如果您需要一把新牙刷，而您所要做的就是点击打印怎么办？如果医生可以打印出可移植的器官，而糕点师转向打印机而不是厨房来进行他们的下一个创作呢？弗拉佗 和一组嘉宾讨论了 3D 打印技术、它已经走了多远以及 3D 打印的未来会是什么样子。

弗拉佗，主持人：

这是科学星期五；我是艾拉·弗拉托。如果你的门把手坏了，或者你需要汽车的备件，而不是去商店或汽车经销商，你只需打开桌面 3-D 打印机的电源，几个小时后，瞧，你已经得到了你需要的部分。

有人说 3D 打印机已经具备了这种能力，毕竟人们已经在这些漂亮的小工具上用钛打印出了自行车、比基尼和墨西哥卷饼，甚至一个人的整个下颚。如果这还不够，他们正在探索如何打印出由活细胞制成的皮肤、耳朵、骨骼和肾脏等器官。

那么如何创建简单地离开 3D 打印机的机器人呢？我的下一位客人说你可以用 3D 打印机做的事情是无穷无尽的，但最让他们兴奋的是我们还没有梦想过用这些打印机做的事情。

霍勒斯：霍勒斯 是 沃勒斯合伙公司的总裁，该公司是一家跟踪 3D 打印行业的咨询公司。他从科罗拉多州柯林斯堡加入我们。欢迎来到科学星期五。

好的非常感谢。

弗拉托：不客气。布雷·佩蒂斯 是制造个人3D打印机的 MakerBot Industries 的首席执行官兼联合创始人，与我们一起在我们的纽约工作室。欢迎来到科学星期五。

布雷·佩蒂斯：很高兴来到这里。

弗拉佗：李普森 是康奈尔大学机械与航空航天工程副教授。他是即将出版的“Fabricated: The New World of 3D Printing”一书的合著者，也是开发低成本 3D 打印机的 Fab@Home 项目的联合创始人，他也在我们的纽约工作室工作。欢迎来到科学星期五。

李普森：很高兴来到这里。

弗拉佗：特里，告诉我们 3D 打印是如何工作的。您可以为我们做一个简单的缩略图吗？

沃勒斯：当然。你从一个 3D 计算机模型开始，该模型被电子切片，所以你可以设想一堆水平横截面，电子横截面，然后将它们发送到一个设备，一台 3D 打印机，并且一层一层地印在塑料、金属、复合材料等材料上。

所以如果你可以在电脑上建模，它可能非常复杂，它可能是一个人的头骨，你可以切片然后打印它，然后模型被移除，它被清理干净，你就有了可以简单或高度复杂。

弗拉佗：布雷·佩蒂斯，你有 MakerBot 的 3D 打印机。它是如何工作的，它的成本是多少？告诉我们一些关于它的事情。

佩蒂斯：所以 MakerBot 复制器使用两种塑料中的一种。你可以用 ABS 塑料做东西，这是 LEGO 的原料，也可以使用 PLA，这是一种由玉米制成的塑料。然后你把你的塑料放在卷轴上，它看起来像一个大卷意大利面。

意大利面进入机器，就像特里说的那样，它用塑料画了一幅画，然后它上升了一点，一层又一层，它创造了你的模型，你真的可以创造任何东西。

我们的机器可以把东西做成一条面包那么大。你可以做两种颜色的东西，机器组装好了，所以...

弗拉佗：所以如果你可以画出来让计算机可以读取文件，你可以制作一个——你可以打印一个 3D 打印输出？

佩蒂斯：是的，我的意思是，这个空间令人兴奋的事情之一是，你知道，你可以得到 - 你有一个 MakerBot，但是在设计方面，所有用于设计事物的工具都变得大众化。所以 3D 打印正在变得大众化，使事情变得更容易的工具。你可以使用 Tinkercad 之类的东西，它是免费的在线工具，正如你所说，你可以参加比赛，制作东西并制作新的门把手。

弗拉佗：如果我有一台 3D 打印机，我不会把它浪费在门把手上。

弗拉佗：也许是一个很难制作的部分。多少钱 - MakerBot 打印机有多贵？

佩蒂斯：所以你可以从 1,749 美元开始，然后这种材料非常便宜，大约是每公斤 42 美元。

弗拉佗：您是否预计价格会下降到 - 那是喷墨打印机开始的地方，对，激光打印机那么贵。

佩蒂斯：你知道，我认为激光打印机之间有很多联系，你知道，激光打印机发生的事情和个人制造发生的事情，将其与个人制造联系起来。

弗拉佗：如果您想谈论 3D 打印，我们的电话号码是 1-800-989-8255。也许你有一个。告诉我们您在 3D 打印机上正在做什么。李普森，您拥有康奈尔第一台名为 Fab@Home 的开源 3D 打印机。这与普通的 3D 打印机有何不同？

