一直以來，筆者都堅持認為，科技最棒之處不在于它多么高深，而是能幫我們切實地解決生活中的問題，不是嗎？對于熱門的3D打印技術來說，也該如此。
毫不夸張地說，2012年是3D打印年，這項有著三十年歷史的技術終于變得易用和大眾化。從各種大小的模型，小禮品、服飾、到醫用助聽器、假肢??3D打印機的可能性無窮無盡。不久之前，互動中國專訪了上海的創客基地——新車間(link)，與中國的“3D打印之父”Lucio進行了一番交談，同時在他的演示下目睹了3D打印機如何將一個電腦中的設計圖變成實物的過程，甚為驚喜。今天我們就來簡單了解一下這一熱門技術背后的原理吧！
作者、編輯: Vivian Peng @DamnDigital
Cover Image: Wang Qi@DamnDigital
(原創內容，轉載請注明來自DamnDigital)
下面這個出自于PBS Digital Studio的視頻可以幫助我們從頭了解3D打印技術的真相和發展前景
【V】 Will 3D printing change the world?
3D打印技術的歷史
3D打印的概念緣起至今已經經歷了源遠流長的歷史，在20世紀80年代中期，查赫爾發明了光固化（又稱固體成像）技術并獲得了專利，當時，他創立了3D Systems公司。從那時起，該技術一直處于發展進步之中，直到今天，走到了歷史舞臺的中心。
3D打印機的歷史（點擊圖片查看大圖）
img source：《商業價值》
下面看到的這張圖是我們在新車間中拍攝到的來自創客DIY的3D打印機，這也是目前市面上最為常見型號的3D打印機，當然，目前3D打印機的外型已經有多種多樣，大小不一，在下面我們拍攝的視頻中也將會看到不同型號的3D打印機。
photo by DamnDigital,攝于新車間，版權所有
3D打印機究竟是如何工作的？
Designing an Idea 原型設計
其實3D打印的原理粗看起來并不復雜，一切始于一個概念，3D打印的第一步就是要設計一個數字模型，當然對于互動設計師來說這一步再熟悉不過，可以用CAD制圖軟件或者動畫建模軟件完成。
最常用的是CAD數據就可以為3D建模，非常簡單，可以用普通的設計軟件制作，所以無論你是工程師、或者是建筑師，抑或產品設計師都可以輕松設計3D產品的模型。
當然，我們也可以不用非得自己那軟件自己繪圖，現在已經有很多網站可以購買、下載或者定制符合心意的原型成品。
好了，完成了數據原型圖之后，下一步就是要通過計算機將原型信息（STL格式的文件）下指令給3D打印機了。
The 3D Printing Process 3D打印過程
3D打印過程說起來其實很簡單：3D打印機在設計文件指令的導引下，先噴出固體粉末或熔融的液態或粉狀合成的材料（也就是傳說中的可以幫助你徒手畫出3D物體的“神奇材料”），使其固化為一個特殊的平面薄層。第一層固化后，3D打印機打印頭返回，在第一層外部形成另一薄層。第二層固化后，打印頭再次返回，并在第二層外部形成另一薄層。如此往復，最終薄層累積成為三維物體。
在互動中國專訪新車間的過程中，3D打印機專家LUCIO也特地為我們演示了3D打印機如何工作的全過程，以下的視頻與大家分享：
Shoot by DamnDigital,攝于新車間，版權所有
以下我們看到的這些產品，都是利用這種方法造出來的，更確切地說，凡是你想象得到的一切：鞋子、戒指、手機套、各種小禮品、零部件??我們在新車間已經可以看到各種不同的3D打印機成品，并且這些物品都已經達到相當精細復雜的質感，據說，現有的3D打印機已經可以達到比人工更為精細的程度。
Pushing Innovation 推動創新的引擎
毫無疑問，稱3D打印技術是近年來最具有革新意義的創新發明之一毫不為過，它擁有顛覆多個行業的巨大潛能。比如在醫療健康領域，我們已經可以看到全球各地有不少運用3D打印技術幫助患者恢復健康，重塑手術之后所造成的創傷的例子，3D打印幫助截肢患者重新擁有雙腿，3D打印器官，肌肉，等等例子，屢見不鮮。
