打印新世界

打印新世界

随着技术的进步，3D打印机和人类生活的联系越来越紧密，我们的梦想也逐渐成为现实。3D打印机正在走进人们的日常生活，帮助我们打印出各种生活用品……

什么是3D打印？

简单地说，3D打印就像我们平常把电脑中的文档打印出来一样。只不过，我们平常所用的打印机是把文字和图像打印在纸张上，是一种平面的打印过程，而3D打印是把电脑中的立体图像直接打印成一个立体的物品。

3D打印机不用纸和墨，而是通过一系列技术将塑料粒、金属粉、陶瓷粉等材料熔化，然后将这些材料一层层叠加起来，把电脑的3D图像变成实物。这样的原理和蚕织茧有些类似：蚕吐出很细的丝，一层一层把自己包裹起来，就形成了一个立体的“茧”。

“增材制造”是怎么回事儿？

我们都知道，制造物品的传统方法通常是把一些材料截断、裁剪、打磨等以获得所需的形状和尺寸，制造过程中免不了浪费原材料。然而不同于传统的切、削、磨等加工方式，3D打印是一种“自下而上”的制造方法，也就是将粉末、液体等细碎材料逐层堆积成一个物品，就好像一层层打印上去一样，需要多少材料就用多少，这样一来便省去了切、削、磨等加工流程，节省了材料。因此，3D打印又被称为“增材制造”。

现在，咱们就来看看这些科技达人是怎么“花式玩转”3D打印的吧！

生物打印：用细胞当“墨水”

用细胞当“墨水”？你没有听错，利用生物细胞进行打印其实是3D打印机的奇妙用途之一，也是这个领域中相当有趣的一个分支。科学家们一直孜孜不倦地尝试利用这一技术创造可供移植的组织乃至器官，希望帮助更多需要器官移植的病人。

3D生物打印机使用起来其实很简单：首先是设计好模型图纸，并在“墨盒”中填充所需的细胞、水凝胶和聚乙内酯等；在准备工作就绪之后，细胞就会像普通3D打印中的塑料一样，一层一层地“垒”出设定好的形状，这就是相应组织的样子了。

最初，无论是平面还是立体结构，打印出来的组织在体外都能够正常运作。那么，在体内呢？利用相同的技术，研究人员用人羊水干细胞打印出一块圆形的下颌骨，并将它放入裸鼠体内。5个月后，研究人员发现，这些人造骨内部形成了和正常骨组织一样的导管结构，证明它具备在体内存活、生长的能力。

在另一个类似的实验中，研究人员利用兔软骨细胞打印出了人耳的轮廓，这样的组织被置于体内同样能够顺利生长。

世界上第一台3D打印机出现于1986年，距今已有30年了。早期的3D打印机只能利用塑料作为“墨水”来打印零件。而如今，“墨水”早已被各种各样的材料取代——金属、陶瓷，甚至细胞等都可以被注入“墨盒”里进行操作。不信你看，这个神奇的家伙不断在各个领域内展现其魅力：3D打印的牙齿甚至骨骼、3D打印出来的礼服、3D打印出的玩具……

初中学段每个学期都有期末测试，着重考查学生听、说、读、写四种语言技能的综合实践能力和语言知识的综合运用能力。此外，苏州市初中毕业英语统一学业考试是义务教育阶段的终结性评价。这些终结性评价准确地考查了学生在英语学习方面达到课程标准所规定级别水平的程度，是对教学效果的有效检测。

食物打印：打印你的三餐

你会做饭吗？如果不会，那么下面这则消息肯定能让你的精神为之一振：美国康奈尔大学的研究小组正在研制3D食物打印机。只要把你想要的食谱输入3D打印机，然后稍稍等上几分钟，你就能够品尝到美味的食物啦。

3D食物打印机的“墨水”是液化食物，把液化的原材料放进“墨盒”里，再设定食谱，那么剩下的事情就交给3D食物打印机来完成啦。当然，你可以根据自己的口味对食谱做不同的调整，比如让饼干更加薄脆，或是让肉更加鲜嫩多汁……

