我们都知道，如果火箭上的小器件发生故障，而其替换品又在220英里以外的地方，这样宇航员的处境就相当困难。不过，罗杰·斯皮尔曼认为自己有办法解决这个难题，他是波音坎诺戈园区（前身为Rocketdyne）的一名科学家，他与同行即将完成一种解决方案，这方案简单得估计你只在童话中看到过——用传真进行发送。

　　没错，用传真机发送这个部件，然后打印出来。即先把三维计算机辅助设计文件传送到国际太空站，在那儿再把数据传输给一台机器。大约半小时后，这台机器利用一桶粉末就能把所需部件装配完毕。

　　如果这种机器听上去令人惊讶，那也难怪。可是，更令人惊讶的是，这种技术和这种机器已经存在。现在，太空站和运送供给品的航天飞机就装备了大量用这种方法制造而成的塑料部件，这是由斯皮尔曼设在南加利福尼亚州的工厂加工的。

彻底改造制造方式
　　三维打印技术可以把毫不起眼的喷墨打印机变成制造从火箭发动机喷管到髋骨等各种物体的车间，而且不久以后，你就可以在办公室完成这一切工作。

　　一系列三维打印和原型技术的出现，有望彻底改变在地球上或地球以外制造物体的方式。利用现在到处都有的喷墨打印机，根据你具体需要的东西及具体所需时间，就可以对塑料、陶瓷和金属材料的工业标准部件进行定制。因为这种制造方式不需要模子或模型，所以改装设备会如同改变数据一样方便。

　　这让人们看到了大众化定制制造的曙光。斯皮尔曼说：“在不远的将来，你会听到更多这方面的话题。到时候，三维打印会有数百种用途。”

　　其实，这项革命性工艺已经发展了15年，而这一切开始于一种名为快速原型（Rapid Prototyping）的技术。1985年，化学家查克·赫尔在为一家房屋油漆生产商从事研究和开发工作时，管理人员希望室外的瓷漆能干得快些，因此赫尔领导的小组研制出了这样一种油漆：对阳光敏感，并能够迅速从液体变成固体。在致力于这个项目的开发时，赫尔顿然省悟，他意识到：如果层数足够多的油漆迅速变硬，说不定能够生成三维物体。

　　接着赫尔辞了职，并在几年后发明了立体平版印刷术（Stereolithography），可以在精心设计的养鱼缸中快速生成固体形状，不过这种方法成本非常高昂。立体平版印刷机器包含有一大缸液体树脂，在缸里面有一个平台搭在长长的柱子上。工艺开始的时候，平台正好在液体表面以下，激光器把一种图案喷绘到树脂顶部，使其硬化变成所需的那种图案（譬如说旋塔煎饼），然后把平台调低到正好浸没薄薄的固体层，激光器再把另一固体层喷绘在树脂顶部。通过一层比一层精细的步骤，三维物体最终在桶里就这样形成了。

　　现在，赫尔是位于美国加州的三维系统公司的首席技术官，他创办的这家公司如今是原型机市场的领导厂商，共拥有400名员工。

　　现在，其他公司也已推出了类似的工艺，他们使用各种材料，各自采用独特的生产方法，有些还能够获得全彩色的物体。但不管用什么材料，几乎每项快速原型技术都采用了上述这种基本的分层堆积思想，即赫尔在1985年产生的灵感。最近，三维系统公司开发出了成本较低的一项工艺，它借用了喷墨打印机的工作方式。三维系统公司的ThermJet打印机利用352股细小的喷墨射流，把熔化了的热塑性塑料喷在物体表面上。一旦塑料变硬，就再给顶层进行喷涂。

　　三维系统公司提供的ThermJet成本要比其他三维打印工艺低得多，这一成就使得这家公司有机会成为主流应用。三维系统公司发展部高级经理默文·拉奇莱说：“ThermJet可能会首先进入公司企业，但有朝一日你也能够在家里设计三维物体。现在，大众化定制的可能性就摆在我们面前。”

