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——读《3D打印，从想象到现实》有感
“不积跬步，无以至千里”，年少时候读到荀子的劝诫，总以为这是一个关于学问积累的规律。而近日读《3D打印，从想象到现实》，方才发觉原来这个规律的适用性更加广泛，近到生活中的一切衣食住行，远到天上的飞行器，都可以从一点点积累开始。
未来生活离不开打印
几十年后的某一天，经过多轮精神挣扎后，睡眼惺忪的你终于起床。刚出炉的全麦蓝莓松饼的香味从厨房食品打印机里飘出。这种制作有机低糖松饼的打印机是一种引领潮流的奢侈品。
食品打印机可以升级到高级医疗模式，轻而易举地进行饮食管理、控制血糖。通过微型皮肤植入物可检测你的血糖，当你早上起来，食品打印机根据你的血糖值调整早餐的含糖量，美味、科学的早餐实现了数字化。
早餐后，当你离开家去工作，邻居在路旁向你挥手，还给你看了他的房屋介绍。他的新房子建造工期为两周，每个房间的墙壁均内置气象传感器，屋顶安装太阳能电池板。
房子正在施工中，工程起重机在慢慢操作一个巨大的喷嘴。喷嘴依据设计蓝图，挤出混凝土和一些合成建筑材料。邻居开心地注视着房子逐渐成形，想起一个关于自动化工厂的老掉牙的笑话：“在那个时代，你要运作一个工厂，一个男人和一条狗足矣。男人负责喂狗，如果这个男人打算碰任何东西，狗就咬他。”
最后，你到了办公室，着手处理一件长期调查工作的收尾部分。你的团队负责进行一项新型的低价更换人体器官的黑市调查。急病乱投医的患者从未经认证的生物打印医疗服务机构购买更换器官。整治交易火爆的生物打印黑市是一项充满挑战的工作。
当夜幕降临的时候，你回到家里，发现和往常其他东西一样，儿子的牙刷不见了。不用离开家门去商店，你和儿子在网上买了他喜欢的卡通牙刷设计，启动家里的打印机，15分钟后一个新牙刷制作完成。
在打印过程中，你给儿子讲故事，那些“我在你这个年龄时”的故事。他将信将疑，甚至不敢想象在你年轻的时候，每把牙刷都是一样的。儿子说：“要是回到过去，生活一定很不容易吧。”
看到以上这些内容的读者请不要困惑，这些场景其实都是《3D打印，从想象到现实》描述的未来生活。
实现完美打印的奥秘
这本书由全球3D打印研究的权威专家胡迪·利普森撰写。作为数字化制造关键技术的突破口，3D打印(增材制造)技术是目前国内外制造业最受关注的新技术之一。
3D打印的原材料种类多样，以金属件的制造为例，他的工艺原理是通过UG、CAD等三维建模软件设计零部件的三维实体模型，然后通过分层软件分层剖分，每个薄层断面的二维数据形成程序语言，用于驱动控制激光束或电子束进行程序化运动，并将粉末、丝材或薄片材料进行熔化，堆积出要求形状的薄层，最后逐层累积形成实体模型。
通过这个工作原理我们可以看到，任何复杂的事物，都可以用最简单的形体逐渐累积，“不积跬步，无以至千里”，这句古语具有超前的预见性。
对3D打印机而言，制造一个形状复杂的物品并不比打印一个简单的物体消耗更多的时间、技能和成本。3D打印在减少主要成本、时间和复杂性障碍等方面也具有天然优势。将3D打印技术引入航天制造工业，将极大地减少生产复杂构件的加工工序、降低包括员工技能培训在内的生产成本。
如今，3D打印风靡全球，第三次工业革命的序幕拉开了。该技术让传统制造业顿感危机，它改变了现有产业结构，冲击着传统经济模式。
作者指出：3D打印对现有企业而言，要么是天使，要么是魔鬼。国际制造新技术发展风起云涌，据业内权威分析报告称，尽管中国在传统制造行业规模上占主导地位，但中国的3D打印机数量仅占全球总量的8.5%，中国的3D打印技术尚需大力发展和挖掘。
打印版的飞行器
互联网上不乏令人惊奇的3D打印案例，比如打印鲜肉、打印家具等。但很少有人注意到，以美国为代表的西方国家正在通过制定国家顶层规划等方案，引导该产业的发展。
从3D打印机数量到专利申请，国际上领先的是美欧诸国，尤其值得注意的是2012年美国成立了国家增材制造创新联盟，波音、洛马、诺格等航空航天领域的制造商参与其中，我们看到，国外发展3D打印技术，第一位的应用目标就是航空航天领域。
各种3D打印飞行器承力构件及发动机部件报道层出不穷。除了现有的部件制造，在新型设计制造理念的探索方面，西方国家也抢占了先机。
日前，美国宇航局(NASA)宣布了向国际空间站发射首个3D微重力打印实验设备的计划。未来的3D打印技术可实现在空间制造整个航天器，空间任务所需物资几乎能自给自足，且能够在空中制造多数所需的零件等，提高空间任务执行的可靠性和安全性，降低成本。
研究人员还设想，当人类登上火星及其他行星时，让机器人系统与3D打印设备一起工作，利用行星上的资源，如土壤或矿物等，打印出执行任务所需的住所、工具及食品等。
无论是3D打印技术的研究现状还是将来要实现的设计与工艺产品，都充分说明了该技术在航空航天领域具有广阔的发展潜力和应用前景，这不得不引起我们航天人的注意和思考。
无论是传说中的嫦娥奔月，还是近年来的神舟系列飞船威震寰宇，中国人追求强国梦、航天梦的脚步从来不曾停歇。纵使千难万险，永不言败是国人藏在骨子里的精、气、神。在新的产业革命来临之际，为了营造和谐的人类社会，3D打印技术或许能帮助航天人乃至全人类打印出对未来世界的一份梦想。
（作者：沈娟）
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