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在誕生數十年之后，3D打印忽然被賦予了全新的含義：它有可能成為顛覆制造行業的終極力量。這個想法現在看起來還有些大膽，但歷史上很多變革的開始也都是“想一想”。
“我可以把你的頭部掃描下來，打印出一個立體的半身像。”Joshua John對兩個好奇又困惑的男孩說。
這是在2012年9月21日的紐約科技博物館。在這場名為Maker Faire的活動上，1/3的場地被各種3D打印出來的物品所占據。
這不會輕易地被人從表面上看出來，這兩位男孩也不例外。于是他們困惑地停下了腳步。一個男孩坐下了，努力保持一動不動，另一個則拿著iPad 繞著他拍攝。幾分鐘后，男孩頭部的3D影像出現在了電腦屏幕上，3D打印機也接受到指令，它開始工作了。
整個過程就好像憑空出現一樣。在打印機的底座上，原料從一個噴嘴噴出，一層層地往上疊加、凝固，男孩的頭像開始成型。
Joshua John是一家名為Geomagic的公司的技術人員。憑借在3D掃描和影像方面的技術，Geomagic一直為福特、寶馬這樣的大客戶服務—使用這種“打印”式的生產方式。
在兩個孩子的周圍，有人用手指在iPad上作畫，寫上自己名字，然后等著3D打印機打出薄薄一層涂鴉；在一個帳篷里，有年輕人教授如何用軟件設計出更為復雜的玩意兒，例如環環相扣中間鏤空的球體；在MakerBot或者Shapeways的展臺前，人們驚嘆3D技術已經能夠打出逼真的艾菲爾鐵塔模型，或是時髦鮮艷的小小高跟鞋。
Maker Faire是一個主旨為發揚“藝術、手工、工程、科技項目、DIY精神”的集市活動，由O‘Reilly 出版集團下屬的Make雜志發起，已經進行到第六年。到2012年，它想表達的意思已經越來越明確：未來每個人都有可能通過3D打印機來制作任何—至少是大多數—你想要的產品。
楊義滸是這場活動中出現的為數不多的中國人之一，他在深圳創立的公司維示泰克，主要業務是生物塑料的制作，但也一直在向海外銷售3D打印的耗材。
他進入3D打印領域完全是一件計劃外的事。早在2008年，維示泰克陸續接到了幾筆國外的訂單，要求他們生產一些直徑1.75毫米的塑料條。楊義滸不知道這些塑料材料的用處，試制成品出來之后，客戶在柔韌性和精度上做了更細致的要求。
既然有人買，維示泰克索性把它們以“焊條”的名字掛在了網上。兩三個月后，這門生意在不斷的客戶詢問中變成了這家公司的大業務。楊義滸這時知道，這些“焊條”其實是3D打印的原材料。為此，他還專門找來3D打印的開源技術文件，弄清楚到底發生了什么。
現在維示泰克的業務拓展到了3D打印的整機、材料和打印服務。在2012年，這家公司在國內賣出了上千臺3D打印機，國外的整機業務則剛剛開始。
在Maker Faire的現場，楊義滸看到的是一種樂觀態勢。兩天之內共有大約10萬名觀眾走過他們的展臺，還收到了一份100臺打印機的訂單。一家售賣服務器的公司最后買走了維示泰克帶去的唯一一臺樣機，將它與原有的MakerBot生產的3D打印機一起，搬到服務器的安裝現場用于打印線卡。
這樣的態勢，已經讓以往的一些鼓吹者們躍躍欲試。比如《連線》的前任主編克里斯·安德森，他也出現在了2012年Maker Faire的現場。作為一名Maker文化的踐行者，他在自己的新書《造物者：新工業革命》發布不久，就辭去了《連線》的職務，到機器人（28.440，1.04，3.80%）公司3DRobotics擔任首席執行官。從名字上看，這家公司與3D打印脫不了關系。
“你可以這么來想這個問題。一開始有個人電腦出現的時候，它就是一個桌面機，后來有了網絡和云，桌面機的意義已完全不同；在今天這個階段你再看3D打印，它就有點像最初的個人電腦。”在到訪中國期間，安德森對《第一財經周刊》說。
站在歷史的角度，這個說法倒是很有道理：個人電腦將計算機行業帶入了一個新時代，而互聯網則賦予了個人電腦新的含義。假設有一天3D打印的世界真的到來了，那么它一定也起源于互聯網時代。因為今天3D打印忽然以一種“革命”的姿態出現，完全是拜云、大數據這些熱門玩意所賜。
嘿，也可以說得不那么玄乎，讓我們從頭開始。3D打印其實是一個誕生了數十年的技術，在一些行業中也有著廣泛的運用，比如你用3D打印機做出一個杯子、一個飾品，或者一個生產模具。