从髋骨到运动鞋
　　也许打印新器官还需要假以时日，但美国的Javelin 3D公司已经可以制造从敏感的美国空军项目到20英尺高的塑料佛像等各种东西。

　　美国宇航局在阿拉斯加州的马歇尔航天中心有一间屋子里摆满了三维打印机。快速原型实验室的结构材料工程师肯·库珀说，那儿的研究人员不仅仅满足于为航天器制造部件，而把目光瞄向了在太空中推广应用这种机器。他认为，三维打印技术独特的应用就在于远程处理功能，即在太空、太空站、航天飞机、去月球或火星的途中制造部件的功能。

　　然而原型是一回事，制造又是另一回事，好在三维打印早已有了发展成为定制制造的先例。在波音坎诺戈园区，工程师们利用得克萨斯州奥斯汀的DTM公司生产的一种名叫SinterStation的机器，把一种聚合物粉末变成了大量部件，用于航天飞机的发动机和新建太空站的动力系统。斯皮尔曼说：“为什么我们就不能制造出脊椎骨和椎间盘齐全的全新的后背？不久以后，我们将为人、发动机及其他各种物体制造出货真价实的替换器官和替换部件。”

　　在盐湖城的Javelin 3D公司，其创办人之一艾莱尔·埃默里正在制造从敏感的美国空军项目到20英尺高的塑料佛像等各种东西。她特别引以自豪的是公司所取得的医疗成果：利用磷酸基陶瓷为接受移植手术的病人研制出了骨头或器官的医疗模型。Javelin说：“此刻要是你右边的脸受了伤，我就可以照射你左边的脸，然后用陶瓷完全复制你的脸部特征。”

　　在科罗拉多州戈尔登的医学模型公司，总裁安迪·克里森能够把三维CAT扫描图数据转变成骨头或器官模型。制成模型的材料是一种名叫Stereocol的丙烯酸类树脂，医生进行消毒后可以把模型带入手术室，但不能将其植入人体内，因为人体可能会产生排斥，不过这种模型极大地帮助了外科医生。克里森说：“我们所用的模型是最终产品。我们接触的病人确实只需要一件仿制品。”

　　然而，不是每项三维打印工艺都性命攸关。ToyBuilders.com就致力于为上网冲浪者订购定制设计的玩具，利用遍布各地的众多服务社或通过办公室里三维系统公司的ThermJet就能生产。三维系统公司的拉奇莱说，公司正与几家游乐园洽谈安装ThermJet打印机为孩子们制作笑脸模型的事宜。

期待价格下跌
　　三维系统公司发展部高级经理默文·拉奇莱把该市场比作纸张打印的早期市场，随着机器数量的增加，三维打印的价格将会逐渐下降。

　　致使三维打印技术得不到更加广泛使用的一个因素就是价格。目前，三维系统公司或明尼苏达州Stratasys公司的一台最好的立体平版印刷机器售价高达15万美元至80万美元以上，所以制造商每年的销量只有数百台。不过，批量生产是降低价格的一个方法。科罗拉多州柯林斯堡沃勒斯合伙公司的泰里·沃勒斯跟踪这项技术已有十多年，他认为，在今后二三年之内，基本的三维打印机如三维系统公司的ThermJet可望降至25000美元以下。

　　惠普和施乐等硬件生产商巨头的加入，可能会对三维打印技术的发展起到巨大的推进作用。这些公司对这种商业模式应该非常熟悉，就像主流打印机行业一样，机器售价几乎不包括设备成本。目前，制造商们通过销售消耗品赚钱，而其成本也在不断下跌。斯皮尔曼说：“在1996年每磅消耗品要花80美元，现在价格下跌到了每磅26美元。至于这种材料的供应，到时将会出现一个竞争异常激烈的市场。”

　　全新的三维打印技术令我们大开眼界，它完全可能引起业界的注意，因为大众化定制很可能使商家大赚一笔。毕竟，在市场竞争中的第一规则依然是：为顾客提供他们所需要的东西。