《3D打印,，造物新紀(jì)元》
在過去的一年多時(shí)間里,，3D打印業(yè)界進(jìn)入了高度活躍期，與3D打印相關(guān)的新聞和概念頻頻出現(xiàn)在公眾視野中,，越來越多的中國民眾開始了解3D打印,。事實(shí)上，3D打印技術(shù)和3D打印機(jī)在一些歐美發(fā)達(dá)國家的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)普遍,。
2008年9月,，我作為國家公派博士研究生在美國紐約州康奈爾大學(xué)胡迪·利普森教授的實(shí)驗(yàn)室求學(xué)時(shí)就第一次看到并使用了3D打印機(jī)。那是一臺和家用冰箱外形相似的神奇機(jī)器,，它只用了兩個(gè)小時(shí)就將計(jì)算機(jī)中一個(gè)三維模型變?yōu)槲沂种袑?shí)實(shí)在在的零件,，我當(dāng)時(shí)的驚奇與感嘆可想而知。在那時(shí),，利普森教授和學(xué)生們已經(jīng)在頻繁使用實(shí)驗(yàn)室中昂貴的工業(yè)級3D打印機(jī)制造各種機(jī)器人零部件了,，雖然那時(shí)3D打印機(jī)所用的材料價(jià)格并不便宜。與此同時(shí),，利普森教授團(tuán)隊(duì)的開源桌面3D打印機(jī)Fab@Home,、生物材料3D打印機(jī)以及多材料混合3D打印等項(xiàng)目也成果頗豐。
我的導(dǎo)師利普森教授為人幽默風(fēng)趣,，經(jīng)常會和大家討論一些非常有創(chuàng)意的新點(diǎn)子,。他的主要研究領(lǐng)域包括進(jìn)化計(jì)算、3D打印和機(jī)器人技術(shù)三個(gè)方向,，而他的成名之作正是一個(gè)關(guān)于智能機(jī)器人利用3D打印機(jī)進(jìn)行自我制造的創(chuàng)新研究項(xiàng)目,，其成果文章最終發(fā)表在2000年的《自然》雜志上。正是基于多年來對3D打印領(lǐng)域的專注和熱愛,，利普森教授一直期望出版一本全面介紹3D打印及相關(guān)技術(shù)的著作,。非常令人高興的是，由利普森教授和庫曼女士合著的關(guān)于3D打印的新書《3D打�,。簭南胂蟮浆F(xiàn)實(shí)》終于在2013年年初大功告成,，并由美國威立出版社出版發(fā)行。在與利普森教授的郵件溝通中得知,，該書中文版將由中信出版社出版發(fā)行,，這對于廣大中國讀者和關(guān)注3D打印技術(shù)的朋友來說，是一件令人十分期待的好事,。
我十分榮幸在第一時(shí)間就得到了威立出版社贈予的英文原稿,，以及中信出版社蔣永軍主編分享的中文譯稿。這是全球第一本全面講述3D打印技術(shù)及其應(yīng)用的圖書，書中展現(xiàn)了利普森教授和庫曼女士兩位作者多年來對3D打印技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展的研究成果,，整理了來自于3D打印相關(guān)的工業(yè)界,、學(xué)術(shù)界和教育界眾多人士的不同見解和案例，并且加入了作者對3D打印技術(shù)本身的獨(dú)到分析和大膽預(yù)測,。
作者從不同層面和角度為讀者描述了3D打印的技術(shù)原理,、歷史和現(xiàn)狀、廣泛應(yīng)用,、未來前景以及困難與挑戰(zhàn),。對于中國讀者來說，可從以下幾個(gè)方面全面了解這本書所涵蓋的內(nèi)容：
1. 3D打印已蔓延至日常生活的每個(gè)角落
越來越多的事實(shí)表明,，3D打印機(jī)已不再是設(shè)計(jì)師和科學(xué)家的專屬機(jī)器,，它已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)室和工廠逐漸走出來，并且走進(jìn)學(xué)校和家庭,，與我們每個(gè)普通人的生活息息相關(guān),。3D打印的衣服和鞋子已經(jīng)多次出現(xiàn)在全球各大時(shí)裝展，3D打印的餅干和蛋糕已經(jīng)成為一些家庭餐桌上最受歡迎的小點(diǎn)心,，3D打印的咖啡桌和個(gè)性家具頗受年輕人的喜愛,，而在自行車和汽車等交通工具的設(shè)計(jì)中也越來越多地體現(xiàn)出3D打印元素。