【CPP114】訊：近年來，3D打印在材料累加的技術特點之上，漸次形成了更多不同尋常的特性，并因此拓展出更為廣闊的應用空間。除了制造其他機器，3D打印機還能復制自我；3D打印機可以制造比自身大得多的物體；3D打印機能實現普通打印機的2D打印功能。

  眾所周知，3D打印與傳統的減材制造最大的不同在于，減材制造需要對生產材料進行去除、切削以完成加工，而3D打印則恰恰反其道而行之，是通過對材料的逐漸累加來制成產品，也就是所謂的“增材制造”。以此為基礎，3D打印技術不斷發展演化，近年來漸次形成了更多不同尋常的特性，并因此拓展出更為廣闊的應用空間。

  不只是制造其他機器，3D打印機還能復制自我

  “機器制造機器”是“工業4.0”時代制造業發展的大趨勢。而3D打印設備的主要生產對象便是機械，從微型傳感器到飛機飛船的零部件，再到完整的機器人，從3D打印機中誕生的機械種類幾乎可以說是無所不包。不過，3D打印最神奇的產品大概要數它本身。擁有自我克隆功能的3D打印設備正受到業界越來越多的關注。

  2007年，英國巴斯大學的機械工程高級講師Adrian Bowyer博士在開源3D打印機項目RepRap中，成功開發出世界上首臺可自我復制的3D打印機。2015年RepRap愛好者RevarBat自行開發出一款名叫“Snappy”的3D打印機，這款3D打印機的所有零部件中有73%都可以用3D打印機生產。最近，可自我復制3D打印機更是引起航天領域重視，有望實現落地應用。加拿大卡爾頓大學機械與航空航天工程系的研究人員正在嘗試開發一款可以完全自我復制的3D打印機，該設備有望被用來在太空中建造定居點以及其他結構。由于可有效地減少發射成本，可自我復制的3D打印機將大大改變空間探索的面貌。

  得益于材料累加的特性，3D打印機可以制造比自身大得多的物體

  在減材制造過程中，機器對原材料切磋琢磨，最終生成的產品鮮有比機器本身大太多的物體。而3D打印得益于其材料累加的生產特點，可以造出遠比設備本身龐大的物品。而這一點同樣受到了航天領域的重視。畢竟，3D打印自力更生、就地取材、積少成多等等特性對于環境惡劣、資源匱乏的太空探索活動而言太珍貴了。

  上個月，加利福尼亞微重力工程公司Made in Space受NASA委托，宣布開發太空增材制造項目Archinaut，該項目主要目標是實現在太空中制造大尺寸的結構，涉及開發一臺能在太空中工作的、配備有一個機器人臂的3D打印機。Archinaut系統的主要吸引力之一便在于它能構建比本身大得多的結構，這對于空間制造來說至關重要，因為很難從地球上將大型生產系統發射入太空。

  普通打印機的2D打印功能，3D打印機也能搞定

  3D打印技術從誕生時起便以三維物體為生產對象，似乎與歷史悠久的2D打印沒有什么聯系。然而近幾年業界已經有人開始嘗試用3D打印機進行二維打印，取得了一定的成果。隨著技術的進一步成熟，3D打印機或許可以兼并普通2D打印機的功能，進化為2D、3D打印一體設備。

  2016年，美國設計師Jason Preuss使用一臺3D打印機成功打印出了2D油畫作品，這些畫作厚度只有幾毫米，和幾張紙差不多厚。制作過程并不容易，需要復雜的軟件堆疊和程序設置，將一幅畫劃分成不同的顏色區域，通過一系列程序后，用3D打印機將它們一層一層打印出來，這無疑是一項十分浩大的工程。

  作為一項顛覆性技術，3D打印還大有潛力可挖，它不同尋常的種種特性將為其他科研領域的研究工作創造出更多新的可能。