3D打印作為數(shù)字化、分布式、個(gè)性化制造技術(shù)的一部分，是非常有影響力的技術(shù)。除了新能源革命、信息革命和制造業(yè)的革命之外，新工業(yè)革命還應(yīng)當(dāng)包括人文革命。更長(zhǎng)遠(yuǎn)地看，我們正在進(jìn)入一場(chǎng)非常深刻的人文革命，或者人類文明演化的革命。
本報(bào)見(jiàn)習(xí)記者 陳家運(yùn)報(bào)道
3D打印機(jī)已不僅是顛覆傳統(tǒng)的工業(yè)制造理念，更改變著人們的生活形態(tài)以及思維方式，當(dāng)一切皆可復(fù)制——這種理念被無(wú)限傳播，想象力的“潘多拉魔盒”已慢慢地被打開(kāi)。
近日，湖南省腫瘤醫(yī)院與湖南六新智能科技有限公司成功為一位胸骨腫瘤患者進(jìn)行3D打印鈦合金胸骨置換術(shù)，這是醫(yī)療史上神奇的高科技與高超的醫(yī)療技術(shù)結(jié)合。與此同時(shí)，卡內(nèi)基梅隆大學(xué)開(kāi)發(fā)出新的3D列印技術(shù)，可列印出像人體器官般的柔軟活體組織，此技術(shù)有望在器官移植上取得突破，制造出可用的人工心臟。
3D打印技術(shù)由最初的應(yīng)用于模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)等，到如今的應(yīng)用于解決人類醫(yī)學(xué)難題，人與技術(shù)結(jié)合的越來(lái)越緊密，這真正地在印證著凱文·凱利在其著作《失控：全人類的最終命運(yùn)和結(jié)局》中預(yù)言到的：“將來(lái)，生物和機(jī)器將共同擁有的精髓——將把它們和宇宙中所有其它物質(zhì)區(qū)別開(kāi)來(lái)的精髓——是它們都有自我組織改變的內(nèi)在動(dòng)力。”
顛覆傳統(tǒng)工業(yè)？開(kāi)啟想象力？
出現(xiàn)于20世紀(jì)80年代的3D打印技術(shù)，在很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，只是作為一種“傳說(shuō)”在民間流傳，同樣在科技領(lǐng)域，它也只是作為一種“可能”被各國(guó)不斷探究。
在理論上，3D打印技術(shù)的核心是將所需成形工件的復(fù)雜3D形體通過(guò)切片處理轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的2D截面的組合，因此不必采用傳統(tǒng)的加工機(jī)床和工模具。依據(jù)工件的三維計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)模型，在計(jì)算機(jī)控制的3D打印機(jī)上，沿著高度方向逐層沉積材料，成形工件的一系列截面薄片層，并使片層與片層之間相互粘接，最終堆積成三維工件?？焖俪尚沃恍鑲鹘y(tǒng)切削法30%～50%的工時(shí)和20%～35%的成本，能直接制作復(fù)雜的三維工件。
然而，在人們還在談?wù)摰谌喂I(yè)革命將以何種形式出現(xiàn)時(shí)，3D打印技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始顛覆著傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)與制造理念。
特別是近兩年，3D打印產(chǎn)業(yè)開(kāi)始從概念階段向應(yīng)用階段快速轉(zhuǎn)變，無(wú)論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，相關(guān)領(lǐng)域出現(xiàn)了不少引人矚目的新特點(diǎn)。
首先，3D打印走進(jìn)院校的步伐開(kāi)始加速，其次是3D打印在工業(yè)市場(chǎng)領(lǐng)域繼續(xù)擴(kuò)張，此外，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，3D打印技術(shù)的進(jìn)步也是尤為顯著。
