué)和生物技術(shù)取得日新月異進(jìn)步的今天，技術(shù)和社會革新將由此爆發(fā)。

作為全球3D打印研究的專家，胡迪·利普森（Hod Lipson）與梅爾芭·庫曼（Melba Kurman）經(jīng)過長期研究，并走訪了多位來自各個(gè)行業(yè)的專家，這本書帶給你的不僅僅是震撼，還有更多觀察與思考——3D打印這個(gè)全新的世界將給你帶來什么？

一臺幾乎可造萬物的機(jī)器

·3D打印的技術(shù)名稱是“增材制造”，這是對實(shí)際打印過程比較貼切的描述。3D打印獨(dú)特的制造技術(shù)讓我們能夠生產(chǎn)前所未有的各種形狀的物品。

·3D打印技術(shù)的秘密可以概括如下：就將復(fù)雜設(shè)計(jì)變成實(shí)體物品而言，3D打印機(jī)比其他生產(chǎn)模式（如人工生產(chǎn)或機(jī)器生產(chǎn)）更精確、更通用，可以將一個(gè)復(fù)雜的設(shè)計(jì)通過組合不同的原材料以過去不可能的方式制造成實(shí)物。

·3D打印的十大優(yōu)勢：1.制造復(fù)雜物品不增加成本。2.產(chǎn)品多樣化不增加成本。3.無需組裝。4.零時(shí)間交付。5.設(shè)計(jì)空間無限。6.零技能制造。7.不占空間，便攜制造。8.減少廢棄副產(chǎn)品。9.材料無限組合。10.精確的實(shí)體復(fù)制。

3D打印的賺錢之道

·由3D打印技術(shù)和新型設(shè)計(jì)技術(shù)推動的未來商業(yè)模式之一將是云制造。云制造是一種替代大規(guī)模生產(chǎn)的方案，由小規(guī)模、分布式節(jié)點(diǎn)組成。每個(gè)云制造商可能很小。然而，就像數(shù)十億的手機(jī)或螞蟻工廠一樣，合并后的整體效能將大于每部分之和。

·DIY給消費(fèi)者帶來豐富的產(chǎn)品變革體驗(yàn)，一方面讓那些群體意識強(qiáng)的從業(yè)者有機(jī)會獲取新的不太容易學(xué)到的技能，另一方面讓他們通過設(shè)計(jì)和自己制造東西獲得滿足感。3D打印技術(shù)使我們超越世俗，突破傳統(tǒng)的商品領(lǐng)域、打破沉悶的用戶體驗(yàn)。一些當(dāng)今領(lǐng)先的出售3D打印機(jī)或提供3D打印服務(wù)的公司，深層挖掘消費(fèi)者對豐富、難忘和變革性體驗(yàn)的需求。

·3D打印使很多小想法的嘗試成為可能。小公司或個(gè)人可以小批量地制造和銷售某種未經(jīng)測試的產(chǎn)品，先觀察市場的反應(yīng)，這樣就降低了財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)。通過這種3D打印技術(shù)，企業(yè)不需要像目前的制造環(huán)境一樣，購買機(jī)械設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施開展新的投資。

·工業(yè)3D打印技術(shù)已優(yōu)化為配置特定廠商的3D打印材料，這一事實(shí)針對不同對象阻礙或推動了創(chuàng)新。不利方面在于，用戶擔(dān)心制造商的保修服務(wù)無效而不愿嘗試廉價(jià)材料。專屬材料的有利方面在于3D打印機(jī)制造商將熱衷于投資開發(fā)高性能的可盈利的原材料，這將推動該技術(shù)的進(jìn)步。

“活墨”生物打印：人體器官以及食物可以打印了

·3D打印有望制造人造軟骨。在康奈爾大學(xué)，我與丹尼爾·科恩、拉里·博納薩3D打印了羊的半月板。首先，我們對羊的膝關(guān)節(jié)進(jìn)行了核磁共振成像掃描并將圖像數(shù)據(jù)形成一個(gè)設(shè)計(jì)文件。其次，我們從羊身上提取活細(xì)胞，并攪拌進(jìn)醫(yī)療性水凝膠。最后，我們通過一個(gè)3D打印機(jī)打印頭（相當(dāng)于一個(gè)注射器）對凝膠混合物進(jìn)行擠壓。在后來的研究項(xiàng)目中，拉里3D打印出真正的人耳軟骨，它的設(shè)計(jì)文件來自對外耳的光學(xué)掃描數(shù)據(jù)。

·3D打印機(jī)可以按照需求制作特殊的外科手術(shù)教學(xué)模型。打印的教學(xué)模型可以精心設(shè)計(jì)，模仿身體組織、器官設(shè)置完整部位的特點(diǎn)。在真正的生物打印成熟之前，醫(yī)學(xué)院可以通過這種方式打印出“仿制”部位，不僅模擬了實(shí)物的外觀和感覺，并且滿足主要特征和病理需求。

·未來家庭廚房里的私人廚師將會是一臺3D打印機(jī)。此打印機(jī)與網(wǎng)絡(luò)相連，等待接收電子郵件或短信指令，為你做一頓美食。

·3D打印的食品形狀是否完整和外觀是否誘人，關(guān)鍵在于分辨率。過去人們將分辨率和食物聯(lián)系在一起時(shí)，往往強(qiáng)調(diào)他們對飲食精細(xì)程度的堅(jiān)持。但在3D食品打印的新時(shí)代，專門談?wù)摲直媛蕰r(shí)，他們在說打印成品形狀的完好程度。

