在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，筆者都認(rèn)為3D打印只會(huì)存在于科幻場(chǎng)景內(nèi)，眾多的科技大佬在前幾年也和我保持相當(dāng)一致的看法，代工大王郭臺(tái)銘曾口出狂言：如果3D打印能夠普及，我就把“郭”字倒過(guò)來(lái)寫(xiě)，時(shí)至今日，再?zèng)]有入去追究這位個(gè)性倔強(qiáng)老人名字的寫(xiě)法，倒是越來(lái)越多的人開(kāi)始體會(huì)到3D打印正在持續(xù)進(jìn)步，而越來(lái)越多的大佬也開(kāi)始要求企業(yè)內(nèi)部培訓(xùn)，要增設(shè)“3D打印”課程，招募中要吸納3D打印相關(guān)人才，包括郭臺(tái)銘在內(nèi)的前沿企業(yè)家，已經(jīng)同筆者一樣轉(zhuǎn)變思路，我們共同堅(jiān)信3D打印應(yīng)用場(chǎng)景非常廣泛，尤其對(duì)制造、建筑、醫(yī)療事業(yè)有著強(qiáng)烈的顛覆性，而一旦3D打印同大數(shù)據(jù)、云計(jì)算這些技術(shù)結(jié)合起來(lái)，就會(huì)變得無(wú)處不在，無(wú)所不能了。當(dāng)然，普通人之所以覺(jué)得3D打印依舊十分遙遠(yuǎn)，主要是因?yàn)榇蛴∷惴ā⒋蛴〔牧弦约白罱K成品的應(yīng)用場(chǎng)景還比較少，但即便是這樣，前沿的技術(shù)人員依舊沒(méi)有放棄加速推進(jìn)相關(guān)領(lǐng)域，甚至想到要去太空中完成試驗(yàn)。
3D打印涉及的領(lǐng)域?qū)嵲谔啵灾劣谔烊槐毁x予“工業(yè)革命”的使命，比較初級(jí)的應(yīng)用如模具制造、建筑打印等，而比較高端的則有生物打印、細(xì)胞粘合等，3D打印技術(shù)在生物領(lǐng)域的終極目標(biāo)是精確地控制生物材料、生物因子，使其按照正常結(jié)構(gòu)組合，產(chǎn)生活性，并且能與自然人體結(jié)構(gòu)相結(jié)合，達(dá)到器官替代的目的。
3D打印，一種革命性的增材制造
現(xiàn)在，回想代工大王的言論，絕不是意氣用事，而是充滿著套路。地球人都知道，郭臺(tái)銘靠模具起家，直到今日也只有富士康能在產(chǎn)能和精度方面滿足iPhone外框的代工需求，他也因此攫取了大量的利潤(rùn)，但不巧的是，3D打印最先影響的領(lǐng)域估計(jì)就是模具行業(yè)，更有可能帶來(lái)顛覆性影響，在這種背景下，郭總裁總要先占領(lǐng)些輿論高地。
傳統(tǒng)的模具行業(yè)是一種“減材制造”，相信很多人都見(jiàn)過(guò)拆下來(lái)的iPhone外框，精密度之高，簡(jiǎn)直是個(gè)藝術(shù)品，這就要求代工商要配置超高精度的刀具、精密的成型研磨系統(tǒng)，部分尺寸甚至要到0.01mm級(jí)別，加之，iPhone整個(gè)外框都是其天線，任何的毛刺、螺絲孔尺寸差異都會(huì)引發(fā)信號(hào)間題，早年 iPhone4的死亡之握就是源于其不夠精密的設(shè)計(jì)。這種狀態(tài)下的“減材制造”是一件非常繁重的事兒，要想把一塊方方正正的鐵塊“削減”成薄薄的鐵片，需要經(jīng)歷成型、鉚合、研磨、電鍍等大量環(huán)節(jié)，全部流程下來(lái)，良品率會(huì)受到非常大的影響，但若是換種思路增材制造，預(yù)先設(shè)定好精密程式，3D打印的刷頭不再需要同“精密刀具”一樣克服巨大阻力，只需要按照程式在空氣中累加材質(zhì)，更不會(huì)有多余的毛刺，整個(gè)過(guò)程會(huì)變得非常簡(jiǎn)單，良品率也會(huì)更好。
當(dāng)然，依照現(xiàn)有3D打印技術(shù)尚沒(méi)有辦法完成iPhone外框式的精密模具生產(chǎn)，一來(lái)精密程式尚沒(méi)有成熟之案例，更重要的則是基礎(chǔ)原材料開(kāi)發(fā)，我們需要找到一種既能研磨成粉未，又可以隨著打印機(jī)噴射出來(lái)的材料，最后，還要按照?qǐng)D紙要求瞬間粘合在一起，這種復(fù)雜的工藝尚在開(kāi)發(fā)之中，同時(shí)，也留給傳統(tǒng)模具業(yè)一些“升級(jí)”的時(shí)間，于是，郭合銘先要高喊一嗓子：這東西是噱頭，好讓客戶和競(jìng)爭(zhēng)者麻痹大意，自己卻暗度陳倉(cāng)，加速研發(fā)、試驗(yàn)和量產(chǎn)的進(jìn)度，這事兒細(xì)思非常精明，論套路，姜還是老的辣。