中興手機是楊義滸的客戶之一，這家手機廠商利用3D打印機為手機圖紙打手板。“手板”是手機的初始模型，設計師根據實物還會做出修改。傳統的方式是外發手板廠，因為是全手工制作，一個模型的完工周期大約為兩周，成本至少3000元。如果采用3D打印的方式，三到四個小時可以打印出完整的模型，按照每克0.1元的塑料材料費用，一支手機模型的成本不過20塊。
寶馬則正在利用3D打印機創建出更符合人體工程學且更輕便的裝配工具，這可以提高生產效率，“看上去可能差不多，但一個工人將這些工具用上數百次的時候，區別就大了”，寶馬工程師Gunter Schmid說道。
一位名為Behrokh Khoshnevis的教授，在最近的一次TEDx的演講中，展示了能夠打印建筑的機器，這種打印材料單位面積的承重能力是標準混凝土的3倍。日本赤石的一家造鞋工廠引用了這個技術制造模具，相比起原先的外包制模，3D打印可以節省90%的時間，設計師得以有足夠的時間去修改和實現自己的想法。
這些都還是星星之火。在這個階段，以及未來相當長的一段時間內，3D打印還不會直接導致現有生產模式的終結。但包括英國工程學家Adrian Bowyer在內，一些人有著更大膽的期望：3D打印機將來不是要取代某一個制造業，而是要取代幾乎所有的制造業。
從生產方式上，3D打印意味著在未來很多消費品可以以定制甚至社會化生產的方式出現：任何物品都可以通過打印和拼接完成，一些沿用了數百年的生產工序會消失，批量同質的流水線或許只保留下來生產最小的零件，倉儲等供應鏈流程將會簡化；最后，企業的銷售方式也會發生變化，因為客戶更愿意與制造方共同完成圖紙，最大限度使產品接近自己的要求。
技術總是有著不斷進化的可能。最開始的電腦只能讀懂簡單的Dos命令，而現在以更復雜指令控制的機器人已經站在了工廠的車間里。
這件事也離不開最初的播種者，他們對于3D打印的意義，就如同那些1970年代的數字英雄：正是這些人的努力，電腦才由一種只有少數“技術特權”才可以使用和控制的神秘機器，變成了大眾產品。
睜大眼睛，下面出現的這些人當中，有些可能會成為3D打印領域的開創性人物。
一家名為Retro的復制家具零售商，創建了一條3D打印的家具產品線，通過分析門店和網站的訪問數據，為客戶推薦定制的3D打印服務。除了家具的圖紙，Retro還將打印需要的材料和兼容的打印機，都一并在網站中列出供客戶選擇購買。
2005年，Adrian Bowyer發起了名為Reprap的3D打印開源項目，它的含義是“實現自我復制的打印”。Bowyer希望世界上更多人擁有3D打印機的能力，他的解決辦法是：只要你有一臺名為“Reprap”的機器，那么你就可以有第二臺、第三臺。把它們送給親人朋友，所有人都可以實現3D打印。
最開始Bowyer只是熱心地寫了篇文章，發在英國巴斯大學的論壇上，告訴大家這里有一個好主意。那時他還是那里的老師，希望有人將3D打印技術推廣出去。后來他決定自己試一試，于是自己建立了一家網站，并將3D打印機的技術數據公之于眾。不過目前，他的方案只有專業技術人員才可以看懂并組裝。
這個項目在2008年發布了第一版，代號“達爾文”，你可以看出Bowyer的野心。不斷有人參與Reprap的計劃，甚至自己動手做出修改。在維示泰克3D打印材料的海外客戶中，就有一個20多歲的荷蘭年輕人，做出了自己的Reprap打印機。
在一次客戶拜訪中，這個荷蘭人把楊義滸帶到了自己的工作場所。這個所謂的辦公室，其實就是他住的屋子。房間里亂糟糟地擺著打印機和一堆塑料條，正在跟著圖紙不斷打印零件。這些零件再加上一些電子元器件和金屬配件，構成了一套可以DIY 3D打印機的工具，加上包裝就可以掛在eBay［微博］上出售，每一套的價格大概40到50美元。“看他從我們這邊進貨的頻率，生意還挺好的。我們賣過去的材料一套不過12美元。”楊義滸說。
電機工程師Richard Horne，在Reprap的基礎上創造了名為“Rich Rap”的打印機。它擁有三個擠壓引擎，可以同時在一個物體上打印出幾種顏色。“開源3D打印機和軟件工具發展得十分迅速，盡管目前還是一塊小眾業務，但不久后就會變成一個巨大的市場。”Horne曾說。
