探秘國(guó)際3D打印的現(xiàn)在與未來(lái)

“隨著3D打印技術(shù)的成熟，其在珠寶、服裝、食品，甚至藥品方面的應(yīng)用的加速發(fā)展，EmTech 2015共同討論國(guó)際上3D打印的前沿領(lǐng)域究竟發(fā)展到哪一步了？下一步又去向何處？”

　　創(chuàng)客的激增

　　A surge of makers

　　3D打印從84年到2005年一直處于工業(yè)應(yīng)用階段。桌面3D打印機(jī)已經(jīng)存在了幾十年，然而價(jià)格下降到實(shí)惠的程度也只是現(xiàn)在。Formlabs從Kickstarter上眾籌了290萬(wàn)美金后就進(jìn)入了這一買(mǎi)得起的桌面型3D打印領(lǐng)域，這只是其中的一家，此后源源不斷的涌進(jìn)市場(chǎng)各種“身懷絕技”的桌面型3D打印機(jī)。

　　從2005開(kāi)始，一個(gè)非常與眾不同的3D打印市場(chǎng)趨勢(shì)開(kāi)始出現(xiàn)。這就是業(yè)余愛(ài)好者的數(shù)量激增，一直到2015年發(fā)展到現(xiàn)在這個(gè)勢(shì)頭越來(lái)越明顯。

　　可編程材料

　　Programmable materials

　　麻省理工學(xué)院的Self-Assembly自組裝實(shí)驗(yàn)室一直致力于研究自組裝和可編程材料技術(shù)。今天，3D打印打印機(jī)有能力從打印藥片到打印食品實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制。不僅可以將對(duì)象打印出來(lái)，而且可以將預(yù)期的功能也嵌入到設(shè)備中。例如，當(dāng)打印一盞燈的控制裝置的時(shí)候可以將線路板結(jié)構(gòu)和其他控制裝置打印進(jìn)去，形成功能結(jié)構(gòu)件。

　　如何實(shí)現(xiàn)可定制的材料打印？材料本身，如金屬、玻璃、木材、陶瓷都有其獨(dú)特的屬性，3D打印可以將這些屬性激發(fā)出來(lái)。麻省理工在研究中實(shí)現(xiàn)了一系列的探索，包括用木材制造一個(gè)燈絲形狀的產(chǎn)品，將木材的顆粒打印到材料上，并通過(guò)像增加水或改變房間里的濕度的方法來(lái)激活材料。這樣的“燈絲”在濕度作用下能夠彎曲或折疊。

　　另外一個(gè)案例中，麻省理工在紡織品中打印了特殊的材料使得服裝可以創(chuàng)造打褶或簇絨的效果，這項(xiàng)技術(shù)允許更多的細(xì)節(jié)和定制化圖案產(chǎn)生，并且使得3D打印的對(duì)象具有極其仿真的外觀和真實(shí)的感覺(jué)。

　　麻省理工認(rèn)為3D打印只是個(gè)工具，如何用好這個(gè)工具就像打開(kāi)了潘多拉的盒子。目前金屬加工、激光切割、水噴射和其他技術(shù)都開(kāi)始與3D打印結(jié)合起來(lái)了。越來(lái)越多的混合設(shè)備使得科研人員可以做很多之前不能做的事情。

　　在軟件革命之后是硬件革命（計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合制造），現(xiàn)在又迎來(lái)了“智能材料的革命”，材料科學(xué)正在蓬勃發(fā)展。麻省理工正在推動(dòng)材料發(fā)揮到材料的極限，以我們從未見(jiàn)過(guò)的功能實(shí)現(xiàn)出來(lái)。

　　在軟件方面，另外一家公司Betatype，其Betatype Engine建模軟件也將給可編程材料技術(shù)帶來(lái)極大的發(fā)揮空間，包括形狀漸變結(jié)構(gòu),創(chuàng)造復(fù)合材料，泡沫夾心板結(jié)構(gòu)，及其他結(jié)構(gòu)材料。不僅僅是將自由的幾何復(fù)雜性進(jìn)行到極致，還給設(shè)計(jì)師帶來(lái)極大的自由度。

　　實(shí)時(shí)設(shè)計(jì)

　　Real-time design

　　3D打印的一大優(yōu)勢(shì)在于可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模定制化生產(chǎn)。而個(gè)性化通常需要專業(yè)的建模人員來(lái)幫助實(shí)現(xiàn)，然而Nervous System卻通過(guò)編程來(lái)讓普通的人們“玩實(shí)時(shí)設(shè)計(jì)”。在這種情況下，通過(guò)使用瀏覽器就可以對(duì)結(jié)婚戒指的設(shè)計(jì)作出調(diào)整。不僅Nervous System的技術(shù)給用戶隨意改變形狀的酷爽體驗(yàn)，客戶還可以改變是如何影響成本的。把設(shè)計(jì)放到客戶手上，這是3D打印又一發(fā)展趨勢(shì)。

　　挑戰(zhàn)來(lái)自設(shè)計(jì)和尺寸

　　Challenge of design and scale

　　設(shè)計(jì)思維上來(lái)說(shuō)我們受傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思維束縛和影響太多，要突破思維的限制是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，更多的時(shí)候往往不是技術(shù)的限制而是心態(tài)的作用。

　　另一方面，3D打印尤其是金屬3D打印每往前走一小步都是充滿了探索的過(guò)程，尤其是打印尺寸，大一點(diǎn)點(diǎn)往往對(duì)設(shè)備體出來(lái)的挑戰(zhàn)是巨大的。然而，3D打印在前行。

　　未來(lái)

　　The future

　　1981年的時(shí)候一臺(tái)賣(mài)75000美元的3D打印僅僅三年后，價(jià)格就下降到21000美元。價(jià)格越來(lái)越變得不成為制約3D打印發(fā)展的因素。而2015年，全球的3D打印機(jī)發(fā)貨量約150000臺(tái)。

　　很快，當(dāng)我們回首看這150000臺(tái)就不會(huì)覺(jué)得有多么不可思議，而是覺(jué)得很正常。技術(shù)本身在朝著探求其技術(shù)極限與可能性的發(fā)展方向轉(zhuǎn)向探求其技術(shù)意義和社會(huì)價(jià)值的方向發(fā)展。