金模网讯 电影《十二生肖》中，成龙带着装有传感器的手套扫描并即时打印出一个一模一样兽首的场面你一定记忆犹新。如今，这双“上帝之手”又有新的动作。
日前，美国航天局向一家3D打印机公司拨款12.5万美元，旨在研发全能食物合成器项目。根据设想，这种3D打印机将按照“数字菜谱”混合各种粉末，制造色香味俱全的食品，公司的第一步计划是给吃够了压缩饼干的宇航员们制作美味比萨。
是的，3D打印技术的发展已远远超出我们的想象。
盘点3D打印的八大优势
优势1制造复杂物品不增加成本。3D打印机制造一个形状复杂的物品并不比打印一个简单的方块消耗更多的成本。
优势2无须组装。3D打印能使部件一体化成型，节省了在劳动力和运输方面的花费。
优势3零时间交付。3D打印机可以按需打印，能最大限度地减少长途运输的成本。
优势4设计空间无限。3D打印机甚至制作出目前可能只存在于自然界的形状。
优势5零技能制造。3D打印机能在远程环境或极端情况下生产。
优势6不占空间、便携制造。3D打印机可以自由移动，可以制造比自身还要大的物品。
优势7减少废弃副产品。3D打印制造金属时浪费很少。
优势8精确的实体复制。通过3D扫描技术和打印技术，我们可以精确扫描、复制实体。
3D打印 所想即所得
3D打印的一大特点是“所想即所得”，只要能在电脑里设计出三维模型，3D打印机就能帮你实现。这可以大大缩短新产品的开发周期，帮助中国企业从制造走向创造。金模网CEO、深圳市金模物联科技有限公司董事总经理罗百辉表示，目前，我国的3D打印已经取得了一批技术研究和产业化成果，部分成果甚至世界领先。如金属结构件直接制造技术已经可以满足特种零部件的机械性要求，生物细胞打印技术也不断取得新的进展。而且，中国在3D打印设备的产业化方面也取得了一定的成果。不过卢秉恒指出，我国3D打印产业的发展距离美国仍有较大差距。
据中国3D打印技术产业联盟副理事长罗军介绍，为了促进3D的发展，他们将集中国内 3D打印技术的优势资源，组建国家级3D打印技术研究院和产业园，在国内主要工业城市推进3D打印技术创新中心工程，推进3D打印技术“进社区、进企业、进城市”活动；吸纳传统制造业企业、职业技术学院、产业园区进入中国3D打印技术产业联盟，率先分享3D打印技术，促进3D打印技术与传统产业紧密结合。
3D打印核心优势：可打印一切形状
对许多行业来说，3D技术如同“基因突变”改变了它们原来的发展轨迹。随着工业进程的改变，对工业设计而言，它也到了另一个临界点。往前一步，就会发现，3D给它们插上了想象的翅膀，套用一句流行语，那就是“没有做不到，只有想不到。”
设计名牌手机外壳
王凌飞是上海市工业技术学校模具教研组教员，对于3D技术并不陌生，他们学校从2010年开始引进3D打印机，最初的目的是希望学生包括老师能够了解并掌握市场上最新的技术。目前学校有三台专业级的3D打印机：以色列Objet公司的Eden 250一台，美国Dimension公司的 sst1200es两台，并且开设了与3D打印相关的课程：逆向工程与三维打印——前者根据实物进行数据采集，后者将数据实体化。王凌飞就是传授相关知识的老师之一。
2012年10月，他们学校接到一个任务，给某知名手机品牌的新产品设计外壳。他们决定使用3D打印，王凌飞介绍，在这次手机外壳的设计中，他们没有用3D扫描的逆向工程，而是将设计人员的设计直接付诸打印，然后经组装试用后决定是否大批量投产。
他参与了打印设计方案的过程：从打印最初设计方案，到找到装配中的一些小问题，并对设计作简单优化，再到再次打印，然后反复修改直至最终方案成型，最终打完的样品也如期送到这个手机品牌的美国总公司。“3D打印前先利用CAD软件完成造型设计，再利用打印机自带的CAM软件完成数据处理。”
通过这次的任务，他对3D打印技术有了更加深刻的认识，他觉得，和传统的方法相比，3D打印可以完成任何形状产品的制造。“3D打印说到底最吸引人也是它核心竞争力的地方——什么形状都能打出来。”
