3D印表機列印出的飛機能飛嗎？

2017年5月25日，紐西蘭發射世界首枚3D列印火箭。今天，我們就來談論一下，3D列印出來的飛機能飛嗎？

今天我們常用來列印照片的噴墨印表機，工作原理很簡單：當收到計算機發來的信號時，噴頭上的一些小孔就會噴出一小滴墨水到紙張上。這個過程周而復始，紙面上就塗滿了絢麗的色彩。現在，有些噴墨印表機已經能每次只噴出1×10?12升顏料墨水——也就是說，1升墨水要噴一萬億次才能用完。

當我們把這種思路擴展到立體空間時，我們就可以設計出3D印表機。顧名思義，3D列印就是在長、寬、高三個維度上進行的列印，它能夠列印出立體構造，比方說一座雕塑、一塊巧克力等。這也是3D列印又被叫作「立體列印」的原因。2011年8月，英國南安普頓大學的一群研究者就列印出了一架無人飛機，並且真的能飛。

有些3D印表機的噴頭只能噴出液體原料，有些3D印表機可以噴出半固體原料，還有一些能噴出粉末原料。這些噴頭除了能在水平方向上運動，還能在垂直方向上運動。噴完一層之後，噴頭會抬高一點點，然後繼續噴出下一層。為了讓噴出的各層黏合在一起，3D印表機使用的原料一般都能在液態和固態之間快速轉化，以加熱、紫外線照射、冷卻等方式來把原料黏合在一起。

3D印表機對於我們來說算是新鮮事物，但實際上類似的技術早在20世紀90年代就已經用於工業設計和生產上了。作為一種快速成型技術，3D列印避免了傳統模具生產過程所需的高成本和長時間，讓設計師能夠快速看到他們的設計變成實物。和經過切割、磨削、拋光等工序完成的傳統工藝品相比，3D印表機製造的產品精度並不高，它與傳統製造方式的不同之處在於，傳統工藝品是以逐步減少原材料的方式而生產的，3D列印技術則是以逐步添加原材料的方式完成生產，沒有任何製造經驗的人也能做出獨一無二的產品。隨著這種技術的成熟，3D印表機將會成為普通家庭常備的有用工具。甚至有些分析家認為，3D印表機將會改變製造業的面貌，讓人們可以自己在家裡生產出自己想要的東西。

如果家中有一台3D印表機，將會把生活的方便程度提升到全新的高度。雖然過去10年中人們都一直在嘗試開發適用於家庭的小型3D印表機，但只是從2011年開始，3D印表機似乎才突然進入了井噴階段。雖然這類3D印表機依然只能以塑料為主要原料，但是人們還是看好其前景，並期待它的新進展。美國一家創業公司就推出了多色3D印表機，使用不同顏色的塑料條作為原料，塑料條在機器里被加熱成液態噴出，遇冷即可凝固；英國一家實驗室則開發了可以噴出液態巧克力的3D印表機，可以隨心所欲地製造任意形狀的巧克力。

醫生也已經在嘗試用3D印表機製造些更奇妙的東西了。1997年，美國馬薩諸塞州總醫院的傑伊·瓦卡提用3D印表機製造了一個人耳軟骨形狀的可降解支架，放進牛的成軟骨細胞，並且將其植入一隻裸鼠的皮下。幾個月後，發育的軟骨組織逐漸滲透進這個支架，並且將支架降解掉，從而得到了一隻體外培養的人耳。2009年3月，瑞士伯爾尼的研究人員使用3D印表機成功製造出了尺寸精確的人拇指骨；差不多在同一時間，日本國立富山大學的中村直人用同樣的方式列印出了有兩層結構的血管——距人類血管的三層結構只有一步之遙，而且採用這種方法製造的組織，所有材料都來自患者自身，因此不會引起排異反應。美國一家創業企業在研發3D列印人體器官的技術，不過哪怕是最樂觀的預言家，也認為這可能需要10年或者更久的時間才會成真。

3D印表機

用3D印表機製作的兩瓣原始人頭骨模型

在未來的幾年中，我們將會看到更多的3D列印成果。也許自己也可以買到一台，用來列印些小模型之類的東西。雖然3D印表機現在還受到原料、列印精度等諸多限制，但是可以相信，隨著3D列印的普及化，我們最終會看到無所不能的印表機，就像機器貓的神奇口袋一樣隨時呈現各種東西。

3D列印技術在組織工程中得到應用，用3D印表機製作的人耳形狀支架被植入裸鼠皮下以培養人耳

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