圖書《3D打印:從想象到現(xiàn)實》在線閱讀：第1章 這是科幻嗎，不，它將成為現(xiàn)實

《3D打�。簭南胂蟮浆F(xiàn)實》第1章 這是科幻嗎，不，它將成為現(xiàn)實（1）

地點：你的生活空間。

時間：從現(xiàn)在到幾十年后。

即使將來，早上起床仍然是件難受的事。

剛出爐的全麥藍莓松餅的香味從廚房食品打印機里飄出。制作有機低糖松餅的“墨盒”在市場被作為奢侈品銷售。配方由各有所長的面包技師提供，技師們來自著名的飯店和度假酒店。

當你第一次向你爺爺展示食品打印機時，他認為是自動蛋糕機-20世紀80年代起風靡廚房的美食家電。他不明白，為什么直到他結(jié)婚紀念日當天，你才想起要打印加工食品。為了慶祝這一紀念日，你不惜代價準備了豪華食品“墨盒”，為他和你奶奶打印慶祝晚餐，包括新鮮的金槍魚排、蒸粗麥粉和每片圖案都不同的螺旋形巧克力-摩卡-樹莓奶油蛋糕。

健康保險公司將你的食品打印機升級到高級醫(yī)療模式以后，你的控制血糖的飲食管理變得更容易了。專門為糖尿病患者推出的新醫(yī)療級食品打印機通過一個微型皮膚植入物監(jiān)測你的血糖并讀取無線信號流。當你早上醒來時，食物快速成型機接收到早上第一個讀數(shù)，然后對你的數(shù)字化早餐的含糖量進行相應(yīng)調(diào)整，以保持營養(yǎng)均衡。

早餐后，該瀏覽新聞了。頭條新聞是關(guān)于救援被困井下一周的幾名礦工的最新進展。他們所在的礦井坍塌，將他們埋在了地下。首支救援隊試圖將他們救出，但救援工具差點兒引發(fā)了一場致命的瓦礫崩塌。

幸運的是，采礦公司遵守了聯(lián)邦安全法規(guī)，并給礦工配備了規(guī)范的安全裝備。3D安全打印機是一個標準的工具，礦工將其隨身攜帶到礦井深處。在他們下井前，技術(shù)人員會確保每臺打印機的關(guān)鍵零部件都有更新的設(shè)計文件。3D安全打印機與其他機械被帶到礦井深處，以備部件斷裂后可以迅速更換。

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今天，關(guān)于礦難的追蹤報道稱，便攜式3D安全打印機居然成為救災英雄，這真是匪夷所思。一連好幾天，被困礦工通過時斷時續(xù)的無線連接與地面上的技術(shù)人員保持通話。兩班人馬（一個在地上，一個在地下）正在共同努力，優(yōu)化打印機需更換部分的設(shè)計藍圖。這應(yīng)該是一個短暫、標準的救援行動，現(xiàn)在卻變得復雜起來。打印一些更換部件本來是很容易的。救援工作被推遲的原因在于：礦井內(nèi)的濕度高得出乎意料，損壞的部件被更換后發(fā)生了彎曲。

好消息是，礦井的情況今天看起來更樂觀。記者解釋說，第三次嘗試打印的更換部件在礦業(yè)公司總部通過了模擬條件下的壓力測試。今天，礦工將在地下按更新的設(shè)計藍圖打印。如果奏效，今晚就可以開始修復損壞的機器。

當你離開家去工作，起重機和形單影只的施工人員在街對面的一塊空地上默默勞作。你鄰居的建設(shè)項目成為鄰里的談資。幾個星期前，他推倒老式的木房子，要建造一幢新的生態(tài)友好型豪宅。

鄰居在郵箱邊向你揮手，還給你看了他的房屋介紹。新家是一家名為“泡沫之家”的公司開發(fā)的一個豪華模型，兩個多星期就可以完工。該公司的產(chǎn)品目錄稱，每所房屋的墻壁均內(nèi)置氣象傳感器，屋頂在最后完工后，將在頂部安裝太陽能電池板，墻壁的配線和銅管已經(jīng)就位。