美國國家航空航天局在亞利桑那州的沙漠中測試了一艘火星飛船，飛船甲板上裝有定制的3D打印金屬部件。這些部件大多形狀復雜，有許多曲線和鏤空，除了3D打印機，其他任何設備都生產不出來。
在日本，一位準媽媽想要紀念其首次超聲波檢測，她的醫生編輯她的超聲圖像，并3D打印出栩栩如生的胎兒模型。結果，一個透明硬塑料塊中就出現了一個前衛的3D打印微小胎兒塑料模型。
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這些制造奇跡不斷發生。在不遠的將來，人們將3D打印出活體組織、富含營養的食品及完全組裝好的電子元件成品。
3D打印技術真的可以革制造業的命嗎？
有人樂觀地預計3D打印機將像噴墨打印機一樣走進千家萬戶并幾乎取代制造業，知名的《經濟學人》雜志也曾在相關報道中稱：3D打印技術為首的新制造業將會帶來第三次產業革命（原文）。
我們都知道，要“革命”，首先必須要是能夠獲得普及，能夠服務于尋常百姓，那才能有資格去“革命”。那么在當前條件下，3D打印技術怎樣才能更好地服務尋常百姓呢？或許產品才是最重要的——3D打印產品定制公司Shapeways的成功證明了這一點。
Shapeways: 3D打印技術激活小型制造業經濟的一個范本
Shapeways是一家總部位于荷蘭的創新制造公司，它利用3D打印技術為客戶定制他們設計的各種產品，包括藝術品、首飾、iPhone手機殼、小飾品、玩具、杯子，還為客戶提供了銷售其創意產品的網絡平臺。
自2007年成立以來，Shapeways已經生產了超過100萬款3D打印產品，總產量超過60億件，在線商店的數量多達8000家以上。這么多產品是怎樣生產出來、又是怎樣銷售出去的呢？
事實上，Shapeways的運作流程相當簡單：Shapeways給客戶一個生產成本價，而用戶可以根據自己的意愿加價出售；根據材料的不同，客戶從下單到收貨需等待10到15個工作日；Shapeways甚至可以直接把客戶的產品寄給買家，并在月底把貨款打給客戶——不管用戶是否通過Shapeways出售產品，Shapeways收取的費用都是一樣的。
傳統制造業工廠通常對訂單有最低數量要求（例如1萬件起訂），因為模具的成本非常昂貴。但是Shapeways甚至對只做10個的小訂單也非常歡迎——該公司的60名員工的奮斗目標不是讓3D打印成為主流，而是改變制造業的運作方式（相關文章：《3D制造力：3D打印機要革“制造”的命》）。
3D打印的硬傷？——價格
以上所說到的關于3D打印技術的一切創新對于整個世界具有非同凡響的意義，當然，就目前來說，3D打印技術想要真正達到普及依然還存在一個硬傷——昂貴的成本。最小型簡單的3D打印機，可用于打印各種小玩具，小物件，每臺售價也在1000美元上下。再稍微大型一點的打印機，可用于打印更為專業、精細的模型的，每部售價在14900美元至59000美元上下。如果你需要制作更加精密、大型的模型的話，那樣的打印機就需要至少60萬美元以上。
最大爭議——專利版權
當然，除了價格之外，業界還有對于3D打印技術會對版權專利帶來威脅的爭議。
盡管如此，我們不可否認3D打印技術擁有相當巨大的市場，據統計，目前3D打印的市場估值已經達到17億美元，這一數字將在2015年上升至37億美元，潛力相當可觀。
記得在我們專訪新車間Lucio的時候，問道3D打印機對于未來普通民眾生活的影響力的時候，他為我們描繪了這樣一幅畫面：
”設想你家中的一切擺設，家具將來都可以通過3D打印機輕松地打印出來，可以根據你的心情喜好隨意變幻。當某一天你家有客到訪，還可以用3D打印機制作出各種需要的餐具物品，甚至是美味佳肴，然后客人走了，還可以把所有一切物品重新回收，用作下次打印其他物品的原材料。這種方式既環保又實用。而且目前3D打印技術已經可以達到非常高的精度，制作出的物品相當精致。相信這一天不會太遠。“
3D打印技術真的能夠為制造業、創新領域帶來翻天覆地的變化，成為市場洗牌的引爆劑嗎？讓我們拭目以待吧！
參考資料來源：
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