從小朋友的“喜羊羊”牙刷和定制玩具,，到父母的立體婚紗照,，再到爺爺奶奶的助聽器和義齒，3D打印讓家庭中的每個(gè)成員都感到驚喜并從中受益,。正如書中所描繪的,，3D打印技術(shù)正在遵循三步走的發(fā)展路線，逐漸從打印物體外形過渡到打印物體內(nèi)部構(gòu)成,，最終發(fā)展到可以打印物體的高級功能和行為的階段,，因此我們相信：在不遠(yuǎn)的將來，每個(gè)人都可以在家中打印可通話的手機(jī),、爬來爬去的迷你機(jī)器人,，以及其他新奇好玩的電子產(chǎn)品。
2. 3D打印將波及各行各業(yè)
3D打印這種新式制造方法將使你的工作方式發(fā)生巨大改變,，也許變得更有效率,，也許變得更困難，作者針對這一趨勢在書中列舉了很多有代表性的案例,。如果你是一位中學(xué)老師,，當(dāng)你帶著花費(fèi)數(shù)小時(shí)用3D打印制作的恐龍化石或者喜馬拉雅山模型來到教室，這堂課一定會令你的學(xué)生們印象深刻,；如果你是一位資深醫(yī)者,，當(dāng)你將帶著使用3D打印機(jī)制造的與患者身體完美匹配的骨骼或者心臟瓣膜走進(jìn)手術(shù)室時(shí),，整個(gè)醫(yī)療界必定為之振奮；如果你是一位考古工作者,，利用3D掃描和3D打印技術(shù)快速復(fù)制那些脆弱、不可觸碰的珍貴文物,，那么繁冗細(xì)致的考古研究工作必將事半功倍,；如果你是一位藝術(shù)品設(shè)計(jì)師，使用3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)你的設(shè)計(jì),，此時(shí)自然界中那些美妙復(fù)雜的曲線和外形都不再遙不可及,，人們的審美標(biāo)準(zhǔn)也會大幅提升。然而,，如果你是一位立體雕刻大師,，那么3D打印出的作品會使你自嘆不如；如果你擁有一間模型制作工廠,，3D打印技術(shù)極有可能使你的業(yè)務(wù)量大幅縮水,。諸如此類，3D打印必將波及和影響各行各業(yè)的工作模式,，或者增強(qiáng)很多行業(yè)的生命力,，也或者導(dǎo)致某些行業(yè)走向消亡。
3. 3D打印催生眾多新機(jī)會,，同時(shí)也帶來很多新挑戰(zhàn)
如前文所述,，一些傳統(tǒng)行業(yè)將受到3D打印技術(shù)的沖擊而逐漸萎縮，然而我們必須意識到3D打印同樣會催生大量前所未有的行業(yè)和巨大機(jī)遇,。最顯而易見的機(jī)會就是,，隨著廉價(jià)家用3D打印機(jī)需求的增長，其相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈（包括零配件制造,、打印材料等行業(yè)）也會進(jìn)入高速發(fā)展期,。更重要的機(jī)會在互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，圍繞3D打印會出現(xiàn)越來越多的電子商務(wù)模式,，例如在線3D打印服務(wù),、個(gè)人定制設(shè)計(jì)制造服務(wù)、共享3D打印模型社區(qū)以及面向云制造的3D打印網(wǎng)絡(luò),。與互聯(lián)網(wǎng)類似,，如書中所預(yù)言，移動信息平臺和智能手機(jī)的普及也為某些簡單易用卻十分有趣的3D打印增值服務(wù)提供了理想的應(yīng)用推廣平臺,。還有就是基于3D打印的實(shí)體商業(yè)模式將迅速成長,，例如遍布大街小巷和旅游景點(diǎn)的3D打印店與3D打印照相館。
然而,，正如作者在書中提到的,，我們必須認(rèn)識到在3D打印創(chuàng)造無數(shù)新機(jī)會的同時(shí),，它也帶來了許多前所未有的挑戰(zhàn)：3D打印行業(yè)的人才培養(yǎng)問題，現(xiàn)有設(shè)計(jì)軟件與3D打印的不匹配問題,，3D打印物品的版權(quán)和知識產(chǎn)權(quán)糾紛問題,，以及3D打印設(shè)備和3D打印產(chǎn)品的質(zhì)量安全問題，還有就是3D打印產(chǎn)品對公共安全和環(huán)境構(gòu)成的威脅,，等等,。這些問題迫切需要3D打印業(yè)界人士、產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)研究者,、法律工作者以及公共事務(wù)管理者通過共同努力來解決,。