幾乎在Bowyer開始實踐的同一時間，意大利的硬件開源項目Arduino出現了，它大大降低了3D打印的硬件成本。Arduino并非只與3D打印相關，它包括一個簡單易用的電路板以及一個軟件開發環境，可以用于制作任何電子產品，可以是獨立的，也可以具備與PC互動的功能。
任何人都能在Arduino的網站上找到圖紙、設計文件和電路板配套的軟件，然后通過下載文檔生產電路板甚至銷售，一分錢專利費也不用付。Arduino在2009年開始量產，并在全世界銷出了超過5萬件產品。
這種形勢不斷發展，3D打印本身的門檻會變得越來越低，人們可以用它來制造一些新鮮玩意，并且出售。這是個人電腦早期發展狀況的翻版，開源項目讓越來越多的人對以往只有Geek才樂意碰的那些東西產生了濃厚的興趣。一些人只是因為興趣，而MakerBot和Shapeways這些公司正在做的，就是把技術推向更廣泛的人群。
成立于2009年的MakerBot，就正試著抓住3D打印可能帶來的機遇。在這家公司成立之前，創始人Bre Pettis還只是西雅圖的中學教師，在漫長暑假里過著像藝術家一樣擺弄油畫的日子。
當他結識Zach Smith時，后者正在參與Reprap的項目。他們決定制造一種“萬能的打印機”，并從風險投資人那里籌到7.5萬美元啟動資金。僅僅在公司成立兩周之后，他們制造的20臺3D打印設備就被銷售一空。
2011年8月，MakerBot接受了一筆1000萬美元的融資，投資人包括亞馬遜［微博］的創始人貝索斯。2012年9月，他們在紐約曼哈頓的Mulberry Street上開設了全球第一家3D打印機零售店，消費者花上5美元就可以試用3D照相或掃描，20美元可以打印出自己的頭像。
除了硬件，MakerBot的應用程序已經可以用來制作玩具類的各種模型，最近他們還開發了一款類似3D Max的制圖軟件MakerWare。零售店的開設加上軟硬件一體的服務策略，使這家公司看起來就像3D打印領域中的蘋果。最低2199美元的價格也使得“Maker”或者設計師—那些在流行領域具有話語權的人們愿意去消費它。
另一家競爭者Shapeways由飛利浦最先出資成立，它的模式則更加親近普通人：用戶在網站上傳自己設計好的3D模型并選擇材料，支付一定費用后，Shapeways會將其打印出來，通過郵寄送出產品。
“已經有超過16萬個客戶通過我們將他們的點子變成現實，”Shapeways對《第一財經周刊》說，“我們看到很多行業因此發生了改變，從珠寶設計到房間裝修，還有很多小配件小玩意的生產。”
它們目前還只是“好玩”而已—還算不上真正意義上的“生產”，質量也未必比其他方式生產出來的物品更好。美國兩家3D打印的上市公司Stratasys和3D Systems，2011年的營收分別是1.7億美元和2.9億美元。在科技行業當中這兩個數字只能算作零頭。
但就在你看著它們的這個時候，卻是3D打印的浪潮真正來臨之前不可或缺的孕育階段。
世界上第一臺3D打印機誕生于1986年。美國人Charles Hull發明了利用樹脂凝固成形來制造物體的方法，之后成立名為3D Systems的公司。兩年后3D Systems推出了第一款商業化的3D打印機SLA-250，材料是光學照相用的丙烯酸樹脂。
在一個3D打印技術的記錄短片中，Hull嚴肅地對著鏡頭說：“我們正在研發一種技術，能夠把你在電腦屏幕上看到的圖像迅速轉化成實物。”但1990年代3D Systems生產的SLA7000價格高達80萬美元，現在已經出現了更便宜的解決方案。
在維示泰克總部的辦公桌上，一臺3D打印機正在制作一個模型的頭部，打印機中部的零件不斷地吞食塑料條，將它們熔化后再通過針頭擠出變成流質的原料。零件下方的托板依照事先設定的程序，在四個方向活動，通過噴嘴擠出直徑0.1毫米的液態塑料絲，先層層拼接成面，再逐漸升高分層堆積出立體的形態。
這是3D打印方式中最便宜和流行的熔融擠出技術。目前3D打印主要利用三種原理生產：激光燒結、光固化和熔融擠出。熔融擠出只支持塑料材料，打印尺寸的大小取決于托板的尺寸。維示泰克的打印機每小時可以打印出15立方厘米的物體，一個手機結構的模型大致需要三到四個小時的完工時間。