李普森：嗯，它是最早的开源、自己动手的工具包之一，我们当时的目标是创造某种东西——在家里引导这场 3D 打印机的革命。所以 3-D 打印机出现了，很多人都惊讶地发现了两三年。所以这并不是真正的新技术。

但在过去的几年里，它正在从大型机，可以说，到桌面，如果你回顾历史，正是早期的 3D 打印机套件帮助迎来了桌面革命，我们希望尝试使用任何人都可以购买的桌面 3D 打印机来创造这场革命，更重要的是，任何人都可以破解和玩耍并放入新材料。

弗拉佗：你们都认为我们会拥有 - 每个人都会拥有一台 3D 打印机，就像他们很快就会拥有一台喷墨打印机一样？

佩蒂斯：你知道，有一个整体——你知道，我们已经售出了 10,000 台 MakerBot，而且还有很多 Fab@Homes。MakerBots 的部分灵感来自 Fab@Home。我们继承了开源传统。我不得不说，有些人已经生活在未来，当有什么东西坏了，或者他们需要什么东西时，这对他们来说已经很正常了，他们只是在他们的 MakerBot 上做，这绝对是正常的，善良的就像你知道的，微波炉问世的时候。

这真的很令人兴奋，但一旦你拥有它们，你就正常生活。

李普森：但我认为，你知道，总的来说，就像今天我们在家里看到电脑一样，我们有移动电脑，但我们也有台式电脑，还有云端电脑。可能在未来，我们将以同样的方式拥有 3-D 打印机：我们将在家里使用一些打印食品和玩具的打印机，我们将有几台打印机在工作中做专门的事情，还有一些打印机在云中做更多工业级的事情，这将是一个生态系统。

弗拉佗：霍勒斯，让我们再谈一点。您认为未来哪些行业会最常使用 3D 打印机？

WOHLERS：嗯，早期采用者是汽车、航空航天和消费产品，你我去商店时购买的产品类型。您今天购买的几乎所有东西都对产品开发的原型设计阶段产生了影响。

现在我们看到公司将这些设备应用到我们购买的实际产品中，特别是在航空航天、医疗、植入物和牙科等领域。这是三大领域。现在我们看到公司和个人为更多的消费者终端用途购买机器，尽管我认为不是每个人都会在家里拥有一台。但我确实认为，普通人会通过上网购买这些系统制造的零件——无论是 Safeway.com 还是亚马逊或其他一些服务。

这种制造可能发生在街对面或您附近。它可能在全州范围内，但它将使制造业离你更近并分散它，而不是不得不运送 - 或者制造数百万件产品并将其运送到世界各地，然后一半的产品进入垃圾填埋场，因为没有对该特定产品的胃口。

弗拉佗：生物制品、身体部位呢？我们在那里没有取得一些进展吗？

沃勒斯：嗯，我们是，特别是正在取代生物材料的部件，例如钛髋关节植入物。其中超过20,000个已成功植入人体。还有很多脊椎和其他一些 - 颅面部型部件，也是用钛制成的颅骨板。

然后有骨头 心脏组织 被打印成支架结构 保持需要更换的骨骼部分的形状和大小 然后这个支架结构是可生物降解的，它可以容纳活细胞，随着时间的推移，它会降解并吸收到体内，然后由活细胞接管。

10 多年来，世界各地都在做很多工作，在印刷硬纸和软纸方面，我确实相信，希望其他客人同意，在我们的有生之年，我们会定期打印身体部位。

弗拉佗：李普森，你已经在打印身体部位了。

李普森：是的，我们打印了半月板，膝盖的软骨。

弗拉佗：那是你在那里举的吗？

李普森：不，我在这里拿着一个钛鼻子植入物，这不是我们制造的，而是我们从一家金属印刷公司 EOS 那里收到的。看到这样的东西，由钛制成，非常复杂，非常，你知道，结构化和多孔将是一场噩梦，以任何其他方式制造，这真是令人着迷，但你可以在飞行中以定制的形状制造它。

弗拉佗：对，你说你已经在做纸巾了？

李普森：是的，所以我们与康奈尔大学的 Larry Bonassar 和 Jonathan Butcher 一起在这个我们称之为生物打印的领域工作了很长时间，我们实际上是用活细胞打印的。它不是打印放置细胞的支架，而是实际取出细胞，将它们放入水凝胶墨水中，然后从活细胞中打印出最终的结构。

