今日人民日?qǐng)?bào)海外版： 3D打印,，這樣走進(jìn)我們的生活

來(lái)源：人民日?qǐng)?bào)海外版

3D打印，又稱增材制造,，是一種數(shù)字化制造過(guò)程,，通過(guò)逐層堆積材料來(lái)創(chuàng)建三維物體。今天,，3D打印以其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)正向生產(chǎn)生活各個(gè)領(lǐng)域廣泛滲透,，醫(yī)療、建筑,、航天,、工業(yè)生產(chǎn)、教育,、文物保護(hù)等場(chǎng)景都能看到這項(xiàng)新技術(shù)的應(yīng)用。

記者選取與日常生活較近的3個(gè)場(chǎng)景：蓋房子,、看病就醫(yī),、陶藝DIY，一窺新技術(shù)如何進(jìn)入和改變我們的生活,。

像搭積木一樣蓋房子——
打印農(nóng)房成了“網(wǎng)紅”景點(diǎn)

4個(gè)月前,，56歲的張國(guó)烈怎么也想不到，自家農(nóng)房會(huì)成為“網(wǎng)紅”景點(diǎn),。

這座約400平方米,、由6間北房組成的農(nóng)家院坐落在河北省故城縣房莊鎮(zhèn)宋莊村，采用“3D打印與模塊化裝配”的新型建造方式，在工廠將數(shù)字模型打印制作成一塊塊像積木一樣的墻體模塊,，運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)后,，僅用7天就完成了主體結(jié)構(gòu)安裝。

新奇的蓋房子方式在十里八鄉(xiāng)傳開(kāi)了,，附近村民紛紛趕來(lái)“打卡”,，來(lái)自北京、上海,、浙江,、湖北等地和新加坡的專(zhuān)家也慕名而來(lái)。

打印的房子有啥特別,？記者走進(jìn)這座農(nóng)家小院一探究竟,。在一片紅磚砌體民房中，這座灰白色的院落格外出挑,。面對(duì)一撥撥探訪,，張國(guó)烈總是熱情地把來(lái)客迎進(jìn)院中，“花開(kāi)富貴”影壁,、“祥云福鹿”雕塑,、“喜鵲登梅”紋理門(mén)廊、“福壽山水”畫(huà)面山墻都成了“打卡點(diǎn)”,。

這座民居由浙江大學(xué)建筑工程學(xué)院智能建造團(tuán)隊(duì)聯(lián)合靈砼科技,、冠力科技、山東基石增材公司產(chǎn)研協(xié)作共同完成,�,！霸郝洳捎靡惑w化數(shù)字設(shè)計(jì)，整個(gè)房屋,、院墻,、廊柱等結(jié)構(gòu)部件，還有花壇,、地磚,、假山、雕塑等景觀裝飾均由混凝土3D打印而成,，外部雕花紋理和內(nèi)部管線空腔都是在設(shè)計(jì)階段隨著結(jié)構(gòu)一起做好,，三維建模，所見(jiàn)即所得,�,！闭憬�大學(xué)建筑工程學(xué)院副教授孫曉燕介紹。
“設(shè)計(jì)完成后,，打印過(guò)程就像擠奶油,，3D打印機(jī)的噴嘴在設(shè)計(jì)好的軌道上來(lái)回運(yùn)行，同時(shí)‘吐’出混凝土，一層層堆疊起來(lái),，墻體模塊就造好了,。”孫曉燕說(shuō),。記者湊近仔細(xì)觀看,，灰白色的混凝土墻體表層帶有一層層約1厘米厚的紋理，還利用墻面凹凸形成頗具藝術(shù)感的花紋,。
顏值挺高,，實(shí)用性如何？

“設(shè)計(jì)之初就充分考慮了如何利用墻體空腔解決保溫隔熱隔聲等功能和結(jié)構(gòu)抗震抗災(zāi)的配筋需求,，保溫性能好,，燒天然氣取暖，比住普通房屋更省,，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度也更高,。”浙江大學(xué)智能建造與工程管理研究所所長(zhǎng)王海龍教授說(shuō),，“還用上了固廢低碳混凝土,，更綠色環(huán)保�,！�

造價(jià)如何,？“這座院子建設(shè)成本為30萬(wàn)元左右，和農(nóng)村普通的磚混房建造成本接近,，附近幾個(gè)村的農(nóng)戶也想著在自己家‘打印’一套,。”故城縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局副局長(zhǎng)張延安表示,，“現(xiàn)在農(nóng)村蓋房子經(jīng)常面臨用工短缺,，3D打印為美麗鄉(xiāng)村建設(shè)提供了新思路，我們計(jì)劃在更大范圍內(nèi)推廣,�,！�
認(rèn)可背后，是科研團(tuán)隊(duì)板凳甘坐十年冷的艱辛與執(zhí)著,。

“從2013年起就致力于數(shù)字建造技術(shù)研究,，用2年時(shí)間摸清了打印混凝土的性能調(diào)控，又逐步攻克打印設(shè)備,、配筋增強(qiáng)技術(shù)以及打印建造技術(shù)等，團(tuán)隊(duì)至今已取得3D打印材料,、裝備,、結(jié)構(gòu)、施工方法國(guó)內(nèi)外發(fā)明專(zhuān)利30余項(xiàng)，設(shè)備和技術(shù)也出口到了國(guó)外,�,！蓖鹾｝堈f(shuō)。

甘肅火星1號(hào)基地太空艙酒店,、香港景觀座椅,、沙特阿拉伯大型別墅……該團(tuán)隊(duì)的3D打印建筑物已在多地亮相�,！俺�了推進(jìn)更多項(xiàng)目落地,，我們正探索水下和太空等場(chǎng)景的3D打印技術(shù)，并取得積極進(jìn)展,�,！睂O曉燕說(shuō)，“增材智能建造的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)不久前發(fā)布,，這意味著替代傳統(tǒng)建造的步伐將會(huì)加快,。希望在不久的將來(lái)，能像科幻電影里那樣,，在海底和太空實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無(wú)人智能建造,。”

從削足適履到量體裁“骨”——
為提升健康福祉出份力

上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院10號(hào)樓5層,，3D打印接診中心的一個(gè)房間里,，大大小小的人體骨骼和關(guān)節(jié)3D打印模型靜置在陳列架上。有的模型上有醒目的綠色物體,，那是特意標(biāo)識(shí)的患者真實(shí)腫瘤形態(tài),。“就像開(kāi)車(chē)看導(dǎo)航一樣,�,！痹撛汗强浦魅吾t(yī)師郝永強(qiáng)說(shuō)，“應(yīng)用于手術(shù)設(shè)計(jì)的病變模型屬于3D打印醫(yī)學(xué)應(yīng)用的第一個(gè)層次,。有了這個(gè)模型,，腫瘤多大、長(zhǎng)在什么位置,，與周?chē)�臟器,、血管神經(jīng)等之間是什么關(guān)系等等一目了然，既減少手術(shù)時(shí)間,，也能幫助年輕醫(yī)生更快成長(zhǎng),。”

治療骨科疾病多半就是在和骨缺損戰(zhàn)斗,。小的缺損人體可以自我修復(fù),，到一定程度只能借助人工解決,，植入的骨填充塊就是解決方法之一�,！笆澜缟蠜](méi)有兩片完全相同的樹(shù)葉,，也沒(méi)有兩個(gè)人的關(guān)節(jié)或骨缺損的情況是完全一樣的�,！焙掠缽�(qiáng)說(shuō),，“過(guò)去，同一款人工關(guān)節(jié)假體形態(tài)基本一致,，僅有少數(shù)幾種尺寸差異,，后來(lái)隨著設(shè)計(jì)改進(jìn)，組成假體的部件有多種規(guī)格,，連接部有了更多的調(diào)節(jié)接口,，但即便如此，效果仍不理想,�,！�

3D打印的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了骨科手術(shù)由削足適履到量體裁“骨”的精準(zhǔn)化治療,。搭載人體細(xì)胞,、細(xì)胞因子的生物打印活性組織或器官，則代表了3D打印醫(yī)學(xué)應(yīng)用的最高層次,。

