作为环境改善的最终收益

　　20 年内实现，那么3D打印的发展将使人们不再需要器官捐赠等待名单，同时皮肤移植也会成为历史。五年之内，3D打印的人体组织可能会开始应用于药物测试，以便减少动物实验的需求。

　　3D 打印除了可以替代身体外部的人体组织，体内生物打印也已经在开发之中。这涉及将3D打印的细胞层直接培养到伤口上，甚至直接在体内使用微创手术。如果这种技术足够先进，将来或许可以将仪器深入到患者体内，清除受损细胞，再换上新的细胞。这种仪器甚至可以用它们自身的探头修复伤口。虽然这种假设听起来有些不切实际，但一些医学研究者和 3D 打印先行者对这些事情的态度却很严肃。第 7 章将深入探讨生物打印。

　　1.2.10 拯救地球

　　3D 打印最终和最重要的潜在益处是对环境的改变。现在，大量的燃油和其他资源在世界范围内被用来运送产品，许多东西都经过数百或数千英里才来到我们的手中。考虑到自然资源供应的压力越来越大，更不用说应对气候变化所尝试的措施，未来10年或20年内，这样大量的运输既会变得不可行，在文化角度上也会变得无法接受。因此，本地制造的需求就会成为3D打印的长期趋势。

　　除了促进数字模型运输，3D 打印还可能会比许多传统的工业生产方式更加环保，因为它是基于“增材制造”的方式。换句话说，当众多传统生产技术必须将一大块材料切、车、锉、钻或用其他方式分割的时候，3D打印不需要这样做，只添加所需要制作的材料就可以了。因此，数字化制造使用3D打印机可以节省大量原材料。

　　当最终产品的零部件是由3D打印的时候，制造商还可以优化他们的设计，以便使各部分都消耗最少的材料。例如，3D 打印的塑料或金属部分，可以设计成内部有间隙或有开放网格的样式，这些都是传统生产技术无法完成的。这种设计方法还可以制造点火器零件——航空航天业非常热衷于推进这样的制造方法。

　　作为环境改善的最终收益，3D 打印或许还能起到生产备用零件的重要作用。现在，当大多数物品被损坏的时候，通常因为没有备用零件而无法修复。但是随着周围有越来越多的3D打印机，许多破损的东西无论哪里坏了都可以修补好。

　　如今，许多人用坏了东西，都是直接扔掉，而不是把它们修复。然而，由于自然资源的减少，这种态度和做法在未来几十年内将不得不改变。至少在某种程度上，在这个容易退货的社会，3D 打印可以帮助我们越来越多地选择维修而不是更换。第6章将探讨3D打印和可持续性之间的实际的和潜在的联系。

　　1.3 革命催化剂

　　到目前为止，本章简要介绍了什么是3D打印，快速概述了它是如何工作的，并总结了它现在和未来潜在的优势。我希望大家能明白，3D 打印革命现在真的有可能发生。鉴于3D打印技术已经存在了几十年，你或许会问为什么3D打印革命过去没有发生，而会在现在发生？

　　上述问题的答案无疑是多方面的。首先，3D 打印不得不等待计算机处理能力、存储和网络基础设施的改善，现在几乎任何人都可以制造、交换和使用3D打印的物品。但在20世纪80年代末和90年代初，当第一代3D打印机在市场上面世的时候，用于3D打印模型设计的个人计算机工作站造价十分昂贵，而且在互联网上交换大量数据的想法也是不现实的。然而到了今天，许多智能手机和平板电脑（更不用说个人计算机和笔记本电脑）都已经足够强大到能够设计和存储复杂的3D模型。高速互联网已经成为现实，这意味着在线存储和交流3D模型不再是技术上的挑战。仿佛是为了证明我们到底走了多远，在2012年的3D作品展示会上一些个人的3D打印机还可以无线连接到iPad上。

　　2D 打印的世界先进技术同样帮助建立了 3D 打印革命的基础。虽然3D打印机不是2D打印机的原型，但大部分还是类似于伺服电动机和送料机制——激光、喷墨打印头和电子控制器。在过去的 20 年里，硬件的发展是3D打印革命的一个必要的先决条件。

　　有一点很奇怪，3D 打印的发展同样要等待它本身的发展。我指的是一些低成本 3D 打印机硬件的发展要依靠那些使用早期 3D打印机的爱好者通过创新模型的努力来完成。被称作“RepRaps”的开放资源3D打印机其实是利用“快速复制样品”的能力部分地复制自己本身，从而创造下一代机器。我们在第5章中也会看到，从某种意义上说，从最基本的3D打印技术到有机地发展确实花费了一些时间。

　　促进3D打印革命的第4个因素是人类活动的日益数字化。十几年前，人们几乎不上网，我们很少使用数字通讯或拥有数码设备。与之形成鲜明对比的是，如今数十亿人在使用互联网，并且拥有数字音乐、照片或视频。所以，现在使用 3D 打印机将在线数字资料制作成物理模型的热情比 3D打印机刚被发明出来的时候要高涨很多。

　　最后，20世纪80年代末90年代初所申请的3D打印技术方面的一些专利已经到期或即将到期，因此现在那些阻碍3D打印革命的法律障碍已经越来越少了。

　　1.4 先行者们在做什么

　　3D 打印革命和其他革命一样，是先行者们的行动、精力和勇气的产物。本书将介绍那些先行者们在做什么，也包括我对那些推动事情发展的人们做的原始采访摘录。在这一章中，我的目标是捕捉你的想