好处是您可以将多个细胞合并到同一个打印中，以制作异质组织。

弗拉佗：你做了什么纸巾？

李普森：到目前为止，我们已经制作了软骨、膝关节半月板，Larry 和 Jonathan 正在研究打印椎间盘和心脏瓣膜。所以骨骼、骨组织和软骨是最容易挂到的果实，可以这么说，因为它们非常无定形，它们的结构非常简单，但血管很少。这就是最先进的地方。

但我认为随着技术的进步，我们将能够制造出更复杂的植入物。

弗拉佗：也许是肾脏、肝脏之类的东西？

利普森：趋势是移动 - 再次从部分移动，可以说，从简单的组织，到制造复杂、更复杂的器官，据报道，肾脏当然已经完成，肝脏和你知道的，这需要一个而在我们可以做更复杂的事情之前。

弗拉佗: 有没有你们先生认为不能打印的东西？布雷，你能做的事没有限制吗？

佩蒂斯：我相信有——你知道，唯一的限制是人类的想象力，而无法想象的领域是如此奇妙。就是这样 - 你知道，人们刚刚开始使用 3D 打印机，你可以开始使用它，而且...

弗拉佗：这是一个叫做 Thingiverse 的东西，对吧？告诉我们。

佩蒂斯：是的，让我在这里感到兴奋。所以我们有一个名为 Thingiverse 的网站，人们在这里分享他们的数字设计，每天都有新的、很酷的东西，你可以在你的 MakerBot 或任何 3-D 打印机上制作，真的。当人们制作东西并分享它时，他们把它放在那里，他们在开放许可下进行，这意味着人们可以 - 如果你上传你的膝盖，有人有一个不同的膝盖，他们可以修改你的膝盖合上他们的膝盖，你就可以参加了——你知道，你真的是参加了比赛。

弗拉佗：你将不得不修改那个鼻子以适合我的。

（笑声）

弗拉佗：我的意思是，（难以理解）Thingiverse，我今天在那里，很漂亮，每个人都在分享他们所有的 3D 打印设计或构造。我们必须休息一下，当我们回来更多时，我们将与 霍勒斯、布雷·佩蒂斯 和  李普森 交谈。我们的电话号码是 1-800-989-8255。如果你做 3D 打印，你想和我们分享并谈论它，请不要害怕参与。你也可以在推特上给我们发推文，@scifri，@-SCIFRI。所以留在我们身边。休息后我们马上回来。

弗拉佗：我是 Ira 弗拉佗；这是 NPR 的科学星期五。

弗拉佗：今天是科学星期五。我是艾拉·弗拉托。我们这个时候正在谈论 3D 打印以及 Wohlers Associates 总裁 霍勒斯 的 3D 打印未来会是什么样子。布雷·佩蒂斯 是 MakerBot Industries 的首席执行官兼联合创始人。李普森 是即将出版的“Fabricated: The New World of 3D Printing”一书的合著者，也是 Fab@Home 项目的联合创始人。

如果您认为您可以判断某些东西何时是 3D 打印的，我们会为您提供测试。通过在 sciencefriday.com 上参加我们的测验来测试你的技能，然后去那里做一个小测验，看看你是否能分辨出什么是 3D 打印的，什么不是。

其中一件事——我想如果你能把它变成液体，然后把它挤进什么东西里，你就可以把它粘在3D打印机里。那是对的吗？

立普森：是的。基本上，任何可以挤压、熔化或生成粉末的材料都可以打印。

弗拉佗：所以食品工业一定喜欢这种加工食品。

利普森：所以我认为食品行业刚刚好转。这是我们开源打印机时最大的惊喜之一，我们观察了发生的事情。每个人都想打印的不是打印机器人。它不是打印膝盖或植入物。它正在打印食物。

弗拉托：比如什么？

李普森：它从一些东西开始——简单的东西，比如巧克力和饼干面团，然后是糖霜，然后从那里开始。基本上，你知道，食物是 3D 打印的绝佳材料。它非常适合。这是一种良性材料，人们使用它很有趣。

