§3D打印重塑世界（第2页）

随着3D打印技术的进步，越来越多的机构和企业开始重视这项新兴的技术。现在3D打印技术已经开始影响到我们的生产方式，在不久的将来，3D打印产品必定会如潮水般涌入我们的生活，3D打印技术也将重塑整个世界。

2011年3月，英国一位科学家设计出一款自行车，车轮、轴承和车轴由3D打印机一次成型打印出，其坚固程度与钢铝材料不相上下，更重要的是它可以骑；2011年9月，世界首辆3D打印机制造的汽车（见图1-4）现身加拿大温尼伯市……作为一个乐于接受新鲜事物的人，你是不是由衷地希望自己也拥有一辆这样的自行车或汽车？现在，在中关村，你也可以利用3D打印实现自己任何千奇百怪的想法，虽然还只是能够打印一些小玩意儿，但毫无疑问，3D打印已经悄悄地向我们靠近了，或许就在不久的将来，你便可以拥有一辆自己设计、自己“打印”的汽车了。

随着汽车业的不断发展，中国、美国、日本以及欧洲等国家，都在不断追赶，不断创新，意图在21世纪抢占汽车行业的制高点。为某汽车巨头研发部门工作的王华（虚构），目前正面临着一项同时间博弈的研发工作。

为了赶在竞争对手之前推出新车，王华在近三个月内被折磨的筋疲力尽，不断拿着汽车外形的修改图进行调整，然后不断地将其送往设计部门打造汽车模型，然后就是一两天的揪心的等待，等待着打造出来的汽车模型，等待着相关人员的评价，最后再进一步地修改。然而在经过一个月的努力之后，因为某个修改后的形状在铸模的时候存在困难而耽误了时间，从而导致整个研发的时间拖长，最终并没有能够在规定的时间内完成任务。王华作为主要的负责人，不可避免地承当了相当大的责任，并导致在以后的工作中信心大受打击，不敢果断地做出决定，最后丢失了工作。

如果在汽车的设计中采用3D打印技术，上面的事情将不会发生。3D打印机能够在设计方案提出后，就马上将模型打印出来，然后再立刻进行修改。这样的3D打印技术不仅节约了很多时间，还节省了人力资源。

教育奇艺

3D打印不仅能在饮食和医学的舞台上大展神威，而且也能在与我们息息相关的其他领域大放异彩。传统教育方式也将被3D打印技术改变。当前，教学工具和仪器一般由专门的教学设备生产厂商生产，供需沟通不畅，更新换代慢，满足不了教师的要求和学生的需求。传统课堂上，学生们只能从老师的描述、板书或PPT展示上，通过文字、图像和动画认知所学习的对象，无法有直接的感官接触。很多学生因为课程的枯燥，没有兴趣学习，考试也是靠死记硬背应付通过，之后很快忘记。3D打印做到了使每位教师可以根据自己的教学思路和方法，方便地打印自己上课想要展示给学生的模型，比如难以获取的医学解剖、文物古迹等模型，真正做到自己的授课方式完全由自己掌握，让无聊的课堂变得生动起来。课堂上，学生们可以通过触碰3D打印出的立体仿真模型，对所学的理论知识有更直观的感应。学生们无需死记硬背，提起相关知识内容，模型便出现在脑海中，知识的吸收和消化将更快更深刻，知识从而变成了“常识”。3D打印技术为教与学提供了新的媒介，提高了教学的效率和质量。课程作业也可以用3D打印机来完成，让学生们自己动手，将自己的想法实现，这将极大地调动起学生们的积极性，并能提高他们的动手能力和创新能力。对于年轻人，尤其是建筑、汽车工程、艺术设计等专业的学生，他们有着数不清的的想法，他们迫不及待地想要将自己的作品以三维立体的形式展示给大家，与大家交流，得到大家的肯定，并获得中肯的建议，以求进步。

不要认为3D打印技术不够完善，将其应用于教学还不现实。其实，“梦想已经照进现实”了。目前，一些国家和组织已经开始探索3D打印在教育领域中的应用。2012年，英国教育部开展了一项为期一年的试验项目，将3D打印技术试应用于数学、物理、计算机科学、工程和设计等课程中，推动教学创新。美国国防高级研究计划局制作实验和拓展项目计划也已在美国高中推广3D打印机。上海静安区青少年活动中心“创意梦工厂”配置了3D打印机及配套的3D扫描仪，并且定期开设相关课程，免费为有兴趣的学生教授三维设计和计算机辅助制造课程，并打印自己设计的产品。