據(jù)相關(guān)專家介紹，3D打印只有在廣泛的實(shí)踐應(yīng)用中，才能發(fā)現(xiàn)3D技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)差別。顯然，我國(guó)作為全球3D打印產(chǎn)業(yè)最大的應(yīng)用市場(chǎng)，在技術(shù)上或許與歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家還存在不少差距，但后發(fā)優(yōu)勢(shì)明顯潛力巨大。
需要強(qiáng)調(diào)的是，對(duì)于科研領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，充滿想象力的科技思維是決定科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要前提。隨著3D打印走進(jìn)各級(jí)院校，為年輕一代打開(kāi)了想象力的“潘多拉”盒子。
世界3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)首席執(zhí)行官羅軍表示，3D打印進(jìn)學(xué)校的步伐明顯加快，國(guó)內(nèi)大概有接近1000所學(xué)校不同程度地購(gòu)買(mǎi)了3D打印機(jī)，建立了3D打印教室。
“太神奇了，打印出來(lái)的東西是立體的呢！”11月3日下午，河南省鶴壁市嵩山小學(xué)的孩子們看著用學(xué)校的3D打印機(jī)打出來(lái)的“海螺”發(fā)出陣陣驚嘆。在電腦上制作好圖紙，用3D打印機(jī)就能打印出立體的螺絲、物理模型等，這讓同學(xué)們驚嘆不已。據(jù)《大河報(bào)》報(bào)道，為讓學(xué)生們了解3D打印技術(shù)，接觸前沿科技，該校購(gòu)買(mǎi)了一臺(tái)桌面級(jí)3D打印機(jī)。該打印機(jī)的大小與微波爐相當(dāng)，通過(guò)3D建模軟件設(shè)定好實(shí)物3D的參數(shù)，就可以給各種實(shí)物打印3D像。
而云南則成為全國(guó)率先開(kāi)展中小學(xué)3D打印集成系統(tǒng)教學(xué)課程的省份?！对颇先?qǐng)?bào)》報(bào)道稱，2016年春季開(kāi)學(xué)，“3D打印集成系統(tǒng)教學(xué)課程”將正式進(jìn)入云南省16個(gè)州市109個(gè)縣的5365所鄉(xiāng)鎮(zhèn)中小學(xué)校，以滿足學(xué)生個(gè)性化需求，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)意能力。此舉，不僅開(kāi)全國(guó)中小學(xué)科普教育的先河，更是加快高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)在云南落地生根的有益探索。
而嘉興南洋職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程分院與嘉興微納精密機(jī)電科技有限公司，則選擇成立智慧工業(yè)分布式制造3D打印人才培養(yǎng)基地。
嘉興南洋職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程分院常務(wù)副院長(zhǎng)徐意告訴記者，作為一項(xiàng)嶄新的高技術(shù)，3D技術(shù)必將更多地出現(xiàn)在制造業(yè)中，更好地服務(wù)于企業(yè)。該分院開(kāi)設(shè)有機(jī)械制造與自動(dòng)化、機(jī)電一體化等專業(yè)，應(yīng)用3D打印機(jī)，學(xué)生的設(shè)計(jì)作品可以很方便地變成實(shí)物，“這將進(jìn)一步提升學(xué)校的人才培養(yǎng)水平，有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。”