弗拉佗：哇，巧克力。你可以用巧克力制作一个 3D 物体，任何你想要的东西。

佩蒂斯：多种口味。

立普森：然后你就可以吃了。

（笑声）

李普森：如果不行，你就吃掉它，然后再试一次。

（笑声）

弗拉佗：但是人们会说，嘿，你知道，你现在比以前更多地处理我们的食物。它会变得不那么健康，因为它经过更多处理才能进入 3D 打印机。

利普森：我认为是——如果你想一想，我们会有更多种类的新鲜食品。它实际上是相反的。材料本身可能会被冻结在墨盒中，但您可以用它们制作许多不同的东西。

弗拉佗：所以你可以去商店——理论上，在未来——去冷冻区说，哦。这是我的 3-D 打印机的墨盒，它会是食物。把它粘在那里，做一些饼干，形状饼干，3D饼干，任何你想要的形状，什么？

立普森：哦，妈妈。我们只剩下巧克力饼干面团供 3-D 打印机使用。啊。不，我认为它会比这更令人兴奋。您将拥有各种不同的打印材料，您将下载食谱、在线与其他人分享、制作变化、打印不同的尺寸、形状。这将是一个非常令人兴奋的前沿。

弗拉托：1-800-989-8255。让我们去电话吧。马克在夏洛特。嗨，马克。

马克：（技术困难）。

弗拉托：嘿，你好吗？

马克：好的，谢谢。我有一个问题，然后我会从广播中删除答案。但是这些机器有多大，他们说的这些打印机有多大？并且是否可行（技术困难）。第二件事是：他们可以制造、可以打印的当前对象的限制是多少？

弗拉佗：好的，好问题。多大的物体？

佩蒂斯：所以你可以——MakerBot 的大小和你的微波炉差不多。所以你可以——实际上你可以——它足够轻，如果你想带它去参加聚会并打印出小酒杯，你可以把它带到地铁上。你可以用它制作大约一条面包大小的东西。

现在，如果你想花更多的钱，你可以——那里有机器，或者如果你想自己制造，你可以制造一台更大的机器。但是我们决定了我们机器的面包大小。

弗拉佗：霍勒斯，你有什么？

WOHLERS：是的，嗯，有一个（技术困难）在一个维度上累积到大约一米。所以你之前问过：对于可以做什么有什么限制吗？有限制 - 一个是大小。海洋工业和航空航天工业，他们希望能够制造几米长的零件，所以这当然是一个限制。还有，材料。

虽然那里有很多塑料、金属和复合材料，但我们需要更多。你知道，与传统的制造方法相比，这些机器的可用材料数量仍然相对较少。

弗拉佗：你对此有什么限制？

李普森：嗯，我认为这取决于什么——哪个方向。所以人们打印了非常小的东西，大约一毫米的规模，但有很多细节，微观的。人们已经打印出房间大小的东西。但这些都是实验系统。

弗拉佗：他们打印了整个房间？

李普森：当然，你知道，来自混凝土和结构材料。这些不是 - 这不是你可以在家里得到的。它更像是一个研究、实验系统。但人们正在全方位探索大尺度和小尺度材料的极限。

弗拉佗：所以你可以把混凝土放进打印机里？

立普森：当然，你可以……

弗拉佗：它会打印出一座建筑物？

李普森：其中一些实验系统正是这样做的。而且您不必停留在混凝土上。您也可以在墙内打印布线。你可以做很多有趣的事情。你可以制作出任何其他方式都无法制作的结构，我认为这是 - 你知道，如果有一个重要信息，我认为，关于这些打印机，这不是关于你如何复制你今天用其他技术制作的东西，而是正如我们所说，你如何探索设计的新领域，创造出你今天无法想象的东西。这才是真正的方向。

最重要的是，使用这些打印机，复杂性是免费的。人类历史上第一次，制作具有细节和特征的复杂事物并不比制作镇纸更难。就制造而言，它需要相同数量的资源和技能。这是人类历史上的第一次，这改变了一切。

弗拉佗：你知道，我看到一个建筑师，在他不到五英尺长的桌子上，是一个三维的曼哈顿。曼哈顿的每一栋建筑都是用他的 3D 打印机建造的——这是曼哈顿的华丽布局，其中一栋建筑上有不同的颜色。我说：那是什么建筑？他说：这就是我正在设计的建筑。我想看看它如何融入曼哈顿的其他地方。所以他打印出了曼哈顿的其余部分，并将他也打印出来的建筑物贴在那里。

佩蒂斯：我们刚刚制作了老式模拟城市电子游戏模拟城市中的所有建筑物，并将它们全部打印出来。然后我们制作了一个机器人来通过它哥斯拉风格。我是说...