4. 3D打印將改變現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，沖擊中國經(jīng)濟(jì)模式
毋庸置疑,，3D打印將創(chuàng)造新的商業(yè)模式,，改變現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，對世界經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生巨大影響,。最近一段時(shí)間,，主要發(fā)達(dá)國家紛紛開始布局，陸續(xù)出臺了相關(guān)政策和投資發(fā)展計(jì)劃,，大力發(fā)展3D打印產(chǎn)業(yè),，旨在占領(lǐng)新工業(yè)革命的前沿陣地。一方面,，美國總統(tǒng)奧巴馬在“國情咨文”中多次提及3D打印,，并籌劃建立3D打印國家創(chuàng)新中心，旨在提升美國制造業(yè)的競爭力,；另一方面,，從歐美各國最新的太空探索計(jì)劃中，也可以看到對3D打印技術(shù)相關(guān)項(xiàng)目的巨額資助,。
坦白地講,， 3D打印技術(shù)將會給中國產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)帶來一些直接的負(fù)面影響。首先,，正如作者在書中提到的,，隨著中國制造業(yè)勞動力成本上漲，基于3D打印技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)平臺的全球云制造模式將體現(xiàn)出更廉價(jià),、更快捷并且更綠色環(huán)保的優(yōu)勢,，這將極有可能取代現(xiàn)有的中國制造模式。其次,，3D打印的廣泛應(yīng)用使得整個(gè)產(chǎn)品研發(fā)過程都可以在企業(yè)內(nèi)部進(jìn)行,，這將使研發(fā)周期縮短并且很好地保護(hù)了設(shè)計(jì)方案。然而,，對于大量依靠模仿而生存且缺乏原創(chuàng)設(shè)計(jì)力量的中國微小企業(yè)來說,，這無疑是一個(gè)沉重的打擊,。令人欣慰的是，在中國北京,、西安,、成都和武漢等城市，政府已經(jīng)陸續(xù)開始著手對3D打印相關(guān)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行布局和規(guī)劃,，從設(shè)備研發(fā),、軟件設(shè)計(jì)、材料制備和技術(shù)服務(wù)等眾多環(huán)節(jié)全面鼓勵(lì)發(fā)展3D打印產(chǎn)業(yè),。希望中國能夠把握此次制造業(yè)轉(zhuǎn)型改革機(jī)遇，成為世界3D打印產(chǎn)業(yè)強(qiáng)國,。
總的來看,，利普森教授和庫曼女士的這本新書非常及時(shí)、全面地總結(jié)和分析了3D打印領(lǐng)域的主要話題,，并且描繪了眾多非常引人入勝的應(yīng)用前景和產(chǎn)業(yè)機(jī)會,，使我們相信3D打印時(shí)代已經(jīng)到來，我們的生活,、工作以及思考方式都會為之改變,，世界經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)格局也將受其影響。作者和譯者努力使這本書的語言淺顯易懂,、敘事簡單風(fēng)趣,，因此對于來自各行各業(yè)、不同背景的讀者來說,，如果你對3D打印感興趣,，此書可謂上佳之選。
李曙光
西北工業(yè)大學(xué)博士后研究員
中國首家3D打印照相館,、3D打印體驗(yàn)館總策劃
利普森教授和庫曼女士的學(xué)生與好友 |
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