2013年10月，全国首家3D打印体验馆在北京开业（如图1-5），听起来炫酷的3D打印技术将个性化的三维设计图“打印成真”、“克隆”立体人像成为现实。一台手持3D扫描仪，仅有鞋盒大小，360度旋转扫描顾客，犹如科幻片常见的一样，照相者的立体数据显示在电脑屏幕上。三维模型通过软件处理，点击打印，喷头喷出材料，逐层挤压堆积成型，“如假包换”的彩色人物塑像即被打印出。

医学创新

3D打印技术可以打印出为病人量身定做的药物。事实上3D打印在医药领域的应用已经往前走了一大步。请你想象一下，有一天你生病了，你把你的基因信息和病情输入电脑，电脑根据你个人的情况为你制定一个独一无二的药方，然后将这个药方交给3D打印机，这个神奇的机器就为你做出了你所需要的药。你所想象的就是目前科学家正在努力实现的，并且取得了十足的进步。用3D打印机即时生产的药物不但可以做到真正地对症下药而且还能解决药物浪费的问题。据世界卫生组织的数据显示，全球有近60%的药品因过期而浪费。与此同时，全球只有40%的病人可以获得诊断治疗，超过50%的病人无法获得有效治疗。究其原因，药品的产业链难逃其咎：药品从厂商到病人手中需要经过大量环节，每增加一个环节，药价便升高一次，大部分的重病患者都对如此高昂的费用望“药”兴叹。3D打印出的药物，不仅能降低药品的制作成本，还能将药品的产业链缩短，使更多的患者能够负担得起药费，接受更好的治疗。

相比于打印食物和药物这些成分复杂的东西，3D打印技术在医学的其他领域已经实实在在走进了人们的生活。比如说骨科临床，利用CAD设计软件，根据每位患者特有的骨骼结构，设计出和患者最为契合的人造骨骼或义肢，通过3D打印机打印出来，就可以使用了。美国科学家用3D打印机直接造出一副塑料机械臂，给一位手臂残疾的小女孩带来了福音，带上机械臂后，她基本能够正常活动，这种量身定做的义肢，可以减少对她皮肤的磨损，减轻使用义肢时的痛苦。3D打印机在美国的许多牙科诊所得到了更广泛的应用。牙医只要学会3D打印机的操作，通过扫描牙齿，3D打印机可以很快制作出牙齿的模型，牙医甚至还可以现场磨制假牙给病人换上（如图1-6所示）。

将来听力障碍者或许可以用到科学家研制的更为先进的助听器，现在科学家们已经研制出一款3D仿生耳，能够使人听到正常人类耳朵听力范围之外的无线电频率，不久后便会用于外科修复学。

科学家还能用3D打印机制造诸如皮肤、肌肉和血管片段等简单的活体组织，如图1-7所示。

某医院的外科医生李刚（虚构）遇到了一个不大不小的困难，他接诊了一位5岁的小患者。这位小患者在一场无妄之灾中被严重烧伤，其完好的皮肤面积不超过30%，这在烧伤病例里算是7级烧伤，是非常严重的，这一切对于才五岁的小朋友来说，真是有点难以承受。

小朋友不仅需要在无菌病房里呆好几个月来等待皮肤移植，还需要同疼痛做斗争。所以李刚医生很是心疼，他很希望从小朋友身上取下完好的皮肤，在培养室内培育，使其生长得更快一些，这样就能尽早地解除小朋友的痛苦。但是毕竟细胞的生长速度就摆在那里，李医生即使再这么替小朋友感到揪心，也只能无能为力了，因为这不在他的能力范围之内。

有了3D打印机帮助的李刚医生就不一样了！

在将准备好的材料输入打印机之后，很短的时间内就可以得到小朋友大块的活性皮肤，然后将其移植到小朋友身上，由于该皮肤是由这位小朋友自身的皮肤细胞制造出来的，不存在异体排斥，所以小朋友移植皮肤的痛苦也不大。

目前能够进行3D打印的人体部件主要有六种：外耳、肾脏、血管、骨头、皮肤和牙齿，其中，外耳、骨头、皮肤和牙齿的打印应用最为广泛，这些同以前的应用技术相比，与病人本身契合的更紧密，病人的痛苦更小。

未来有一天，3D打印机能够使用病人身上的干细胞制造出肾脏、肝脏甚至心脏这样的大型人体器官，这样就会减少器官移植后的排异反应，人们再也不用担心自己的亲人因为等不上合适的器官而离开自己。

毋庸置疑，医学将是未来3D打印机的重要应用领域。