激光燒結的成本最為昂貴，一臺打印機往往要上百萬元。這項技術以激光器作為能源，利用程序控制激光束對粉末狀的原材料進行燒結。和平面激光打印類似，由于激光可以成面打印，在三種原理中激光燒結的速度最快，并且可以使用金屬和高分子材料。
光固化燒結則是另一種解決辦法。這其實是一種對感光聚合物的處理過程，它可以引導激光束穿過液態的塑料槽，并借助紫外線激光束使液態塑料凝固成形。這項技術的打印質量相對比較高，但打印機價格也需要數十萬。來自麻省理工的Natan Linder和另外兩個合伙人為自己的廉價光固化打印機生產項目在Kickstarter上籌集到了超過10萬美元的啟動資金。如果一切順利，他們將在2013年2月開始提供低于2500美元的桌面光固化打印機Form 1。
“未來3D打印還是會朝著兩端發展。激光技術適合更復雜的生產，而熔融擠出則更適合家用和小規模的制造。”楊義滸對《第一財經周刊》說。
從個人、家庭、小組織用戶的角度看3D打印，設備價格昂貴是阻礙普及的主要因素。大部分打印機價格都還在1000美元之上。Portabee公司最近發布的新品已經把價格降到了500美元，維示泰克最便宜的機型3000元人民幣就可以買到，不過生產產品的精度還極其有限。
如果要正兒八經討論“顛覆制造業”，除了時間因素，另一個重要的因素是材質。相關的原材料技術的發展，是決定3D打印行業最終能有多大前景的關鍵。
除了激光打印機之外，目前商用比較頻繁的熔融擠出技術打印機只能處理諸如塑料和蠟這樣的軟材料，或許芝士和巧克力也會成為可能。但你要說用塑料制品和糖果去顛覆現在的制造行業，看起來還有點異想天開，更不用說“打印一切”了。
Natan Linder位于麻省理工的實驗室，眼下在打印材料上有一些突破。他們嘗試用噴涂“聚氨酯泡沫”的方式，打印混凝土結構的大型模具，成品是高1.5米左右的原型墻面。
它完成的速度太慢了。一個體積為10立方厘米的模型，至少需要幾個小時的打印時間。如果你真的想在商店里預定個茶杯，那得排隊。這有些像1970年代的計算機—運行任何一個程序都要到公共的計算機上去，排隊等著計算機空出來讓用戶把寫好的卡塞進去，一旦程序出現哪怕一個bug，這個過程就得從頭開始。
“雖然我對它很感興趣，但是不在工作中用它。它打印得太慢了，而且也沒有比直接在電腦上呈現的效果更好。”紐約Leeser Architecture的創始人Thomas Leeser說。倫理和法律上的爭議也隨之而來。Cody Wilson發起的“維基武器”項目希望通過3D打印推廣自制槍械，用戶無需登記，就可以利用打印機和零件組裝手槍。12月14日胡克小學槍擊案之后，這些圖紙被MakerBot設立的Thingiverse網站撤下，但3D打印的隨意創造性，還是可能會讓用戶方便地制造出一些危險物品。
它同時也為知識產權帶來了麻煩，只要有圖紙和一臺打印機，設計師們將無法保護他們的勞動成果。美國專利與商標局推出了一個針對3D打印版權保護的“生產控制系統”，如果待打印的3D制圖模型與系統數據庫中的產品有大比例的匹配，對應的3D打印任務將不能被執行。但這個限制只在聯網的情況下才能發揮作用，即使拔掉網線，3D打印機依然可以工作。
這個時候，大公司的積極介入對于這個行業而言是好消息。根據《福布斯》的報道，空客公司的機艙設計師宣布將從打印飛機的小部件開始，最終在2050年左右用3D打印機打印出整架飛機。這架3D打印機制造出來的飛機重量比傳統飛機要輕65%，而且更加便宜。
看起來正有越來越多的個人、組織和公司對3D打印產生興趣并投入其中。不應該小看這樣的力量，要知道在歷史上，家用珍妮紡織機成為了第一次工業革命的開端，而玩著晶體管和零件的孩子們最后成就了惠普［微博］和蘋果。
3D打印正身處一個美好的年代。互聯網成了基礎設施，云和大數據正在贏得重視—這意味著生產與消費者之間的聯系會越來越緊密，它們相互之間的影響會越來越直接。工業革命終結了作坊時代，在此后長達數百年的時間里，人類享受了大規模、機器化制造的種種好處，但也喪失了很多選擇的可能。如果說，制造業為此需要一場根本的變革，那么3D打印至少提供了一種技術上的可能。
再大膽一點想的話，我們今天可能真的正站在人類另一個歷史時期的開端。
來源：第一財經日報
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