3D打印：还会给你更多惊喜（关注·新技术 新体验③）

近日，新西兰维多利亚惠灵顿大学毕业的杰克·艾威尔提出了他最新的概念设计项目“皮质外骨骼”。这是一种采用3D打印技术的创伤区域固定技术，以取代传统的石膏。 　　人民视觉

　　以3D打印技术为代表的数字化制造模式，被誉为“第三次工业革命最具标志性的生产工具”，它与传统制造方式不同的原理，及其理论上“无孔不入”的打印可能，留给人们巨大的想象空间。那么，在经过几年探索后，3D打印的哪些应用领域值得关注？又将给我们生活带来哪些影响？

　　从手机模具到汽车、航天飞机零部件，越来越多的领域出现了3D打印的身影

　　在山东潍坊高新区的赛迪精密机械制造有限公司，一台带有激光发射器的3D打印装置在固定轨道上往复运动，发出轻微的电流声。不多久，一个外观精美的手机外壳就从激光器下“一盘散沙”的尼龙颗粒中现身了。

　　该公司工程师戚永军介绍，他们一天前接到香港的订单，要求生产20种不同类型的手机外壳样品。按照传统工艺先开模具再机械加工的流程，至少要两三周时间。而借助3D打印技术，只需在称重加料、机器预热、输入数据几个简单环节后，摁下启动键，这台一人高的3D打印机7个小时就拿出了产品。

　　手机模具打印仅仅是3D打印技术在工业制造领域很小的一部分。3D打印对物体直接复制成型的特点，使其在单个或小批量模具和复杂零部件的生产中占有优势，降低了零部件研制的周期和成本。因此，许多量产前需要样品验证的产品，纷纷拥抱3D打印技术。

　　2011年，北京航空航天大学王华明团队利用激光烧结的3D打印技术，做出了飞机钛合金大型复杂整理构件，这一突破表明3D打印能够“打”出足够大、强度足够高的大型金属构件，大大扩展了该技术在工业制造领域应用空间。

　　如今，从简单的模具制造，到发动机、汽车，甚至航天飞机的零部件生产，都能看到3D打印技术的身影。航空航天、医疗、汽车和模具制造也通常被认为是3D打印在工业领域四大最有前途的应用。

　　业界对3D打印的期待还不限于此。现在，技术人员又开始构想打印出整栋房子，甚至连房子里的家具和电视也一并“打印”。或许未来某一天，你真的不需要请建筑师，就可以在3D打印工厂里“打”出自己的房子。

　　不过，世界3D打印技术产业联盟秘书长罗军认为，从目前看，3D打印还受制于设备和材料的制约，在短期内很难成长为一个大众市场，也难以替代传统制造技术。

　　打印骨骼进入临床，3D打印有望解决人工器官移植难题

　　近日，北京大学第三医院完成了国内首例3D打印人工定制枢椎应用于恶性肿瘤的治疗。该患者患有尤文氏肉瘤，癌变部位位于枢椎，手术切除病变椎体后，如果用传统的钛合金网笼代替原来椎体的位置，容易出现椎体塌陷、椎间高度难以维持等情况，而3D打印的椎体，则因不再需要钛板辅助固定，降低了手术治疗后的风险。

　　更早之前，40位患者在签署知情同意书之后，植入了北大三院研发的3D打印骨骼，这些“钢筋铁骨”正式成为患者身体的一部分。

　　北大三院骨科主任刘忠军介绍，与传统技术相比，3D打印的骨骼有两大优势。一个是可以“打”出任何形状的骨骼。3D打印技术可以直接生产出同一形状、体积的内植物，填充到缺损部位里面，上下用螺钉固定就非常牢固。另一个是该类植入物带有可供骨头长入的孔隙，可以将周边的骨头吸引进来，使真骨与假骨之间结成牢固的一体，患者骨骼能尽快康复。

　　与北大三院植入骨骼不同，北京阿迈特医疗器械有限公司则利用3D打印技术研发出了高分子可吸收血管支架。北京阿迈特总裁刘青介绍，传统永久性金属支架作为异物永久留在体内，会导致长期的异物排斥反应，甚至可能形成血栓，从而导致致命性的大出血。而利用生物可吸收高分子打印出来的支架，除了有正常的血运重建功能外，最终还能在体内降解为无毒产物二氧化碳和水，通过正常代谢排出体外。

　　医疗健康领域一直被认为是3D打印技术最具应用潜力的领域之一。最初，3D打印被用来打印个性化牙齿，之后又有了骨骼、三维细胞培养支架等仿生型植入医疗器械的打印探索，但科学家更加大胆的尝试是，直接体外打印出细胞、人体的组织器官，解决人工器官移植的难题。

　　刘青认为，目前，国外已经用活细胞“打”出了“耳朵”和“心脏”。打印的原理基本是通过提取活细胞，采用特殊生物材料逐层打印器官原型或者器官支架，而后利用支架培育出器官组织，这在理论上已经被验证是可行的。

　　刘青说，虽然当前制约3D打印在生物医疗领域应用的因素还很多，但在未来10至15年会有3D打印人工器官进入临床应用阶段。未来如果实现了利用患者自身干细胞打印器官，可以大大降低患者的免疫排斥反应，造福人类健康。

　　3D照相馆“搬进”手机，3D打印机进入课堂，文化创意产品花样翻新，商机无限

　　3D打印兴起时，因其可以直接打印出立体、形形色色的玩具模型，其在文化创意产品服务的前景一直成为业界津津乐道的话题，甚至有人预测，未来3D打印机会像现在的喷墨打印机一样普及到家庭。

　　数年过去了，虽然受制于打印精度和高昂的材料价格，3D技术普及到家庭的进程缓慢，但3D打印神秘的面纱被揭开，尝鲜者还开设了3D打印照相馆，从文化创意服务上寻找商机。

　　如果你想制造一个属于自己的肖像玩具，你只需走进3D打印照相馆，对着相机原地保持几分钟，相机就会对你全身进行360度扫描。你还可以在电脑上选择自己喜欢的形象、发型、眼镜，调整喜怒哀乐的表情，不多久“你”就被打印出来了。

　　为了省去人们到3D打印照相馆的麻烦，业界最近也尝试了一些新的“玩法”。海尔近期就开发了全球首款“3D魔法相机”的应用，用户下载并安装该款手机应用后，可以随时随地将照片制作成个性化的3D人像。

　　海尔集团超前创新中心研发总监马国军说，开拓3D打印在消费领域的发展，要提供简单易用的工具，降低普通用户的参与门槛，搭建创新平台，让3D打印真正走进人们生活。

　　马国军说，他们的最终目标是要搭建一个开放的3D打印个性化定制平台，整合3D打印产业链上下游资源，为用户提供更多的个性化产品定制服务，从而带动3D打印在文化创意产品领域的应用。

　　3D打印新奇的打印过程，也能激活孩子们的创造力。目前，一些学校已经将3D打印机带进课堂，孩子们可以动手将自己的创意和设计“打”出来，变成现实。

　　罗军表示，作为一项新兴技术，3D打印整体还处于拓荒阶段，应用还有很多想象的空间，也许未来人们的衣食住行都将和3D打印密切相关。不过现在大多数人并不太清楚3D打印适用于哪些领域，以及如何科学使用这项技术。而一些人将3D打印技术说得“无所不能”，误导了公众对该技术的认识。只有公众真正了解了3D打印技术，有了市场基础，今后大规模的应用才有可能。