除此之外，3D食物打印机还能做很多令你意想不到的事儿。比如，在饼干里夹一封信、自制寿司，甚至能够做出火鸡肉圆塔！

如果这个奇妙的打印机得到普及的话，很多烹饪过程中的苦恼将会消失：你再也看不到堆积如山的锅碗瓢盆了，同时也省下了运输各种蔬菜水果所需的昂贵费用。

建筑打印：自己的房屋自己建

房屋也能打印？没错，数幢使用3D打印技术建造的建筑早已在江苏苏州亮相了。

那么，房屋到底是如何打印出来的呢？设计好图纸和方案，由电脑操控一个巨大的喷口喷射出“油墨”来。“油墨”层层叠加，垒成墙体。“油墨”喷出后会很快凝固，保证打印机能连续打印。

打印出房屋构件，只要拼装起来就可以组成一栋房子了。一栋两层别墅，打印1天、拼装2天，3个工人就足够了。

这些建筑采用3D打印技术至少可节省一半的建筑成本呢！除了省时省力，最重要的是3D打印还很环保——原来，“油墨”主要由水泥、少量钢筋和一些建筑垃圾构成，里面添加了一些特殊的助剂，以增强其黏合性。各类建筑垃圾、工业垃圾、矿山尾矿，都可以作为原料。

一张图纸、一台电脑、就地取材制造的足够多的“油墨”，就可以打印出别墅来。

在太空也能完成3D打印

在电影里，如果宇航员孤身留在其他星球，就只能经过漫长的等待，直到下一次执行任务的飞船来接他回家。而实际生活中，当空间站出现故障需要维修时，维修人员确实要像电影里的宇航员一样经过长时间的等待，才能等到飞船从地面带来零部件进行更换。最重要的是，太空货物的“邮费”可是价格不菲！

如果有一台3D打印机，能在太空中打印出所需的零部件，既省时又节约费用，岂不是一举两得？

这不，梦想又照进了现实生活中。这样的3D打印机有望在2020年进入太空。与普通的3D打印机最大的区别是，太空3D打印机要在超重、失重以及正常重力状况下正常工作。与普通3D打印机相比，这台机器看起来更小巧，与微波炉的大小相差无几，由塑料制成。虽然小巧，这台机器打印出来的扳手、螺丝等塑料零件却极为精致。任何复杂的环境状态都不会影响这台3D打印机正常工作。无论把机器横置还是斜放，它都可以正常打印。

未来的太空3D打印机还可能会发展到舱外去。除此之外，研究人员也正在研究3D打印材料的循环利用技术——将空间站内的部分废弃物制成太空3D打印的原材料。

3D打印走进生活

3D打印走进我们生活的脚步将越来越快：食物、服饰、人造假体、交通工具、房子，都可以成为它的杰作。

在不久的将来，人人都可以是设计师，利用3D打印技术在家里制造出各种各样属于我们自己的个性化用品。你只需提供产品设计图，就可以在家里自行打印成品，从而大幅减少运费。比如，家里来客人了，可正好缺一把椅子，通过打印机随手就可以打印出来。

美国一家工作室提供了3D打印鞋的服务，他们打印出来的第一双鞋子是结构复杂的凉鞋，是按照公司一位女职员的脚部尺寸完成的。那位女职员穿上之后连连称赞，“没有任何夹脚的感觉”。

日本一家公司已经推出了世界上第一家3D打印照相馆，而我国也出现了好几家3D照相馆。整个制造过程分为三个阶段：拍照、建模、打印。15分钟后，和顾客一模一样的小人偶就被打印出来了。

华丽丽的4D打印来啦！

如今，3D打印已广为人知。可是，如果你只知道3D打印，那你可就落伍啦！美国的科学家们已经将4D打印从幕后搬到了台前。

实际上，4D打印与3D打印是完全不同的概念。3D打印是用相应的材料按照预先设计好的模型完全复制，而4D打印是直接将想要的性状输入材料当中，打印出来的物体会自动变形、组合出现。

这听起来似乎很神奇，不过简单地说，4D打印就是使用可编程的智能材料实现物体的自我组装。4D打印之所以可以实现原材料的自动成形，关键在于记忆材料——这是一种无需打印机就能够让材料成形的新材料技术。

4D打印除了对打印材料要求较高以外，还需要具备另一个非常关键的因素，那就是要有触发自我组装的“催化剂”。根据不同的打印材料，“催化剂”可能是光、热、声音、震动、气体，甚至是电子。也就是说，在特定环境下，无需人为干预，4D打印物便可按照事先的设计进行自我组装。

或许过不了多久，4D打印技术就会像科幻电影中的场景一样真实地发生在我们身边：一根拐杖在下雨的时候就变成雨伞；房屋建筑可以自动“长”出屋顶……哇，想想就觉得好神奇！

黄志明 文