哆啦A梦在3D打印时代快实现了
2月19日，飞车TF-X的3D打印模型。视觉中国供图
南方医科大学医疗3D打印工作室打印出来的肝脏血管模型。视觉中国供图（资料图片）
从小就盼望自己可以拥有哆啦A梦，想要什么的时候可以立马变出来。
“3D打印”——第三次工业革命的重要标志之一，让人类离这个梦想靠近了一步。
相信你对“3D打印”这个词并不陌生，3D打印牙齿、3D无人机配件、3D自行车、3D汽车，神奇的存在。3D打印戒指，打印骨骼，也打印一幢完整的建筑，甚至可以在航天飞船中给宇航员打印任何所需的物品的形状。真的是现实版哆啦A梦！
世界上第一架3D打印无人驾驶飞机——“SULSA”（南安普敦大学激光烧结飞机），已经投入使用。
那3D打印技术是怎么实现从无到有的呢？
3D打印技术是通过在电脑上设计一个完整的三维立体模型，也称为计算机辅助性设计。设计的技术完成一系列数字切片，并将这些切片的信息传送到3D打印机上，后者采用分层加工、迭加成形，即将连续的薄型层面堆叠起来，直到一个固态物体成型。其工作原理与普通打印机基本相同，与电脑连接后，通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。
3D打印技术是“增材制造”的主要实现形式，“增材制造”的理念区别于传统的“去除型制造”。“增材制造”无需原胚和模具，就能直接根据计算机图形数据，通过增加材料的方法生成任何形状的物体，简化产品的制造程序，缩短产品的研制周期，提高效率并降低成本。可以说，3D打印，一直在给人类带来惊喜。
2015年10月，我国863计划3D打印血管项目取得重大突破，世界首创的3D生物血管打印机由四川蓝光英诺生物科技股份有限公司成功研制问世。该款血管打印机性能先进，仅仅两分钟便打出10厘米长的血管。不同于市面上现有的3D生物打印机，3D生物血管打印机可以打印出血管独有的中空结构、多层不同种类细胞，这是世界首创。
除了3D血管，3D打印骨骼作为骨骼替代品将帮助外科手术医师进行骨骼损伤的修复，用于牙医诊所，甚至帮助骨质疏松症患者恢复健康。西安电子科技大学展出的3D打印机器人是一台远程体感控制服务机器人，可照顾老人。老人只要对着摄像头做出手势，机器人就能模仿动作去做家务。
同样，3D打印制药备受瞩目。通过3D打印制药生产出来的药片内部具有丰富的孔洞，具有极高的内表面积，故能在短时间内迅速被少量的水融化。这样的特性给某些具有吞咽性障碍的患者带来了福音。也许，3D打印制药可以进一步实现为病人量身定做药品的梦想。
读到现在，你可能想问，既然3D打印有这么多优点，为什么在生活中并不常见呢？
3D打印发展的瓶颈之一在于材料的局限性。一种靠谱的、适合3D打印的材料应该具备使用的方便性、成本的可控性、性能的可靠性这三个特性。原材料的性能制约、相关研发和应用人才的缺乏以及3D打印价格的昂贵性，导致3D打印尚未大规模投入实用。
未来5～10年，随着技术的不断进步及市场需求的扩大，3D打印将呈现三个方面的发展趋势：一是随着开拓并行、多材料制造工艺方法的采用，3D打印速度和效率有望获得更大提升；二是随着先进材料的不断发展，智能材料、纳米材料、新型聚合材料、合成生物材料等成为3D打印材料，打印材料更加多样化；三是随着技术进步及推广应用，3D打印设备的价格有望大幅下降。
我们有理由相信，当3D打印遭遇智能制造，从鞋、眼镜到厨房用具、汽车整车等各种产品都可以用3D打印机生产出来，一场颠覆性的制造业革命即将发生。期待3D打印的时代到来。
（作者系中国科学院大学2015级直博生）
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