你和鄰居一起看工程起重機在新的地基上慢慢操作一個巨大的噴嘴。噴嘴掃描景觀，依據(jù)設(shè)計藍圖，擠出混凝土和一些合成建筑材料。施工人員的職責是確保施工期間工地上沒有人走動。裝備的“大腦”是一臺小型計算機，在施工過程中指揮工程起重機。

鄰居一直以極大的興趣關(guān)注著施工進程，看著房子的墻壁慢慢成形。想起一個關(guān)于早期工廠自動化老掉牙的笑話：“在那個時代，你要運作一家工廠，一個男人和一條狗足矣。男人負責喂狗，如果這個男人試圖碰任何東西，狗就咬他�！�

到目前為止，慢慢成形的房子看起來非常漂亮，墻壁呈曲線形，裝飾有幾何圖案、柔和的曲線和鏤空。沒有人能夠建造有這樣構(gòu)架的房子，不管有多少人參與施工。目前還沒有人看到新房子的內(nèi)部構(gòu)造，但聽說你的鄰居定制了設(shè)計內(nèi)壁，讓它看起來很像老式的磚混結(jié)構(gòu)。

最后，你到了辦公室，著手處理數(shù)月以來在你的領(lǐng)導下進行的長期調(diào)查工作的最終階段的細節(jié)部分。你的團隊被安排進行一項新型的低價更換人體器官的黑市調(diào)查。越來越多的急需更換器官的患者從未經(jīng)認證的生物打印醫(yī)療服務(wù)機構(gòu)購買更換器官。在公眾的頭腦中，生物打印人體器官仍然是一個有爭議的話題，比你爺爺那一代的人體干細胞、人工流產(chǎn)或克隆呈現(xiàn)出更明顯的兩極化。
　　

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獲得更換的器官變得太容易了。高分辨率的全身掃描的成本在過去幾年大幅下降。人們樂于在20多歲儲存人體器官并保存相關(guān)數(shù)據(jù)，萬一出了問題，他們可以快速更換器官。有時候，他們的關(guān)節(jié)會出一點兒毛病�，F(xiàn)實生活中，“人體設(shè)計文件”最常用于整容手術(shù)，重新找回光滑緊致的皮膚和年輕的身體。

生物打印是沒有問題的。事實上，大多數(shù)人認為，生物打印是一項挽救生命的技術(shù)。我們面臨的挑戰(zhàn)是怎樣整治這些日益繁榮的黑市。對全新的打印器官的生產(chǎn)進行規(guī)范是很難的，因為生物打印的成本已經(jīng)大幅下降。每年，醫(yī)院和外科診所都會賣掉過時的生物打印機，去年，黑市商人以不到一輛新車的價格搶購了一臺。

在調(diào)查過程中，你會了解到大部分黑市機構(gòu)實際上運作得很好。問題出在錯誤的設(shè)計文件，或者不負責任的器官廠商偷工減料，不在無菌的打印環(huán)境下操作。最近的一個案例是，一些病人死于未經(jīng)認證的“低能器官”，這些病人購買這些器官是為了提高他們的運動能力并改善自己的外貌，他們的家人對到底該起訴誰感到迷茫：無良制造商、生物“墨盒”供應(yīng)商、器官設(shè)計師，還是設(shè)計認證商？

從那些本意善良的、想要當醫(yī)治者的人到那些利欲熏心的無良血肉販子，他們都屬于黑市生物打印商的范疇。有能力的黑市商人能夠幫助病人以低價獲取重要的新器官，因此被一些人稱為“英雄”。其他一些人則痛斥器官商人出售給患者重要器官時唯利是圖，尤其是在新打印器官屬于粗制濫造之作的情況下。

在結(jié)束一天的工作后，你順便去了一趟女兒就讀的中學。你是今年一個科學展的家長發(fā)起人。你女兒的老師告訴你，3D打印機正在破壞科學展的文化。懶惰的學生幾乎不費吹灰之力、無須任何技巧就能夠通過3D打印制造復雜的物品-他們需要的只是一個良好的設(shè)計文件。許多家境貧寒的學生沒有家用3D打印機，因此他們無法進行設(shè)計實踐，而設(shè)計實踐是他們參與公平競爭所必需的。

