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美國科幻作家羅伯特·希克利曾經(jīng)寫過一個“萬能制造機”的故事，故事里的人們帶著一臺“萬能制造機”飛往太空。這是一臺奇特的大機器，機身上雜亂地安裝著刻度盤、小燈和各種指示表。故事的主角之一阿諾爾德站在機器前，按下按鈕，對它響亮而清楚地說：“我要硬鋁螺帽，直徑為4英寸。”接到指令，機器發(fā)出低沉的轟鳴聲，燈光閃爍，閘板緩緩打開，眼前赫然出現(xiàn)了一顆閃光發(fā)亮已經(jīng)制好的螺帽。接著，這臺機器就像神奇的阿拉丁神燈，為他們送來了活蹦亂跳的大蝦、礦泉水、手表和沙拉醬。

盡管，“想要什么就生產什么”的現(xiàn)實還遠沒有科幻小說描述的那般輕松隨意，但現(xiàn)在，通過3D打印技術生產小零件、食物、自行車、建筑甚至人的皮膚、腎臟等都已不再是天方夜譚，稱之為“萬能制造機”并不為過。

3D 打印的原理很簡單，首先 3D 打印機將物品轉化為 3D 數(shù)據(jù)，然后再逐層分切，針對分切的每一層構建，分層打印。打印時，粉末會一層層地被特殊的膠水粘合，按照不同的橫截面圖案固化，一層層疊加，像做蛋糕那樣創(chuàng)建三維實體，最終一個完整的物品就會在粉末槽里成型。這種技術的優(yōu)點在于它不需要一家工廠來運作，小件物品可以直接由小型 3D打印機打印制作；而稍大的物品，比如自行車車架、汽車板、飛機零件、建筑零件等。則需要更大的3D打印機和更大的空間。

《經(jīng)濟學人》雜志評價說：“偉大發(fā)明所能帶來的影響，在當時那個年代都是難以預測的，1750 年的蒸汽機如此，1450年的印刷術如此，1950 年的晶體管也是如此。而今，我們仍然無法預測，3D 打印將在漫長的時光里如何改變這個世界。”

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圖中前后：兩個版本的鉸鏈，都是用于噴氣發(fā)動機蓋，這說明3-D打印的性能。后面的一個是用傳統(tǒng)制造方法制成。前面的是打印成的形狀，重量只有一半。來源：保羅•麥克木林（Paul McMullin）

克里斯•特納（Chris Turner）是歐洲宇航防務集團創(chuàng)新中心（EADS Innovation Works）的工程師，在英國布里斯托爾（Bristol）附近，他在扭轉一臺黑色箱型機器上的杠桿，觀察窗打開，露出一個暗腔，平臺上覆蓋著灰色粉末。一束看不見的光束掃描整個粉末，火花飛濺。這臺箱體是一臺加層制造機，有時稱為3-D打印機，它正在制造部件，用于空中客車A380（Airbus A380）客機。歐洲宇航防務集團創(chuàng)新中心擁有空中客車公司（Airbus），希望可以改變制造業(yè)。除其他益處外，它生產的零部件可以使飛機更輕，所以消耗燃料更少。
三維打印機可以制成復雜的形狀，這些形狀用傳統(tǒng)技術就不能制成。然而，直到最近，他們仍然無法打印堅固、耐用的對象。特納正在使用的機器，可以用高檔金屬制成復雜的形狀，這一進展使研究人員可以應用3-D打印的設計性能，用于機械零件。打印機使用軟件，算出部件在哪些部位需要承受重量，并把材料正好放在這些部位，這可以使整個部件重量減半，同時不犧牲強度。這會節(jié)省能源、金屬和資金。這樣制成的復雜、彎曲的形狀，不能用模具鑄造，也不能用更大的塊狀材料刻出來，即使用最先進的電腦控制工具也不行，但它們可以打印出來，相繼添加的各層有幾十微米厚。
特納正在測試，打印的部件是否可承受用于飛機、直升機和飛船。“一旦我們了解這一點，我們就可以擴大規(guī)模，”他說。“我們可以使它適應制造大型飛機部件。”可能包括翼梁，就是支持雙翼的長梁。

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