想吃肉吗？3D打印机给你

　　3D时代

　　世界进入3D时代，尤其是3D打印不断爆出惊人消息:恩瑞科·迪尼设计的3D打印机能为人类打印出一栋华丽的楼房！这打印机甚至可以带上飞船，宇航员用它随时打印所需的物品！德国一家公司已经用3D打印技术打印出了血管！打印人体骨骼和人体器官正在紧锣密鼓地研究之中！前不久一位牛人用3D打印机打印出一把手枪，已经射击了200多次，跟真的手枪没多大差别！最近Paypal（网上流行付款方式，类似中国的支付宝）创始人彼得·泰尔资助美国一家公司研究3D打印猪肉，目前已经打印出一片猪肉了，所含有的营养与普通猪肉一样！飞机制造商正考虑如何用3D打印机打印飞机……

　　这一条条令人震惊的消息冲击着人们的心肺，房子都可以打印出来！肉都可以打印出来！器官也可以打印！还有什么不能打印？将来是3D打印的时代，人类需要的物品或食品直接用3D打印机就打印出来！

　　有人说，人类的工业经历过两次巨大革新，第一次是蒸汽机的发明把工业带入了机械制造的时代，第二次是电力和无线电的应用让工业生产规模更大，更自动化。而3D打印将让世界变成一个无形的大工厂，原来的工厂可以取消了，所有物品都不需要事先生产出来了，只需要每个家庭配备一个3D打印机，随时随地就可以把需要的物品打印出来。

　　

　　3D打印流程很简单

　　那么3D打印到底是怎么回事？

　　3D打印的流程是这样的：用电脑软件把一个真实的物体变成电脑中的3D图，再把这种虚拟的3D图用真实的材料打印出来。通常，拿来一个物体，例如一把玻璃茶壶，通过对它的前后、左右、上下拍摄扫描，再用3D软件处理拍摄到的这些图像信息，把图像组合成一个立体的茶壶，不仅茶壶的各个面什么样子都可以看到，茶壶内部什么样子也可以知道，即使茶壶的横切面什么样，都可以知道。这是3D软件的强大功能，这些不需要多说。之后把这种包含了玻璃茶壶所有信息的3D图输送给3D打印机，打印机就可以打印出一个立体的玻璃茶壶了，跟原来工厂制造的玻璃茶壶，几乎一模一样。这个过程就像用扫描仪把一张照片扫描后变成电脑中的图像，再用普通打印机把图像打印出来，打印出来的图像与照片几乎一模一样。

　　那么3D打印到底是如何打印的呢？和普通打印机一行一行打印图像一样，3D打印一般也是用打印材料一层一层打印，每一层的打印也都是平面打印，这样由低到高累积成立体的物体。普通打印机用的都是墨，但由于3D打印机打印不同的物品，因此需要不同的打印机和打印材料。那么3D打印机又是如何打印出复杂物体的呢？

　　有的3D打印机与普通喷墨打印机打印原理差不多。普通喷墨打印机是通过墨盒喷嘴向外喷洒墨滴，在哪个部位喷洒，喷洒什么颜色是电脑根据图像自动控制的，因此打印出来的图像与电脑中的图像几乎一样。喷墨打印机是从左到右逐行打印，打印完一行后再换另一行。

　　那些利用塑胶等来作为“墨水”的3D打印机，就是通过喷嘴逐行逐层喷出热熔的液体塑胶，来打印物体的。打印机在同一层工作的时候，与喷墨打印机差不多，只是它喷出的是塑胶液滴。每打印一层，塑胶冷却凝固后就会加厚一层，同时形成物体的一个横切面，这样一层一层地从低到高垒起来，就打印出了立体的物体。

　　普通打印机需要平面的打印纸，3D打印机也需要一种物质来承载打印，但它打印的是立体的，有时在需要打印的地方原来是空档，如像打印一座玩具小亭子，打印好地板和柱子后，要打印亭子顶，但大部分地方是悬空的，为了不让塑胶液滴悬空掉落，喷嘴也会喷出一种能溶解掉的物质，例如食盐粉等，来暂时填充空隙，待打印完成，物体凝固成形后，食盐粉就可以用水溶解掉。

　　这类3D“喷墨”打印机还可以用石膏、金属液体等来作为“墨水”，当然也可以用不同颜色的材料打印，打印出与真实物体同样颜色的彩色物体。这类打印机一般是用来打印模型或玩具，也可以用来打印机器的金属配件。

　　

　　3D“激光”打印机

　　有的3D打印机与普通激光打印机的原理差不多。普通激光打印机是通过发射激光，把要打印的图像投影到打印鼓上，被投影的部位就会因带电而吸附磁性墨粉，打印纸再与打印鼓相接触，图像就印到打印纸上了。