·未來，醫(yī)用3D食品打印機(jī)也將順理成章地被用來打印麥片卷和活性增強(qiáng)糖果。當(dāng)然，應(yīng)用領(lǐng)域并不局限于此。廚房用的3D打印機(jī)將會依據(jù)使用者的醫(yī)療狀況，每小時(shí)進(jìn)行更新。它會利用內(nèi)置的智能數(shù)控系統(tǒng)，依據(jù)使用者每日不同的需求量為其量身打印食物。

教室里的工廠：3D打印顛覆傳統(tǒng)教育方式

·3D打印機(jī)幫助高中設(shè)計(jì)和工程學(xué)生更快地失敗。等等，這聽起來不對。然而在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工程和其他解決問題的行業(yè)中，失敗得越早，你就能越快地找到解決方法。

·3D打印打開了創(chuàng)作可操作教學(xué)模型的可能性。按照用戶要求設(shè)計(jì)的3D打印的可操作教學(xué)模型，使教師具有制作獨(dú)一無二教學(xué)工具的能力，而這些在標(biāo)準(zhǔn)課程大綱里沒有。教師能夠分享和加強(qiáng)其他3D打印的可操作性，并在他們自己的課程計(jì)劃上采用。

·3D打印機(jī)有可能延續(xù)同樣的道路。最初，3D打印機(jī)會被相關(guān)的課堂所采用，例如技術(shù)學(xué)院的課堂。很快，3D打印機(jī)會被另外的課堂所采用，從數(shù)學(xué)課到生物課，最終到藝術(shù)課、歷史課和文學(xué)課。和計(jì)算機(jī)一樣，3D打印機(jī)將打開教授和學(xué)習(xí)的全新方法的大門，我們今天還無法想象這種教授和學(xué)習(xí)的方法。

3D打印：讓制造業(yè)不再有污染

·能否實(shí)現(xiàn)更綠色環(huán)保的制造取決于能否全面開發(fā)3D打印獨(dú)有的制造能力。3D打印技術(shù)具有如下取代大規(guī)模生產(chǎn)制造的潛力：首先，3D打印機(jī)制造出的產(chǎn)品外形能夠根據(jù)應(yīng)用或環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化；其次，對堆滿貨物的倉庫進(jìn)行維護(hù)會加重環(huán)境負(fù)擔(dān)，相比之下，儲存隨時(shí)可以打印的設(shè)計(jì)圖紙或者數(shù)字化的產(chǎn)品清單更經(jīng)濟(jì)環(huán)保；再次，總有一天，分布式的3D打印制造可以使各公司就近進(jìn)行本地生產(chǎn)；最后，3D打印技術(shù)還可以進(jìn)一步開發(fā)其潛力，使用可回收利用的或環(huán)保的打印材料進(jìn)行生產(chǎn)。

當(dāng)武器和毒品也能打印、知識產(chǎn)權(quán)徹底失效時(shí)

·與其他經(jīng)歷了技術(shù)快速發(fā)展得行業(yè)一樣，3D打印行業(yè)也將遇到新的法律挑戰(zhàn)和新形式的消費(fèi)者安全和犯罪活動。法律變更的速度越來越慢，但技術(shù)不會坐等法律的改變。

·技術(shù)越強(qiáng)大，可能出現(xiàn)的濫用情況就越新奇和深遠(yuǎn)。所謂DIY生產(chǎn)藥品，打破了制作藥物和化合物相對統(tǒng)一和一致的配方，它容許人們設(shè)計(jì)和生產(chǎn)自己的藥物和強(qiáng)力的化學(xué)品，所以可能會導(dǎo)致監(jiān)管噩夢的出現(xiàn)。

·隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展，開源硬件許可時(shí)知識產(chǎn)權(quán)法和數(shù)字版權(quán)管理的一個(gè)很好的選擇。另一種選擇是改編現(xiàn)行的知識產(chǎn)權(quán)法律體系，使其更偏向于小企業(yè)和個(gè)人發(fā)明家。正如小額貸款在低收入國家發(fā)揮的作用一樣（小額貸款讓低收入人群有機(jī)會創(chuàng)立一家小公司），在新產(chǎn)品的開發(fā)上，微專利能使大企業(yè)和小公司在專利領(lǐng)域更平等。

3D打印的下一篇章

·有一天，我們將能夠用不同的材料制作材料。當(dāng)3D打印機(jī)可以通過新的方式將原材料加以混合，新型材料就會出現(xiàn)。材料制造過程將會擺脫傳統(tǒng)的先制造單個(gè)零部件后組裝的弊端。有了混合材料打印，多元結(jié)構(gòu)的部件將會被同時(shí)制造、同時(shí)組裝出來。在一個(gè)較小的范圍內(nèi)，我們將會以納米級的精度將多種材料嵌入和編排到復(fù)雜的圍觀結(jié)構(gòu)中。

·目前，由于現(xiàn)代機(jī)器生產(chǎn)本身變得越來越精細(xì)，越來越復(fù)雜，現(xiàn)代機(jī)器還不具備自我設(shè)計(jì)和自我生產(chǎn)的功能。現(xiàn)代制造機(jī)器不能根據(jù)所處的物理環(huán)境條件自我調(diào)整。而3D打印技術(shù)將通過填補(bǔ)奇點(diǎn)理論推斷中的空白，挑戰(zhàn)我們之前認(rèn)為再自然、再正常不過的概念。

將來的某一天，3D打印機(jī)將制造出活性數(shù)字物體，其能夠自我重新裝配成智能機(jī)器，然后重新設(shè)計(jì)，制造出自身的改進(jìn)版本。