有業(yè)內(nèi)人士則向《中國(guó)產(chǎn)經(jīng)新聞》記者表示，3D技術(shù)不僅顛覆傳統(tǒng)制造工業(yè)，給予年輕人更大的想象空間，更是把你的想象力打印了出來(lái)。“只要你能想到，3D打印都可以幫你打印。”
“一場(chǎng)深刻的人文革命”
“更長(zhǎng)遠(yuǎn)地看，我們正在進(jìn)入一場(chǎng)非常深刻的人文革命，或者人類文明演化的革命。”中科院寧波材料研究院研究員張文武表示，3D打印作為數(shù)字化、分布式、個(gè)性化制造技術(shù)的一部分，是非常有影響力的技術(shù)。然而，我認(rèn)為新工業(yè)革命不應(yīng)當(dāng)僅僅局限于3D打印。除了前面我們所說(shuō)的新能源革命、信息革命和制造業(yè)的革命之外，新工業(yè)革命還應(yīng)當(dāng)包括人文革命。
“我們今天都在提文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)，其商業(yè)利益非常濃，但任何工業(yè)技術(shù)革命的開(kāi)啟都是從創(chuàng)意與想象力可實(shí)現(xiàn)為前提，目前來(lái)說(shuō)，3D打印技術(shù)具備了上述基礎(chǔ)，首先從文創(chuàng)開(kāi)始，并最終滲透到各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域。”上述專家表示。
而華中科技大學(xué)材料學(xué)院教授史玉升則認(rèn)為，這個(gè)技術(shù)不僅用于工業(yè)還可以進(jìn)入家庭，并改變中國(guó)的教育方式。
“中國(guó)傳統(tǒng)文化對(duì)教育是非常重視的，如果有了3D打印機(jī)，孩子可以脫離網(wǎng)絡(luò)，自己創(chuàng)造玩具并把它打印出來(lái)。將來(lái)3D打印機(jī)進(jìn)入家庭，對(duì)孩子的教育特別有幫助。”史玉升說(shuō)，但現(xiàn)在的問(wèn)題是，中國(guó)的家庭還沒(méi)有認(rèn)識(shí)到這個(gè)技術(shù)，此外，成本還是有點(diǎn)高，還有就是材料安全的問(wèn)題。
事實(shí)上，3D打印技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始改變了傳統(tǒng)的教學(xué)方式，并將孩子們的創(chuàng)意變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。
“我接下來(lái)準(zhǔn)備打印一個(gè)火箭模型，第一步就是建模。”初一13班古源楷向《成都日?qǐng)?bào)》記者介紹說(shuō)，他打開(kāi)電腦桌面上“3Dmagic”建模軟件，熟練地挑選出自己所需的錐體、圓柱體、球體、圓環(huán)等基本模型，然后輕輕移動(dòng)鼠標(biāo)，通過(guò)疊加、拼湊、改變大小等操作方式，不到十分鐘，一個(gè)簡(jiǎn)易卻像模像樣的火箭模型就建成了，下一步，還可以在模型上添加文字。
“電腦可以直接連接3D打印機(jī)進(jìn)行打印，也可以把模型拷到SD卡里，然后插入3D打印機(jī)打印。”古源楷說(shuō)，無(wú)論是建模軟件還是打印機(jī)的操作都非常簡(jiǎn)單，“學(xué)一、兩節(jié)課，小學(xué)生都會(huì)。”他吹響自己打印的哨子，自信滿滿地說(shuō)：“以后體育課缺個(gè)口哨的話，我們就自己打印一個(gè)。”
據(jù)了解，在歐美國(guó)家，3D打印已經(jīng)進(jìn)入各院校，特別是美國(guó)。資料顯示，幾乎所有的學(xué)校都開(kāi)設(shè)了3D打印課程，美國(guó)試圖通過(guò)3D打印對(duì)青少年進(jìn)行創(chuàng)新意識(shí)和技術(shù)手段的培養(yǎng)。