郝永強(qiáng)清楚地記得兩年前一位16歲女孩由母親陪同來(lái)向他求助,。當(dāng)時(shí)，這名患者飽受左小腿疼痛困擾,，連走路都成問(wèn)題——臨床診斷為“左脛骨近端腫瘤”,。

“切除腫瘤會(huì)引致骨缺損，傳統(tǒng)的治療方法采用自體骨或異體骨移植,，都存在一定風(fēng)險(xiǎn)或缺陷,，如二次手術(shù)創(chuàng)傷、疾病傳播,、免疫排異,、骨來(lái)源受限等�,！焙掠缽�(qiáng)說(shuō),。

看著陳列室冷冰冰的模型，聽(tīng)著讓人一頭霧水的術(shù)語(yǔ),，患者和家屬都有點(diǎn)蒙,，但郝永強(qiáng)還是說(shuō)服他們，同意采用一項(xiàng)新技術(shù)——那是中國(guó)科學(xué)家開(kāi)創(chuàng)的“生物3D打印活性骨修復(fù)骨缺損”技術(shù)的首次應(yīng)用,。

3D打印活性骨被植入缺損部位,，慢慢降解并釋放出搭載的患者自身的干細(xì)胞及活性生長(zhǎng)因子,，與缺損區(qū)域周?chē)�骨組織細(xì)胞相互作用,，骨形態(tài)完全匹配,，修復(fù)速度也大大加快。

效果出乎患者預(yù)料,。術(shù)后一個(gè)多月,，這名女孩就能活動(dòng)自如了，不僅回到課堂,，還能上體育課,。

從醫(yī)35年，在郝永強(qiáng)幫助下,，已有成百上千名患者感受到3D打印技術(shù)的溫度,。“上世紀(jì)90年代,，國(guó)內(nèi)醫(yī)生會(huì)優(yōu)先選擇國(guó)外的技術(shù)和產(chǎn)品�,，F(xiàn)在，從原材料到設(shè)備軟硬件再到實(shí)施手術(shù),，我們實(shí)現(xiàn)了3D打印骨科手術(shù)技術(shù)和產(chǎn)品的完全國(guó)產(chǎn)化,，手術(shù)成果讓外國(guó)專(zhuān)家瞪大眼睛�,！焙掠缽�(qiáng)說(shuō),。

2016年上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)3D打印創(chuàng)新研究中心成立，郝永強(qiáng)擔(dān)任該中心主任,。到現(xiàn)在,，全國(guó)28個(gè)省份已成立約100家醫(yī)學(xué)3D打印分中心。不僅如此,，國(guó)外骨科醫(yī)療器械商拋出的橄欖枝也讓郝永強(qiáng)意識(shí)到,，應(yīng)該到國(guó)外建設(shè)分中心：“我們的技術(shù)創(chuàng)新走到了全球前列，‘走出去’既是擴(kuò)展自身影響力,，也是為提升海外尤其是醫(yī)療欠發(fā)達(dá)地區(qū)患者的健康福祉出份力,。”

在家也能燒瓷器——
更便利地享受動(dòng)手樂(lè)趣

燒制一件瓷器需要多久,？

在古代,，選礦、煉泥,、定樣,、利坯、繪畫(huà),、施釉,、入窯燒瓷,，數(shù)十道程序下來(lái)，往往歷時(shí)數(shù)月才能制作完成,。

今天,，網(wǎng)購(gòu)好原料，用陶瓷3D打印機(jī),，使用窯爐燒制,，或者更簡(jiǎn)單點(diǎn)，家用微波爐也能替代——?jiǎng)⑽膹?qiáng)測(cè)算出的平均時(shí)間是15分鐘,。

10年前,，出于個(gè)人興趣，山東大學(xué)機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)二年級(jí)學(xué)生劉文強(qiáng)研發(fā)了一款陶瓷3D打印機(jī),，在學(xué)校環(huán)保主題的創(chuàng)新比賽中拿了獎(jiǎng),，后來(lái)代表學(xué)校參加全國(guó)比賽，又?jǐn)孬@一等獎(jiǎng),，這些獎(jiǎng)狀一直被他悉心珍藏,。

