爱华网如果你有一台可造万物的机器，你会用它做什么？在英国，技术人员通过扫描奥运短跑运动员的脚和脚踝，把数据输入计算机，计算机经过几步简单的计算后，技术人员就能够3D打印出专属每个运动员的新鞋，这双鞋符合运动员的体形、体重、步态和偏好。 在世界的另一端，美国国家航空航天局在亚利桑那州的沙漠中测试了一艘火星飞船，飞船甲板上装有定制的3D打印金属部件。这些部件大多形状复杂，有许多曲线和镂空，除了3D打印机，其他任何设备都生产不出来。 在日本，一位准妈妈想要纪念其首次超声波检测，她的医生编辑她的超声图像，并3D打印出栩栩如生的胎儿模型。结果，一个透明硬塑料块中就出现了一个前卫的3D打印微小胎儿塑料模型。 这些制造奇迹不断发生。在不远的将来，人们将3D打印出活体组织、富含营养的食品及完全组装好的电子元件成品。本书旨在讲述一种全新的产品生产模式，在下面的章节中，我们将用简练的语言解释3D打印技术及其设计工具。对于一些爱好技术的读者，我们有几章会深入描绘3D打印技术的现状和未来。然后，我们还探讨了其对下游经济、个人和环境的影响。 3D打印开辟了新的前沿领域。随着普通民众也能够设计和生产电动工具，制造业和商业模式将发生巨大变革，知识产权法将彻底失效。 图2–1?用石质材料打印的全尺寸长凳 图片来源：Andrea Morgante and Enrico Dini, D-Shape 有些人清楚地记得自己是在什么地方观看的人类首次登月，还有些人对柏林墙轰然倒塌后几周里的混乱状况记忆犹新，我却记得我第一次听到3D打印时的 情景。 那是20世纪80年代末在一场乏味的制造工程研讨会上。教室里很暖和，不幸的是教授的声音低沉、单调而舒缓，我和同学们昏昏欲睡。 教室的门“砰”的一声打开，打破了这个下午讲座上昏昏欲睡的平静。一名陌生男子冲进了教室，这位奇怪的闯入者声称他是库比特系统公司（Cubital Systems）的推销员。我们以前从来没有听说过这家公司，而这家公司却是当时世界上仅有的销售3D打印机的两家公司之一。 这名顶着一头乱发的推销员不断地晃动着一个塑料物体，并声称一场制造业革命正在酝酿之中。“我手里握着制造业的未来！”他大声叫道，“这个塑料物体是由一种能够‘打印’塑料的激光打印出来的。” 出于好奇，我和同学们凑过去想知道他为什么会来我们班上。我们的教授察觉到了我们的兴趣，明智地将课堂交给了这位活跃的闯入者。后来我们才知道，库比特推销员是我们教授邀请的客座讲师。 真是一个喜欢炫耀的人，他一本正经地顿了一下，欣赏着我们的困惑。在安静之后，他让一个学生转动塑料物体露出的曲柄。当同学使劲转动曲柄时，我能听到课堂上钟表的清脆“咔哒”声，时间是那么难熬。在设备内部，复杂的链锁齿轮彼此牵引地运转着。 我们昏昏欲睡的大脑挣扎着苏醒过来，我们彼此低声问道：“他刚才是说他用激光打印出了那个东西吗？”我们学的是磨齿齿轮，我们试图弄明白这一意想不到的表演是怎么发生的。 图2–2?得克萨斯大学卡尔·德卡德和约瑟夫·比曼发明的 ?第一台选择性激光烧结打印机（约1986年） 图片来源：Carl Deckard and Joe Beaman 当推销员曝出另一条爆炸性消息时，我们变得更加困惑了。他说：“你们这里所看到的所有齿轮、把手、旋钮都不是组装出来的，它们都是按照一个个单独的、预装配的不同部件一起有序打印出来的。” 当这位精力充沛的闯入者要愉快地结束他的演讲时，教室里混乱的“嗡嗡”声变得越来越大，他甩出了最后的数据观点：一台计算机，而不是一个人，可以在整个生产过程中充当一双“手”操控这台神奇的机器。推销员翻遍了他的包，掏出一张纸，在我们面前挥动了几下。这张纸上显示的是一台计算机的照片，计算机屏幕上是与刚才他向我们展示的塑料物体相同的设计文件。 库比特系统公司推销员笑着问我们是否有问题要问，我们都精神起来，争先恐后地向他发问。他说他用激光“打印”出了所有的塑料部件，这是什么意思呢？什么样的制造设备能够将部件一次性生产出来，而不需要进行组装呢？它能打印塑料以外的其他材料吗？还有，当然了，个人购买这样一台设备要花多少钱？ 传统制造感觉瞬间过时。 我仍然记得那一天，这位客座讲师的热情演说使我确信，这种神奇的设备确实会引发一场产品制造和设计的革命。我从来没有见过物体的软件设计（我当时刚刚迷上设计软件，而且兴趣越来越浓）与其实体表现之间联系如此紧密。
那一天是20年前，我们预料的革命没有如期迅速爆发。几年后，库比特系统公司停业了。如同许多开创性技术一样，库比特系统公司的3D打印工艺过于复杂和低效，机器设备昂贵，利润率敏感的制造企业难以接受。 我有时想知道库比特系统公司关门后，那位推销员去了哪里。他的推销说辞毫无修饰，却能直达目标。普通民众能够像编辑数码照片一样毫不费力地撕裂、混合并打造实体物体，这只是时间问题。