在打印手机外壳的过程中，设计方案打印出来也需要2个小时，“三维打印由于其成型周期短，产品几何形状毫无限制，所以比较广泛地应用在手板行业(手板就是产品设计前的打样)。”
对于打印的成本，他说主要是材料成本，目前材料的价格是4500元2公斤，不过这并不是关键，“传统方式成本不一定算得这么清楚，可能高也可能低，但更关键的问题是手机外壳这东西用传统方法不好做。”
直接打印样品试用
王凌飞介绍说，传统设计方法是从无到有的过程，称为正向；现在有了光学扫描之类的设备，可以根据已经有的实物采集到数据，这就是逆向。逆向工程加上3D打印，就可以配合作为一整个流程，比如先用逆向工程扫描人脸，再通过3D打印机打印出来，“三维照相馆就是以上两者的典型应用。”
他还以鼠标的制作工艺为例，讲述了3D技术在打样这一重要环节的优势：当用泥土制作的鼠标外形确定后，通过扫描的方式采集到数据，然后用3D打印的方式打印出几个先用着，如果用下来合适，直接开模具，大批量生产开始。
目前，尽管学校拥有三台3D打印机，但是相对于众多学生来说，机器的数量还是偏少，他也只能尽量保证每个学生先了解这项技术，然后通过小组形式去实际操作3D打印。他认为，如果将来有一天3D技术走入学校，对学生的创造力也会有一定的推动作用。
设计和制造同时进行
CSITF2013增材制造技术全球高峰论坛上，北京工业设计促进中心主任陈冬亮也阐述了3D打印技术对工业设计带来的影响，“3D打印技术越发成熟地为研发设计特别是工业设计提供了强有力的技术支撑和引领作用。”他认为，3D打印技术给设计带来的第一优势就是设计和制作的协同合作。工匠的模型样机制作和设计师的外观设计以及工程结构设计的设计方法，决定了每个模块都是独立的，这意味着，设计、制造、材料、维护、采购等不同的环节以及人员前后的衔接等工作，在模型制作、外观设计、结构设计上不得不协同合作，返工和拖延时间的事件时有发生，“只有运用3D技术才能将这个过程融为一体，共享一个数据平台，实时反馈各方面的意见，实现了设计与制造的无缝连接。”
1997年，联想推出第一款家用电脑，他们在设计好之后，样机由木工纯手工制作出来，而且中控台上还有许多旋钮，“当时所有的模型都必须手工制作”；1999年，国庆的彩车也是由他们设计，设计好之后，制造模型还是用传统技艺上的手工来完成，最后再做成真实的彩车模型。
陈冬亮指出，在这些工序中，工匠们水平的高低决定了样机的制作精度，但是不管工匠们的水平多么高超，都无法保证它和概念设计的一致性，制作精度、复杂程度等方面也无法满足设计的需求，因此要制作一个逼真的模型都不是轻而易举的事情。“在当时如果有3D打印，完成这方面的制作会是一件很简单的事情。”
他指出，除此之外，3D打印也提高了设计的精度。在传统的样机制作中，无法实现复杂内部的结构制作，“3D打印就在这里发挥了积极的替代作用，它使得模型的制作更加合理、精密，模型的样机可以测绘检测，保证了设计、样机以及产品的一致性增强。”
开发流程：4个月变几天
陈冬亮指出，3D打印还缩短了设计的研发周期。传统的设计开发周期长，产品的风险成本比较高，而且相互的关联度差。1996年，他们设计了一台牙科治疗机，其中，外观设计由设计师来手绘，加工制作由木匠通过手工制作的手板进行，而人体工程的检测则完全是靠真人坐在上面体验，整个过程花费了4个月，占了整个开发周期的40%。“如果用3D技术，在几天或者可以几周内，就可以将概念转化为样板模型，而且修改细节，也只需要在电脑上完成，极大地缩短了制作周期和生产成本。”
他指出，3D打印技术还能实现复杂模型的直接制造。3D打印能将比较复杂的设计制作出来，不受约束，“尤其加工负责曲面时更显得优越性，设计师只要在电脑上完成，并编好流程，就可以完成设计。”再加上如今非金属材料有了较好的机械性和稳定性，设计可以直接完成模具或者生产成品。
