桌子上的工厂——3D打印机

一到周末，美国加州圣塔克拉拉14岁的赖利·刘易斯就会和几位八年级的朋友聚集在他家里。他们大约有五人，只要谁方便，就会带一些薯条和豆酱到车库去，赖利和他的爸爸把自家车库打造成一个类似于尖端制造中心的地方。无论这些男孩梦想得到什么东西，几乎都可借助一台被称作“RapMan”的机器“打印”出来。随着时间的流逝，桌上摆满了他们的作品：火箭、吉他拨片、刀叉等等。他们谈论的也是诸如塑胶的喷射速率和热力学，以及此类力量对他们所造东西的精确度有何影响等话题。“你打印的这个变速器漂亮极了。”一个名叫道格拉斯的男孩对赖利说。梳着爆米花头的瘦弱男孩弗农正在向伙伴们炫耀新近打印的塑胶指节铜环（套在指节上作为武器使用）。赖利和朋友们对这一切早已习以为常，大家在电脑上设计自己想要的东西，然后用微波炉大小的机器把它们变为实物。这台名叫“RapMan”的机器，其实是对很多企业使用的昂贵、精密的原型机的粗糙模仿，就如玩家版的个人电脑因陋就简地模仿大型主机电脑一般。赖利和他的爸爸花了32个小时，用1500美元的玩家套件组装了一台3D打印机。

如同很多3D打印机一样，刘易斯父子的这台RapMan是把塑胶熔化，然后操控移动喷嘴把它喷射出去。喷嘴来回移动，伴随着电流的兹兹声，一次把一层超薄的液体塑胶均匀喷涂在一个平台上。如果要打印一个杯子，这台机器就会先喷涂一圈塑胶，然后把平台降低几分之一毫米，再喷涂一圈塑胶，直到杯子做好为止。想要做个杯把，或是把你的名字刻在杯子上吗？RapMan也做得到，只要进入一种免费的3D软件程序，把物品设计成你想要的样子，再点击打印就可以了。

25年来，汽车制造商和航空公司一直在使用工业等级的3D打印机，为它们的交通工具制作零件模型。最近，医学界开始使用这种机器来制造助听器和隐形牙套，建筑师利用这种技术来制作模型，电子公司则用它来制作最新产品的原型。对于各个行业来说，3D打印机已经成为开展业务必不可少的装备。3D打印机的打印原料有塑胶、金属、玻璃、陶瓷等。软件制造商们还在努力研发打印物体的更佳原材料。

目前，3D打印机的市场规模约为17亿美元，这一数字到2015年将达到37亿美元。和所有技术一样，3D打印已经从工业生产领域扩展至大众消费领域。只要花上1299美元，任何人都能买到一台3D打印机。人们可以在自己的电脑上，甚至是iPad上设计、定做东西，然后把这些东西传输到3D打印机里即可。

这项技术意味着乏味的批量生产的终结。家用器皿制造商将从设计那些毫无特色、迎合大众口味，然后在工厂里批量生产数百万件产品的流程中解脱出来。电子商务公司亚马逊再也无需把商品运送到顾客家里，顾客只需在家中购买产品设计然后自己打印出来就行了。经验丰富的工业设计师斯科特·萨米特意识到，年轻一代已经接受这一理念。“如今25岁的年轻人不会再拘泥于传统的条条框框。有些人从11岁开始就制作3D造型，对这方面很是着迷。他们能在一个星期内开一家制造公司，对于制造业有全新的看法。”萨米特应该清楚，他的3D打印便能为截肢者定做假腿。

打印实物的技术并不是在硅谷，或某个资金充足的企业研究实验室里开发出来的，它大约30年前发端于南加州，当时查克·赫尔在一家叫作“紫外线产品”（UVP）的中型制造厂工作。身为一名受过训练的工程师兼物理学家，赫尔主导研发了公司的紫外光固化树脂，这种树脂可涂在家具及其他东西的表面上，作为保护层。

“我当工程师已经20年了，很清楚要浇铸零件的塑料模型是件很麻烦的事情。”现年73岁的赫尔说，“你想要设计一个零件，就得到精密工具制造商那里，让他做一个塑料模型。任何细微的修改都要让整个过程重来一遍。所以说用一台机器自己制造零件的想法实在是太酷了。”