　　而3D“激光”打印机根据打印材料是固体还是液体，又分为两种工作方式。如果打印材料是粉末状的，例如金属粉，这样的打印机有个打印框，打印每一层时，首先撒上一层金属粉，然后电脑控制激光照射需要打印的部位，被照射的部位就会烧结起来，形成物体的一个横截面，这样一层一层向上垒，到最后一层烧结完毕，需要打印的物体就打印完毕了，把打印框拆掉，没有烧结的金属粉就会散落下来后，物体就露出来了。

　　对于钛合金这种坚韧金属，一般是采用高能量电子束代替激光束进行扫描，钛合金粉才会被完美烧结成所需要的部件。

　　如果打印材料是液体的，一般是遇足够量的激光才会凝固的液体聚合物，这样的打印机就有个打印槽，槽内灌满了这种液体聚合物。槽内有个宽大的活塞，活塞表面经过特殊处理，例如由许许多多的微型凹面镜组成，然后再覆盖上一层透明物质，让活塞表面非常平滑。液面最初被活塞宽大的表面盖住，打印时，活塞从上向下移动，露出一层液层，之后激光对液层进行扫描，被激光照射到的地方就会凝固。随着活塞逐渐向下移动，激光逐层扫描，一个物体就这样被3D“激光”打印机打印出来了。

　　也许有人不解，活塞向下移动一点，露出的液层在凝固聚合物与活塞之间，激光如何照射到聚合物的下面去？这是因为聚合物凝固后也是透明的，因此会透射激光。还有人疑问，激光向下照射时，有时需要透过上层没有凝固的区域，才能到达活塞表面，那么这上层不该凝固的地方遇到激光岂不就要凝固了？这是因为穿行的光子在活塞表面被汇聚，因此活塞表面的光强度很高，足以把液体聚合物凝固，而透射穿行的激光强度还不够。

　　这样的打印方式不需要类似打印纸的承载物质，但需要侧面有筛网状的框架框着，以防凝固的部分跑偏。

　　无所不能的3D打印机

　　普通打印机有个打印分辨率的问题，也就是墨点的分布是否细腻。3D打印机也有打印分辨率，打印的每一层越薄，打印出的物体就越细腻，目前普通的3D打印机达到的最薄层是0.05毫米。

　　还有一款3D“激光”纳米打印机，可以打印出几百纳米大小的小物件，当然这些小物件也都是立体的。那么这些纳米小物体又是如何打印出来的呢？上面介绍的3D打印方法都无法打印这么异常复杂精巧的看不见的物体。“激光”纳米打印机采用的打印材料是两束激光聚焦时才会凝固的材料，一束激光扫射到凝胶模样的一小块打印材料上时，打印材料不会凝固，只有两束激光扫过去，在两束光相交的那个点上，打印材料才会凝固。这样，一个点的位置就能被精确地定位。于是一个个精确的点就组成了一个精巧的纳米小物体。当然两束激光在什么部位相交，也是电脑控制的。这种方式可以打印出很多微观世界的纳米机器！

　　那么如何打印楼房呢？

　　打印楼房用3D“喷墨”打印机就可以，只要打印机喷出的“墨”是沙子、混凝土和能够把这些物质胶粘起来的胶粘剂。迪尼制造的打印机采用的就是沙子和一种含镁的胶作为打印材料，在电脑的控制下，沙子可以从上千个喷嘴同时喷出，在合适的位置，一层一层被胶粘成像岩石一样坚固的固体，但却能形成各种不同的形状，最后组建成时尚的建筑。

　　建筑打印机不需要很大，但需要有个灵活的控制架控制它像建筑工人那样爬来爬去，随时在合适的地方喷出建筑材料。

　　雄心勃勃的科学家想如何打印人体器官呢？其实也和打印血管或猪肉差不多，只是这里的“墨水”是活着的细胞混合着营养物质。例如猪肉的打印，就是实验室培养的猪肉组织细胞，3D打印机把这些细胞一层一层喷到合适的位置，累积起来，就是一块猪肉了，要知道，真正的猪肉也是由一个个猪肉细胞组成的。不过有意思的是，打印出的这块猪肉甚至还可以继续增厚长大，因为那些细胞们还可以继续分裂和生长。

　　而血管的打印不仅需要细胞们垒成血管的形状，还需要细胞们充满活力，继续生长，并相互紧密相连，形成有弹性的血管。当然目前打印出的血管还不能与真正的血管相比，但这项技术发展下去，打印与人体血管、器官一样的组织是很可能的，甚至打印一个人体出来都有可能！

　　3D打印正在席卷全球，席卷各个领域，我们的生活将因3D打印技术而发生翻天覆地的改变。