进口模具和文物也能修复
陈冬亮还介绍道，3D打印技术在逆向设计上也得到了充分应用，逆向工程通过采用3D扫描和3D打印的结合，能实现产品的快速制造。他拿出了两张牛的照片，一张是真实的牛，一张是牛的模型。这个牛的模型制作于2001年，当时先请中央美院的老师根据照片雕塑出牛的模型，然再用玻璃钢复制出来。“如果在今天，可以通过3D扫描，直接打印出来。而且在精度上、直观效果上都会有提高。”
在汽车设计中，很多汽车的设计都是艺术上的设计，曲面、线条是艺术家的线条，设计师设计出最好的作品，并制作出模型，再通过3D扫描做成计算机的模型。这样就可以快速地付诸实物，还可以对已有的模型进行创新，这样也对进口模具的修复以及对文物的修复也能起到好的作用。
陈冬亮说，3D打印技术的最大作用是在概念的创新设计上有启迪作用。他指出，设计和制作原来是紧密地结合在一起的，后来随着工业的发展，人们把制作交给了机器，设计才成为一个独立的行业。批量化和标准化是工业时代的重要特征，工业设计就是针对批量化、标准化来提供的设计。
因此，如今信息化时代的多元性、个性化、小批量、多品种特征，给工业设计提供了新的机遇和挑战，有了3D打印技术，设计师就可以打印出喜欢的、体现自己创意的产品，打印出超乎想象的创意产品。
中国或成世界最大3D打印市场
今年3月，世界首款3D打印汽车Urbee2面世。这款三轮混合动力汽车依靠3D打印技术打印出了一体式的车身，相比一辆标准设计汽车成百上千个零部件，Urbee2只需50个零部件。
日前，美国科学家采用和生物匹配的高分子材料在3D打印机中打印出人造耳朵，这种人造耳朵不但形状和真正的耳朵完全一样，与电子技术结合后，这个耳朵还可以接受非常微细的声波，甚至比人耳还要灵敏。
在5月29日召开的首届世界3D打印技术产业大会上，作为全球最知名的3D打印行业研究机构，WohlersAssociates公司主席特里·沃伦斯介绍了刚刚发表的2013年Wohlers报告。
这份汇集了包括中国在内的全球70余个国家3D打印公司相关数据的报告显示：2012年，全世界3D打印行业总产值增长了28%，达22亿美元。3D打印机的全球销量同比增长25%。
当前我国的3D打印技术至少存在以下瓶颈：打印成本偏高，每克成本10至100元；虽用于新品研发，但大规模工业生产还不现实；而且3D打印效率偏低，每小时打印100至3000克；打印产品的精度不能令人满意，强度也有待论证。另外，中国的3D打印技术没有形成产业链，工业环境不配套。在应用方面，3D打印也远未达到美国的丰富程度。罗百辉表示，目前我国3D打印的大部分应用仍然集中在军工领域的开发与模具的制造上。而从设备数量上看，美国目前各种3D打印设备的数量占全世界38%，而中国只有8.5%左右。
长期从事先进制造技术研究的中国工程院院士卢秉恒在5月举行的“2013增材制造技术全球高峰论坛”上公布数据显示，2012年全球3D打印应用主要集中在消费电子产品（20.3%）、汽车制造业（19.5%）、医疗/口腔医学（15.1%）、航空航天（12.1%）、工业/商用机器（10.8%）及学术研究、军事项目等其他方面（22.2%）
尽管美国总统奥巴马期待3D打印能够推动美国制造业重新焕发活力，然而在英国增材制造联盟主席、中国3D打印技术产业联盟首席顾问格瑞汉姆·卓曼看来，在3至5年内，中国有潜力成为世界最大的3D打印市场。
亚洲制造业协会首席执行官、中国3D打印技术产业联盟秘书长罗军更是在世界3D打印技术产业大会上表示，预计3年左右，中国3D打印产值可能达到百亿元人民币。
孩之宝的玩具都是打印的
几乎每个看过《哈利·波特》系列小说的读者都曾幻想进入那片神奇的魔法世界。因为在那里，你只需挥挥手中的魔杖，念一句咒语，你就可以变出想拥有的一切。现在，3D打印机的问世让我们在现实生活中也可以拥有童话世界里的魔杖。
