3D打印在国际上被认为是“具有工业革命意义的制造技术”。人们都知道，3D打印技术是一项前沿科技，但关于它的“神技”各有耳闻、又有些模糊。3D打印到底为何物？它有什么用途？与我们的生活什么关系？“创新之城”深圳在这方面有何作为？

 

　　记者近日在采访深圳高新技术企业时得知，3D打印技术可以制造出传统生产方式无法制造的创意设计、个性化和复杂程度高的产品，它不仅在工业领域展现出了巨大的应用价值，还与大众生活密切相关。想要一只造型独特的水杯、一个专属的手机保护壳，或一件与众不同的上衣？没问题，3D打印技术都能帮你实现。而且，近在咫尺的深圳企业就能帮到你。

 

　　快速“垒”出创意产品

 

　　国家“千人计划”特聘专家、武汉大学深圳研究院3D打印工程技术研发中心主任、深圳维示泰克技术有限公司CEO陈文娟博士介绍说，3D打印就是把装有塑料或粉末状金属等可黏结材料的打印机与电脑连接，通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，最终把电脑里的蓝图变成实物的一种制造方法。它打印出来的是真实存在的物理物体。

 

　　“3D打印的过程，就像是用砖头建房子一样。”陈文娟说，最初把设计好的三维模型通过切片软件“切”成很多层叠加的薄片，根据切片的结果，3D打印机会在打印平面上用原材料先打印出最底部的一层，接着再打印上面的部分。通过每一层薄片的不断叠加，最后“垒”成一个三维实体。

 

　　普通办公打印机“吃”的是墨水，而3D打印机“吃”的通常是塑料线材、金属粉末、陶瓷颗粒、液态感光树脂等材料。从技术角度看，3D打印与传统印刷有着相似之处，只不过传统印刷是在平面上印一层，而3D打印需要多层铺设材料。

 

　　根据不同的技术，3D打印可使用不同的材料，包括塑料、树脂、橡胶、金属等工业材料，人造骨粉、生物细胞等医用材料，甚至是奶酪、砂糖、巧克力等食品材料。依据电脑的三维模型，打印机能打印出工业零件、汽车、玩具、人造器官、食物等各种想要的东西。

 

　　与传统制造技术相比，3D打印不必事先制造模具，也无需通过复杂的锻造工艺就能得到最终产品。陈文娟告诉记者，在生产上可以简化制造程序，缩短研制周期，降低生产成本。同时，它兼具快速生成和个性化制作的特征。任何新奇的设计，只要有电脑设计图，就能“打印”出实物，且耗时短。以手镯为例，目前深圳企业已具备在6分钟内“打印”出一只手镯样品的能力。

 

　　应用范围十分广泛

 

　　陈文娟介绍，目前3D打印技术的应用主要体现为四种方式：概念模型、结构和外观测试、功能测试和直接制造。其应用领域主要集中在大众消费、工业应用和生物工程方面。

 

　　在工业应用中，3D打印能实现对一些形状复杂、尺寸细微、性能特殊的零部件，大型金属结构件和金属零部件的直接制造，便于解决传统制造方式生产效率低、制造能力不足等问题，这对航空航天、国防军工领域而言，意义重大。

 

　　医用方面，3D打印机制作的假肢、助听器、人造牙齿、骨移植物、器官等实物能够快速地帮助病人康复，给伤残人士带来了福音。例如苏丹暴力事件受害者丹尼尔，现已装上了3D打印假肢手臂和手。与此同时，3D打印人体器官（如肾脏和血管）已在研发之中。

 

　　食品制作是3D打印的另一项应用。人们可以用相应的材料，打印出形态各异的奶酪、冰块和巧克力。法国烹饪学院用自主开发的3D打印机制作富有艺术感的美食，美国航空航天局（NASA）也在研究用3D打印机打印披萨之类的食物。

 

　　在大众消费领域，3D打印的应用则更加广泛。从工艺设计、珠宝、鞋类、玩具，到教学、科研、文化创意等方面，不一而足。其中，近些年崭露头角的3D打印教育越来越多地走入中小学的课堂。在这方面，有深圳本土企业——维示泰克走在了行业的前端。

 

　　由于较早进入该领域，研发实力和技术储备技高一筹，维示泰克研制的高速桌面式3D打印机打印速度比市场主流机型快5倍。它能够协助教师将抽象的教学概念通过实物进行呈现，帮助学生在课堂上高效完成创意构思、三维建模设计和成品打印的过程。目前，维示泰克已与深圳市十几所中小学合作，开设了3D打印云课堂的课联网。

 

　　未来走入日常生活

 

　　商用3D打印早已成为现实，但目前普及度并不高，它主要面临着材料技术和软件技术方面的瓶颈，同时在提升打印速度、效率与精度上也有待新的突破。

 

　　尽管目前3D打印机对普通人来说并不常见，但在不久的将来，它将出现在车间里、餐桌上、厨房内，愈发成为人们不可或缺的生活帮手。

 

　　专业人士预测，未来的家具生产商将不再需要设计千篇一律、缺乏新意的产品，转而由顾客提供自行设计的方案；购物网站可能只需要提供产品设计图，由顾客在家自行打印成品，从而大幅减少运费。

 

　　或许不久以后，我们就能看到宇航员用3D打印机在外太空打印出生存所需的物品；南极基地的工作人员再也不需要为下一次补给等待半年，而是用3D打印机制造出所需物资；偏远地区的人们可以在家打印需要但无法及时购买到的生活用品；孩子们也可以自由发挥想象，让一些奇思妙想变成实实在在的东西。