在UVP公司的一间密室里，赫尔造出了第一台简陋的3D打印机。他把液体树脂倒进一个小盆里，还架设了一个平台，由小盆里的电动升降装置来控制。然后，赫尔安装了一套顶端有遮板的移动式紫外光装置，并编写了一些软件来控制所有这些零件。平台会上升到树脂表层的附近，以便于只会有薄薄的一层液体喷涂在上面。这时紫外光装置发出光线，塑胶变硬，接着机器把平台降低，涂上一层新的树脂，制作工程便重新来一遍。

当赫尔把这台机器展示给UVP公司的总裁看时，却听到一个令人沮丧的消息：公司业务每况愈下，赫尔和另外几名员工都将被解雇。于是他和总裁谈条件：赫尔将围绕着这项新技术开一家公司，并给予UVP部分所有权。赫尔为这一工艺流程申请了专利，并称之为“立体印刷”。“我到了40多岁才开始创业”，他说，“我们给公司取名为‘3D系统’，并一路向前狂奔。”

如今，在“3D系统”公司南卡罗来纳州罗克希尔厂区里，有一个用玻璃围起来的区域，生产经理克里斯·刘易斯正站在一台sPro230型机器前面。这台和工具室一样大的机器本身就是一座工厂，能轻而易举地造出购物推车、汽车仪表板、灯具、玩具城堡……

每台sPro230都装满了一种特殊型号的塑胶粉，每磅的价格为55美元。刘易斯把电脑设计的要打印物品的3D影像传输到机器上，它就会开始制作产品，每次制作超薄的一层。一只机械手会把一层塑胶粉撒在sPro230内部的平台上，然后一束激光会从上往下照射，并按照预先设定的位置把粉熔成硬塑胶。接下来，平台降低0.003到0.006英寸，具体根据设定的来调整。滚轴把另一层粉涂在平台上，激光再照射一次，重复不断。

奔驰、本田、波音和洛克希德·马丁等公司都开始采用3D打印机来制造原型，或是制造最终产品所需要的零件。这项技术的扩展还吸引了真空吸尘器制造商Oreck和牙齿矫正器制造商隐适美。微软公司也使用3D打印机来设计电脑鼠标和键盘。“购买宝马车的人会希望车子的零件上有自己的名字，或是按照自己的体型来定制座椅。”“3D系统”公司的首席执行官亚伯·雷钦特尔说，“目前我们正在研究实验室里打印巧克力，所以歌蒂梵（比利时巧克力生产商）可能会把你的脸印在糖块上，就看你的想象力了。”

今年55岁的雷钦特尔八年前加入“3D系统”公司。去年公司的年收入增长了44%，达2.304亿美元。从他的办公室向外望去，可以看到车间里有很多用玻璃围起来的生产中心。其中的一个大房间里，一台工具棚大小的机器正在为客户生产零件。另一个房间是一台冰箱大小的机器，它是客户预定的，将会被送到一位建筑师的家中，或是一位牙医的办公室里。车间里，一袋袋200磅一袋的塑胶粉堆放在工作台边。

雷钦特尔对自己公司所经营的代印服务和生产的3D打印机非常自豪。他们的打印机可打印出数十种颜色，打印的物件在体积上最大可达到5.5英寸×5.5英寸×5.5英寸，对于棋子、首饰等物品，这个尺寸足够了。打印机使用的原材料是50美元一轴的塑胶线。一轴塑胶线就可以制作15个iPod Nano播放器的箍套，而每个箍套需费时90分钟打印出来。你还可以使用软件自行设计你想要的物品，或花钱在“3D系统”公司的“Cubify”网店里，从数千种设计中选取一款——4.99美元一只大象、10美元一个戒指、15美元一个手动刮胡刀。

自工业革命以来，制造业者一直在担心他们的产品对大众是否具有吸引力。如果你绞尽脑汁设计出一款灯具，你必定想要知道是否会有很多人订购它，以便让生产成本合算。可如今这套公式已不再适用，设计师不用担心自己的设计遭遇滑铁卢，因为在产品真正有人订购前，根本没有生产成本。就像雷钦特尔说的：“我们工作的基本前提是，每个人都能做出或买到他们想要的东西。”

[译自美国《布隆伯格商业周刊》]