你需要一顿丰盛的早餐？你需要一双精致无比的鞋子？你需要给孩子准备奇异的玩具？你需要一部功能强大的汽车？没关系……只管打印出来就行了。

　　这是全球首部全面讲述3D打印的著作《3D打印：从想象到现实》一书的作者，胡迪·利普森和梅尔芭·库曼为我们描述的场景。

　　6月29日，胡迪·利普森和梅尔芭·库曼应邀到西北工业大学访问，并作题为《3D打印的未来》的演讲。他们带着在场师生，走进3D打印的世界，认识当下这个最酷的东西——它将从想象变成现实，并带来一场深刻的社会革命。

　　3D打印：是神话还是实话？

　　3D打印技术原指增材制造（Additive Manufacturing）技术中的一种，现在普遍被用来描述增材制造行业。它以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，现正逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工（AEC）、汽车、航空航天、医疗、教育、地理信息系统、土木工程以及其他领域都有所应用。

　　早在20世纪80年代中期，3D打印技术就已经出现，现今已历经近30个年头。在较长的发展历程中，3D打印由于技术、经济等因素的限制，没有对现有生产模式产生质的改变，而进入2012年之后，随着美国一系列制造业振兴计划的宣布，3D打印作为其中制造业振兴的新技术而备受关注，由一个冷门的名词变得家喻户晓，资本市场也对相关技术和公司十分看好。

　　3D打印技术的“大热”，也让《3D打印：从想象到现实》一书成为在国内市场的热销读物。而胡迪·利普森和梅尔芭·库曼的到来，“更是在古城西安的炎热中，为我们带来对3D打印技术热切关注。”学校凝固技术国家重点实验室主任黄卫东教授在主持演讲活动时表示。

　　胡迪·利普森，康奈尔大学机械工程与计算机科学技术教授，他还是一家创造机器实验室的负责人，专注于自动化设计和机器制造。他在3D打印领域的研究成果，发表在了《自然》、《科学》、《纽约时报》、《发现》等多家杂志和其他媒体上。

梅尔芭·库曼，在微软和康奈尔大学有着15年的产品和研发经历，她现在是一家创新公司的总裁。

　　他们在报告中讲述了3D打印技术的突破性发展，以及3D打印技术将如何应用在学校、厨房、医院等场所。他们预测，不远的未来，我们完全可以用电脑把自己想要的东西设计出来，然后进行三维打印。通过电子设计文件或设计蓝图，3D打印技术将会把数字信息转化为实体物品。当然，这还不是3D打印的全部，3D打印最具魔力的地方是，它将给材料科学、生物科学带来翻天覆地的变化，最终的结果是科学技术和创新呈现爆发式的变革。

　　梅尔芭·库曼女士重点解读了3D打印的10大特性：成本和延时趋近于零、多样化制造而不增加成本、无需组装、零时交付、天马行空的设计空间、零技能傻瓜式制造、简单便捷式制造、减少废弃副产品、无限组合的材料、精确的实体复制和修改。

　　“我对这个技术了解得越多，就越难预测，主要是因为有很多的可能性。”胡迪·利普森先生则还是为我们勾勒了3D打印的未来发展篇章：可以打印任意形状和轮廓、打印全新的合成材料、打印集成的可运行的系统、从模拟到数字。

　　未来发展：对传统制造的补充而不是替代？

　　今年4月，英国《经济学人》刊文认为，3D打印技术将与其他数字化生产模式一起，推动第三次工业革命的实现。美国《时代》周刊也将3D打印产业列为“美国十大增长最快的工业”。

　　传统制造技术是“减材制造技术”，3D打印则是“增材制造技术”，它具有制造成本低、生产周期短等明显优势，被誉为“第三次工业革命最具标志性的生产工具”。

　　现在，即使在普通人的生活中，3D打印也不算是什么稀罕物了。日前，专家预测民用市场未来一定有爆发式的增长，甚至到2016年，将有一万家3D打印实体店，这意味着3D打印将像传统打印一样，成为生活的一部分。在西安，也拥有了对公众开放的3D打印照相馆。