在世界3D打印技术产业大会展会现场，杭州先临三维科技股份有限公司（下称先临三维）的工作人员向《中国经济周刊》展示了一块已经被应用于骨科手术、长约5cm，周身布满小孔的人造脊柱植入体。
“这块钛合金骨骼被植入人体后，无需取出，非但不会有任何排斥反应，人体的组织与细胞还会渗透过这些孔洞逐渐生长，从而使这块3D打印骨骼成为我们身体的一个部分。”这位工作人员说。
另外，据深圳市金模物联科技有限公司董事总经理罗百辉透露，除了这种医用钛板之外，我们国家的生物3D打印机还可以通过提取细胞组织和其他高分子生物组织，根据患者自身数据，打印出一根外层是骨骼、内层有骨质和骨髓的人造生物骨骼。例如连体婴儿手术，他们的心脏紧挨着，手术医生不能把人体打开看清楚后再去手术，有了3D扫描和打印技术，可以先把这些体内数据扫描出来，精确制作模型，用模型来做几次手术，医生可以在明确了所有的关节通道以后再去做真正的手术。
罗百辉表示：“我们在金模网丰富的行业资讯航母上还将搭建一个电子商务平台，设计师在这个平台上推出自己设计的3D作品，消费者在平台上看到自己喜欢的设计后下单，我们来负责打印和配送。我相信，通过这样一个窗口，可以有更多的人了解并爱上这种个性定制。”
除了医疗和文化创意上的应用，3D打印在我国工业、航空航天、考古和通讯领域上也有大规模的应用。
“就连麦当劳、孩之宝想做一款玩具，也是在通过3D打印不断设计和修改造型，最终选定形象后，再由工厂批量生产。”正准备进入3D打印产业的陈德强先生表示，“如今广东几乎所有的玩具企业都在使用3D打印技术。”
传统制造技术不会被颠覆
在很多人看来，3D打印技术堪称神奇。毕竟在3D打印技术出现之前，从来没有一项技术能够如3D打印这般，在没有技术和设备支持的时候就能将我们的想法随心所欲地变成现实。到底3D技术会不会颠覆传统制造业，带来新一轮工业革命？陈德强表示：“3D打印技术对传统制造业的影响现在还很难界定。就好像让你在上世纪去判断一下计算机可能会对我们的生活带来哪些影响是一样。”
作为国内最早从事工业3D打印技术研发的专家，华中科技大学教授史玉升认为，中国制造业产值虽然现阶段居世界首位，但想要长期保持优势地位，必须借助3D打印等先进技术。史玉升坦言，中国工业级3D打印技术和设备与国际先进水平还存在差距。
据悉，现在世界上90%以上的工业级3D打印机都是由美国的Stratasys和3DSystems所生产的，中国在工业级3D打印机的研发上还很落后。作为中国第一家3D打印照相体验馆的建设者，上拓科技如今主要的营业收益还是依靠3D打印机的代理销售。
在5月30日央视《对话》节目的录制现场，主持人对现场嘉宾提出这样一个问题：“我们总结了制约3D打印技术大规模发展的几个瓶颈，分别是耗材、技术、成本、效率、标准、应用、市场和补贴。我们想知道这其中最大的制约因素是什么？
“我认为最大的瓶颈是市场。”罗军说，“这个行业过去是‘小而散’，没有合力，外界对这个技术也缺乏了解。另外由于在市场上的应用还是较少，所以传播起来也有困难。”
在罗军看来，当前媒体对3D打印技术过于夸大。“3D打印技术的核心在于，它可以解决高难度、复杂、个性化的设计需要，只有当传统生产方式生产不出来的时候它的魅力才能显示出来。3D打印只是对传统生产方式的一种补充，不会取代传统制造业。”
史玉升则认为：“打印肾脏、心脏和心脏都需要相应的材料。而现在这个材料问题还没有彻底解决。”
由于技术和材料因素制约，如今打印一个10cm高的类石膏材质人像的总成本约为1500元人民币，一块人造骨骼的成本更是数万元。
全国政协常委、经济委员会副主任、工业和信息化部原部长李毅中在世界3D打印技术产业大会上也表示了同样的观点：“3D打印技术为传统制造业的创新注入新的动力和活力。但受技术和装备的局限，3D打印目前适用于少批量、小尺寸、高精度、造型复杂的零部件的加工制造，难以代替大规模、大批量的加工制造。”