而在我國(guó)，3D打印技術(shù)的發(fā)展和運(yùn)用，已上升至國(guó)家最高級(jí)別的戰(zhàn)略高度。今年的8月21日，中共中央政治局常委、國(guó)務(wù)院總理李克強(qiáng)主持國(guó)務(wù)院專題講座，討論的正是加快發(fā)展先進(jìn)制造與3D打印等問(wèn)題。
10月19日，在北京出席首屆大眾創(chuàng)業(yè)萬(wàn)眾創(chuàng)新活動(dòng)周啟動(dòng)儀式后，國(guó)務(wù)院總理李克強(qiáng)來(lái)到主題展區(qū)考察，第一站就是3D打印技術(shù)的展位。
媒體稱，這是今年8月21日國(guó)務(wù)院舉辦先進(jìn)制造與3D打印專題講座以來(lái)，總理在公開(kāi)場(chǎng)合再次關(guān)注到這一技術(shù)。
數(shù)位專家解讀稱，3D打印技術(shù)被看作是最新一次工業(yè)革命的標(biāo)志，通過(guò)3D打印等數(shù)字化制造從根本上轉(zhuǎn)變制造方式，實(shí)現(xiàn)彎道超車(chē)。在經(jīng)濟(jì)下行壓力較大、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整的今天，它的意義尤其重大。
在國(guó)家層面，決策層希望藉此轉(zhuǎn)變制造方式，而在民間，已經(jīng)有一大批青年人的軌跡隨著3D打印技術(shù)的到來(lái)而發(fā)生了變化。
出生于1995年的深圳男孩吳海鵬便是其中的代表者。吳海鵬作為一名95后，高中階段就組裝了100多臺(tái)3D打印機(jī)，創(chuàng)建了研發(fā)銷(xiāo)售3D打印機(jī)的公司。《晶報(bào)》報(bào)道稱：“年紀(jì)輕輕他已經(jīng)滿面春風(fēng)地在上海、北京、杭州等地穿梭，運(yùn)營(yíng)起自己的公司。”
從未見(jiàn)識(shí)過(guò)3D的吳海鵬，在高中時(shí)用麥克納姆輪加工才第一次接觸到國(guó)內(nèi)比較少見(jiàn)的3D打印技術(shù)。
從此，吳海鵬被3D打印機(jī)迷住了。這也改寫(xiě)了他未來(lái)的道路。看到3D打印機(jī)的發(fā)展前景后，吳海鵬果斷地組裝了一臺(tái)3D打印機(jī)。
而自從他組裝出多臺(tái)3D打印機(jī)后，很快就有人上門(mén)來(lái)高價(jià)買(mǎi)下。這些人中，有的是動(dòng)漫公司需要3D打印機(jī)制作場(chǎng)景或卡通形象模型的，有醫(yī)生，也有純粹的3D模型愛(ài)好者。
其實(shí)，吳海鵬只是眾多年輕的3D打印技術(shù)追隨者其中的代表者，隨著我國(guó)“大眾創(chuàng)新，萬(wàn)眾創(chuàng)業(yè)”的號(hào)召，以及國(guó)家層面對(duì)3D打印技術(shù)的全力推進(jìn)，越來(lái)越多的年輕人進(jìn)入其技術(shù)追隨者與技術(shù)革新者之列。
北京中關(guān)村科技產(chǎn)業(yè)園的“創(chuàng)客”吳曉葵告訴《中國(guó)產(chǎn)經(jīng)新聞》記者，他周?chē)鷧R集了來(lái)自天南地北的“創(chuàng)客”，在他們心中，充滿對(duì)未知世界的好奇和幻想，而同時(shí)，也擁有著對(duì)科學(xué)技術(shù)的無(wú)限熱愛(ài)。
“作為一名‘創(chuàng)客’，我們勇于挑戰(zhàn)和改變傳統(tǒng)落后的陳規(guī)，期待用自己的創(chuàng)新思維去探索和創(chuàng)造新鮮的事物，而3D打印技術(shù)為我們提供了最簡(jiǎn)潔、最廉價(jià)，也是最好的實(shí)現(xiàn)方式。”在吳曉葵看來(lái)，3D打印讓年輕的創(chuàng)客們更加富有想象力，并通過(guò)3D打印技術(shù)不斷地實(shí)現(xiàn)自己的想法。改變著自己的工作方式，也嘗試著改變這個(gè)世界。
吳曉葵說(shuō)，不了解3D打印技術(shù)，或還沒(méi)有真正參與到這個(gè)技術(shù)的人還在懷疑，但3D打印技術(shù)不僅將改變你的世界，更像一場(chǎng)深刻的人文革命。