還有另一種扭曲。老師解釋說，今年的科學展，家長要做清理服務(wù)。去年科學展后，學校的保潔員抱怨健身房地板上散落著很多雜亂無章的打印碎片。更糟的是，幾天后，學生和教師被幾十個鼠標大小的成品機器人絆倒，這些機器人在學校的走廊上叮當翻滾。一些打印機器人存儲了預編程的入門知識，另一些可移動機器人似乎已經(jīng)掌握了一些未經(jīng)授權(quán)的、豐富多彩的智慧。

你和你女兒回到家后，你的愛人分享了好消息：他的3D制造企業(yè)剛剛獲準進入航空航天云制造網(wǎng)絡(luò)。云制造是一種取代大規(guī)模生產(chǎn)的新的生產(chǎn)方式，它像云計算一樣，是一個分散式和大規(guī)模批量式并行的生產(chǎn)模式。大企業(yè)從幾個經(jīng)審查合格的小制造企業(yè)生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)訂購所需的部件和服務(wù)，這些小制造企業(yè)可以聯(lián)手制造專門的部件。

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云制造正迅速應(yīng)用于電子、醫(yī)療和航空航天等行業(yè)，這些行業(yè)的企業(yè)需要復雜的、高精密度的而不是大批量的部件。小制造企業(yè)形成的云制造網(wǎng)絡(luò)為大企業(yè)節(jié)省了費用。云制造網(wǎng)絡(luò)往往靠近客戶，這樣打印部件的運輸距離就縮短了。這些企業(yè)將產(chǎn)品部件的設(shè)計進行數(shù)字存儲，每次只生產(chǎn)一個或者幾個部件。云制造網(wǎng)絡(luò)在區(qū)域經(jīng)濟中已經(jīng)無處不在，這樣，專門的小型制造商和服務(wù)商就創(chuàng)造了當?shù)氐木蜆I(yè)機會。

你愛人的企業(yè)是由數(shù)家小制造企業(yè)組成的云制造網(wǎng)絡(luò)中的一員，為軍用和商用飛機制造商制造專業(yè)燃料噴射器。為了獲準進入這個專門網(wǎng)絡(luò)，他的企業(yè)必須證明具有在指定時間內(nèi)通過3D打印生產(chǎn)飛機部件的制造能力。制造網(wǎng)絡(luò)對這些部件樣品進行抽樣壓力測試，測試結(jié)果還不錯。經(jīng)過一番利潤率和制造能力的談判，他的企業(yè)獲準進入了該網(wǎng)絡(luò)。

最后，一天終于落幕。你兒子喜歡在他就寢前刷牙，然后躺在床上聽你給他講故事。今晚你會發(fā)現(xiàn)，其他都像往常一樣，但他的牙刷莫名其妙地消失了。他覺得可能是昨天落在他朋友家了。你可以跑到商店給他買一把新牙刷，但現(xiàn)在有一個更簡單的方法。

你啟動家用Fabber，讓你兒子快速查看幾種不同的牙刷設(shè)計。幾家不同的公司在Fabber網(wǎng)站上出售他們的設(shè)計，你兒子已經(jīng)想好他想要的品牌-通過討價還價以99美分買了下來，他喜歡牙刷柄上有幾種不同的卡通人物。你在網(wǎng)上付款，通過將小魔杖載入Fabber，掃描了你兒子的指標-手的大小和嘴張開時的形狀。

然后，F(xiàn)abber開始打印。在其發(fā)光屏幕上，設(shè)計參數(shù)表像電影那樣滾動-從牙刷程序的設(shè)計者到擁有卡通設(shè)計版權(quán)的公司。新牙刷可以在15分鐘內(nèi)制作完成。

在Fabber打印過程中，你給兒子講睡前故事。這是關(guān)于過去的日子，那些“當我在你這個年齡時”的故事之一。他將信將疑，很難相信你年輕時，每把牙刷看起來都是一樣的�，F(xiàn)在，如果你從互聯(lián)網(wǎng)上訂購東西，僅需要24小時就可以送貨上門。

“哇！”他禮貌地說，“那么要是回到過去，生活一定很不容易��！”