　　而目前世界上最先进的3D打印机，不只是打印塑料和树脂材料，还可以用巧克力打出小兔子，用橡胶材料打印出鞋底，甚至打印人体器官、汽车、手枪等等。不久的将来，人们还会看到设计师用水泥、石头和沙子打印出的“单片环状结构件”组合而成的别墅……在航空航天、生物医疗、汽车制造、武器装备等等领域，3D打印五花八门的应用，只能让你惊呼“没有什么不可能”。

　　3D打印技术的发展前景如何？中国能否抓住这一技术变革带来的机遇，在工业制造上赶超发达国家？

西北工业大学凝固技术国家重点实验室，是我国3D打印技术研发最出色的单位之一，主要发展名为“激光立体成形”的3D打印技术。该技术通过激光融化金属粉末，几乎可以“打印”任何形状的产品。其最大的特点是，使用的材料为金属，“打印”的产品具有极高的力学性能，能满足多种用途。

　　“随着航空航天技术的发展，零件构造越来越复杂，力学性能要求越来越高，重量却要求越来越轻，通过传统工艺很难制造。而3D打印则可以满足这些需求。”凝固技术国家重点实验室主任黄卫东介绍说。

　　当日，胡迪·利普森和梅尔芭·库曼专程前往该实验室参观。在一台“激光立体成形”设备下，透过“打印机”的玻璃窗看到，一束激光在计算机控制下移动，激光头两侧喷嘴喷出的金属粉，被激光熔化，一层层凝固、堆积。一小会儿，一个结构复杂的金属件展露出雏形。胡迪·利普森和梅尔芭·库曼在玻璃窗前，认真地观察，兴奋地说：“太漂亮了！”

　　为国产大飞机C919制造中央翼缘条，是3D打印技术在航空领域应用的典型。据黄卫东介绍，中央翼缘条长达3米，是大型钛合金结构件。西工大与中国商用飞机有限公司合作，应用激光立体成形技术解决了C919飞机钛合金结构件的制造问题。胡迪·利普森教授在现场了解到相关情况后表示，“非常震惊。”

　　与传统的制造技术相比，3D打印具有加工成本低、生产周期短、节省材料等明显优势，从航空、动力装备到医疗、体育、影视等诸多领域，均可大显身手。

　　事实上，在美英等国，3D打印技术已有较为广泛的应用。

　　大到飞行器、赛车，小到服装、手机壳，制造厂家借着3D打印的东风，焕发出新的生命力。由于3D打印制品能实现产品的自然无缝连接，从而达到传统制造方法远不可即的结构稳固性和连接强度，已成为国外研究空间飞行器的关键技术。据悉，美国国家航空航天局正在研究一项被称为“未来3D打印宇宙飞船”的技术，希望通过3D打印，制造出“廉价的机器人宇宙飞船”。

　　在美国，价格低、操作简便的小型家用3D打印机已到了“每4公里范围内有一台”的普及程度，其购买量不断攀升。

　　在我国，包括我校在内的多所高校和科研机构也相继研发出多种系列的3D打印设备，部分技术已达到世界领先水平。

　而胡迪·利普森教授在接受采访时却始终保持对3D打印技术的“冷静”。他说，“要冷静对待3D打印技术的发展，找到这项技术和大规模工业制造的结合点，发挥该技术的应用。3D打印技术并非万能，不能替代传统的大规模制造，因为两者所生产的内容是不一样的。作为大学研究而言，往前多走一步，是很有必要的。”

　　据了解，增材制造技术在我国重工业零部件制造方面得到一定应用，但尚未进入大规模工业化，其工艺与装备都有待进一步开发。就目前的形势来看，3D打印技术尚不具备取代传统制造业的条件；在大批量制造等方面，高效低成本的传统减材制造法仍是主流。

　　难以形成规模经济，是3D打印的软肋。如何迈过这道坎儿，是目前科技界和工业界的待解难题。

　　梅尔芭·库曼女士则认为，3D打印技术正在改变我们的生活，这种改变应该是一种过程。对于未来，她认真地说，“激发孩子们的想像力，这是3D打印技术对下一代的最重要之处。”