平心而論，iPhone式精密模具打印估計(jì)可以作為3D打印增材制造的終極目標(biāo)，想要量產(chǎn)估計(jì)還有很長(zhǎng)的一段路要走，但目前精致的玩具，家用的器皿如杯子、碗筷等等，都已經(jīng)可以通過(guò)3D打印來(lái)完成了，更大宗的產(chǎn)品則是由3D打印出來(lái)的房子，在比較成熟的體系之下，由3D打印機(jī)完成一棟300平方米的別墅，僅需要24小時(shí)，墻體的厚度能達(dá)到750px以上，樓層結(jié)構(gòu)可疊加至2~3層。相對(duì)來(lái)講，3D打印在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用已然看到“量產(chǎn)”的曙光：特種砂漿和特種混凝土已經(jīng)有了相對(duì)成熟的配方，而機(jī)械、控制、運(yùn)行速度和噴頭出料的系統(tǒng)配合也日臻完善，更重要的是，一些樂(lè)觀派、激進(jìn)派已經(jīng)住進(jìn)去了。
或許，3D打印在建筑領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，會(huì)在一定程度上緩解全球高房?jī)r(jià)的狀況，當(dāng)然，我們依舊需要大量的試驗(yàn)，來(lái)確保3D打印建筑技術(shù)能進(jìn)化到量產(chǎn)階段，畢竟，這會(huì)關(guān)系到普通市民一生的積蓄和生命安全，誰(shuí)也馬虎不得。
3D生物打印，太空是其最佳試驗(yàn)場(chǎng)？
如前文所述，3D打印的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，撩撥著各行業(yè)里的科研神經(jīng)，任誰(shuí)也不愿意錯(cuò)過(guò)一場(chǎng)摧枯拉朽的革命。前文提到的增材制造和打印建筑尚沒(méi)有完全成熟，亟待進(jìn)化，但更高深的3D生物打印領(lǐng)域也同時(shí)揚(yáng)帆起航，甚至有沖向太空的計(jì)劃，科研人員看中的是太空中“微重力”的特殊環(huán)不境。目前，3D生物打印技術(shù)方興未艾，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)、工程學(xué)、電子學(xué)和生物學(xué)的大融合，最終打印出人體器官的替代品，要么一模一樣，要么有更優(yōu)越的性能，使得未來(lái)人類(lèi)能更輕松地更換“身體零件”。
現(xiàn)在，研究人員已經(jīng)可以打印出人體皮膚的碎片，但這項(xiàng)技術(shù)仍未進(jìn)入臨床階段，而最終的器官打印則是一項(xiàng)更為艱巨的任務(wù)，研究人員要考慮多種細(xì)胞組成以及血管和神經(jīng)如何做出類(lèi)似人的組合。通過(guò)大量的試驗(yàn)和現(xiàn)代材料科技知識(shí)，3D打印研究人員已確定在微重力的環(huán)境中，可以制造出一些地球上無(wú)法制造出來(lái)的材料，而3D生物打印現(xiàn)在面對(duì)的最大題就是“材料問(wèn)題”，用于生物打印的材料需要保證細(xì)胞活性和組織功能，需要符合醫(yī)學(xué)上的無(wú)菌標(biāo)準(zhǔn)，需要大量的試驗(yàn)來(lái)知曉生物材料、細(xì)胞和生長(zhǎng)因子的最佳組合。
另外，地球上含有復(fù)雜的大氣層，相關(guān)事實(shí)已經(jīng)證明，有些人體細(xì)胞是沒(méi)有辦法在“地球環(huán)境”中培養(yǎng)出來(lái)的，更不要說(shuō)要長(zhǎng)時(shí)間保持活性。在這種背景下，3D生物打印沖向太空,是必須要嘗試的一條路，況且在太空中，我們可以觀察骨骼、肝臟類(lèi)的表現(xiàn)，細(xì)胞也能在高強(qiáng)度紫外線或者其他惡劣條件下進(jìn)行擇優(yōu)篩選，由此建立起來(lái)的3D生物打印系統(tǒng)，可能真會(huì)制造出“性能更加優(yōu)越”的人體器官，供自然人類(lèi)挑選，正如挑選衣服一樣。
大概是浸潤(rùn)在科技界太久的緣故，筆者的科技觀一直是“偉大人物創(chuàng)造出革命性科技，而革命性科技再普渡眾生”。現(xiàn)如今，前沿的3D打印科研人員有希望成為這種偉大的人，他們的努力勢(shì)必會(huì)成為制造業(yè)、建筑業(yè)、醫(yī)學(xué)界的變革力量，也勢(shì)必會(huì)帶給全人類(lèi)更加美好的生活，試想一下，24小時(shí)打印一棟房子，就如同搭一頂帳篷；自己按照程式打印一個(gè)肝臟，再也不用擔(dān)心脂肪肝了…毫無(wú)疑問(wèn)，當(dāng)3D打印完成進(jìn)化，大面積普及之后，人類(lèi)的生產(chǎn)資料、房地產(chǎn)資源、醫(yī)療技術(shù)都會(huì)有質(zhì)的飛躍，生活也將更加美好。
