3D列印你的夢想
"3D列印即將顛覆傳統製造業！ "
撰文／格內麥爾（Larry Greenemeier）
翻譯／鍾樹人
這隻機器人義肢來自美國橡樹嶺國家實驗室，看起來像是中古時代的東西──上頭覆蓋了鎖子甲，它似乎更適合揮動大刀，而不是端咖啡。為了讓這隻手耐用、輕巧，裡面的骨骼和篩眼般的薄皮膚都是由鈦製成。能讓手指動作的強力微型液壓系統，依靠的是整合進義肢結構裡的管線網絡──不需鑽孔、軟管或是連接器。
不過這隻機器人手臂的特別之處，不在於它的能耐，而是它的製作方法及代表的意義。研究人員先在電腦上構思，然後把幾十個列印出來的零件組裝起來，這些零件來自「積層製造」，現在更流行的說法是「3D列印」。橡樹嶺國家實驗室的這件作品讓我們一窺製造業的未來──以前不可能的設計，現在不但能接受訂製，而且只要幾小時就能列印完成。
橡樹嶺能源材料計畫主持人布魯（Craig Blue）說：「眼前這是非常、非常複雜的設計，內有液壓管路，能以每平方公分超過20公斤的力量運作。網眼是為了讓構造更輕盈，只在需要之處添加材料。要製作這隻機器人手臂，現在只有積層製造這項技術辦得到。」
3D列印已經發展到一個階段，能製造出的複雜機械是其他方式所不可企及，大型製造商例如波音或是奇異，已經開始將這項技術應用到先進產品線。傳統製造方式是從一大塊的材料雕琢出可用的部份，相較之下，積層製造則是一層一層製造出物件。這個想法上的改變可能會影響到製造業的每個層面──從原型設計到大量製造的產品。
不過3D列印仍然面對艱難的技術挑戰。和傳統的減法製造方式相比，積層製造的速度比較慢，材料的精準度與完成度也不一致。另外，3D列印要利用好幾種材料製造物件還是有困難，而且也還無法在不燒毀電路的情況下，把電子零件整合進去。
研究人員正在努力克服這些局限──不過沒有人會懷疑，對於客製化、少量製造的應用來說，積層製造具有驚人的力量。隨著技術擴展到大眾市場，3D列印可能即將全面開啟製造業革命。
精準的加法製造
3D列印的起源可回溯到1980年代晚期，一些新創公司和學院（其中最有名的是美國德州大學奧斯丁分校）發明了一些機器，能在幾分鐘內依照數位設計製作出三維模型。那些系統和類似機型一開始要價約17萬5000美元，因為能幫助發明家和工程師以快速且比較便宜的方式製造出原型，所以在過去幾十年來一直頗負盛名。
從那時開始，3D列印往兩條路線發展。其中一條，業餘愛好者以及想要創業的人利用要價不到2000美元的機器，就能快速製作出塑膠模型。這種流理台似的設備能讓使用者發明出新物件──因此有人拿3D列印和個人電腦相提並論。白宮科技政策辦公室的技術與創新副主任卡利爾（Tom Kalil）說：「就像網際網路、雲端和開放源碼軟體，能讓小型團隊在半年內靠著泡麵過活，努力開發出一個應用程式，然後上架，看看是否有人有興趣；同樣的現象也開始出現在製造產品上。」