弗拉佗：你必须再找一个来对付哥斯拉？你会做机器人吗？当你用完它们后，它们真的会离开打印机吗？

佩蒂斯：所以 - 你 - 正在进行电子设备的实验 - 但这些仍处于早期阶段。这是好的前沿之一。但是你绝对可以制造机器人零件，它们要么脱落，要么一起移动，你只需添加一个伺服器或一个电机，你就 - 你可以制造一个遥控器 - 我们喜欢制造遥控汽车和遥控战斗机器人和所有这些东西。这真的是无限的可能性 - 你喜欢做什么。无论您喜欢做什么，MakerBot 都可以。

李普森：我们在实验室里制造了一个电池，一个真正的工作电池。

弗拉佗：你制作了一个包含所有额外部件的电池？

李普森：一个电池，里面有所有的材料。我们已经制造了——我们已经用原材料打印了一个支腿，一个马达。我们是——我们的里程碑之一，我们的目标是打印一个机器人，它可以离开打印机，包括电池，所以整个事情都是从原材料开始的。

我们已经打印了这些碎片。我们还不能把整个东西一起打印出来，但我想我们会在一两年内完成。

弗拉佗：李普森，你能做出什么吗？有什么你认为自己做不到的吗？我的意思是，您可以制造的东西是否有限制，或者您何时 - 例如，当您制造电池和零件时，您是否必须停止打印机并在电池内部放置新材料，外部电池。还是这一切都是一步到位的？

李普森：这是一个一步到位的过程。因此，您为打印机预装了五种不同的电池材料，然后就可以了。现在，挑战是您必须花一些时间考虑如何用纯材料制造电池，在我们的案例中，您可以从注射器中喷出。例如，一个电池，如果你拆开一个传统的电池，它有一个 - 所谓的分离层，通常由纸制成。

我们可以打印所有内容，但具有讽刺意味的是，我们无法打印纸张。我们实际上必须考虑其他一些材料来代替它。但是一旦你经历了这种交换材料的挑战，我认为你几乎可以打印任何东西。

弗拉佗：如果有的话，你在这个世界上等待的技术突破是什么？

佩蒂斯：你知道，我认为——你知道，其中一项技术突破并不是你认为的普通技术，而是分享文化。所以霍德和我都分享的一件事是我们都制造机器，我们做研究。我们发布它，我们让任何人用它做任何他们喜欢的事情。

这种分享文化意味着，真的，没有什么是我们不能对社区做的，而且，你知道，这意味着无论我们做什么，人们都会站在我们的肩膀上，而且，你知道，它确实发生了。然后人们站在那些人的肩膀上。然后，你知道，我可以站在霍德的肩膀上，然后霍德就可以站在我的肩膀上。这就像一个站在肩膀上的莫比乌斯带。

弗拉佗：这是一个很棒的、敏感的回答。

弗拉佗：我很高兴你这么说。但我正在寻找技术答案。你知道，你需要什么样的突破才能更上一层楼？特里，有没有什么，你知道，你能想到，我们在哪里印刷，嘿，如果我们只有这个？

沃勒斯：嗯……

弗拉佗：或者你不需要任何东西？

沃勒斯：你知道，老实说，我认为今天的大部分内容都已到位。你知道，如果你看看机器和材料，以及它们是如何被应用的，现在就是——你知道，魔鬼在细节中。现在是一些小事——也许不是那么小——比如标准开发，让公司相信可以将这些设备用于实际制造。

我的意思是，它们作为原型设计的解决方案已经使用了 20 年，但是为了让全球通用电气公司、霍尼韦尔公司和波音公司明白这一点——顺便说一下，这三家公司是——他们确实明白了，并且他们正在快速前进，并且他们在这项技术上投入了大量资金。例如，波音公司仅在一个飞机项目中就有 20,000 多个零件。他们有 10 个不同的平台，生产的飞机是今天的飞行部件。

弗拉佗：先生们，这很令人兴奋。非常感谢你——我们已经没有时间了——今天和我们在一起。李普森，康奈尔大学机械和航空航天工程副教授，即将出版的《Fabricated: The New World of 3-D Printing》一书的合著者，也是 Fab@Home 项目的联合创始人。布雷·佩蒂斯 是 MakerBot Industries 的首席执行官兼联合创始人。你可以从 MakerBot 获得一台打印机，对吧？

佩蒂斯：Makerbot.com。

弗拉佗：互联网。另外，我要感谢所有打来电话的人，霍勒斯，对不起，Wohlers 是 Wohlers Associates 的总裁。感谢大家今天抽出时间与我们在一起。祝你好运。

佩蒂斯：谢谢。

立普森：谢谢。

沃勒斯：谢谢。

英文原文地址：https://www.npr.org/2012/06/22/155582850/can-3d-printers-reshape-the-world