10年間，這名獲獎(jiǎng)大學(xué)生成了濟(jì)南辰坤智能科技有限公司創(chuàng)始人,，一款產(chǎn)品衍生出適用于多種場(chǎng)景的系列產(chǎn)品,。“既有適合普通消費(fèi)者的,，也有的適合專(zhuān)業(yè)人士,、公司。如用彩色釉料打印,，也能實(shí)現(xiàn)上釉效果,。”劉文強(qiáng)說(shuō),。

劉文強(qiáng)的辦公室里擺滿了花瓶,、水杯、擺件等大大小小顏色各異的陶瓷制品,，這些都是他開(kāi)發(fā)的陶瓷3D打印機(jī)制作的,。與其說(shuō)是辦公室，倒不如說(shuō)更像一個(gè)陶藝DIY手工作坊,。劉文強(qiáng)說(shuō)：“陶瓷3D打印機(jī)大大降低了藝術(shù)創(chuàng)作,、藝術(shù)體驗(yàn)的成本�,！�

打印出來(lái)的作品,，稱得上藝術(shù)品嗎？這是劉文強(qiáng)經(jīng)常面對(duì)的質(zhì)疑,�,！坝腥苏f(shuō)機(jī)器做出來(lái)的東西沒(méi)有靈魂,。”他回憶,。
最初,，劉文強(qiáng)也不知道如何反駁，直到他從用戶樂(lè)此不疲的體驗(yàn)中找到了3D打印文創(chuàng)產(chǎn)品的價(jià)值,。吉爾·泰勒是美國(guó)人,，有60多歲，很喜歡陶藝,，但隨著年齡增長(zhǎng)，手經(jīng)常不聽(tīng)使喚,，陶藝制作讓她感到有些力不從心,，直到發(fā)現(xiàn)這家公司的產(chǎn)品。

泰勒在社交平臺(tái)上“秀”出一件3D打印和手工配合完成的作品：那是一只站立的母獅,，穿禮裙戴披肩,，身姿優(yōu)雅，頭微微抬起,，凝視遠(yuǎn)方,，其中最難的裙裾就是3D打印而成的�,！�3D打印可以幫助用戶擺脫禁錮,、突破傳統(tǒng)工藝的束縛，做出更加復(fù)雜多變的形態(tài),，帶來(lái)更大的創(chuàng)作自由度,。”劉文強(qiáng)說(shuō),。

可以打印的,，不只是陶瓷。手辦,、船模,、建筑模型、雕像,、玩具……在文化創(chuàng)意領(lǐng)域,，3D打印的應(yīng)用越來(lái)越廣。劉文強(qiáng)感覺(jué)到,，消費(fèi)級(jí)3D打印機(jī)市場(chǎng)增長(zhǎng)速度很可觀,。有數(shù)據(jù)佐證了這一點(diǎn)：2022年中國(guó)消費(fèi)級(jí)3D打印設(shè)備銷(xiāo)量為135.18萬(wàn)臺(tái)，較2017年增長(zhǎng)14.4倍,。

打印速度慢,、使用門(mén)檻高,、產(chǎn)品價(jià)格高等因素一度“勸退”廣大普通消費(fèi)者。近年來(lái)在市場(chǎng)需求和技術(shù)進(jìn)步共同催化下,，消費(fèi)級(jí)3D打印機(jī)銷(xiāo)售價(jià)格大幅下探,，并叩開(kāi)海外市場(chǎng)。

“我們的用戶主要來(lái)自海外,，一些動(dòng)手能力很強(qiáng)的人還會(huì)熱情地提出建議幫助改進(jìn)產(chǎn)品,，很喜歡這種和用戶共創(chuàng)的氛圍�,！眲⑽膹�(qiáng)說(shuō),，“希望我們的產(chǎn)品能走進(jìn)更多家庭，讓人們更便利地享受動(dòng)手樂(lè)趣,�,！