3D打印创客空间：RepRap开源平台与MakerBot

新事物

美国波士顿后湾（Back Bay）宽阔的展示橱窗周围聚集了一小群人。橱窗内，一条龙从一台机器的牙齿里钻了出来。这是经典游戏《龙与地下城》中的角色，由一台黑、银相间，前面饰有“MakerBot”字眼的机器设计制成。通体为明亮的塑料，五彩缤纷，脚先出来，尾巴在后面甩动。在龙的头顶，一个喷嘴正在“嗡嗡”地飞速移动，注塑完成龙耳朵尖尖的部分。喷嘴头——实际上是紧紧排成一排的几个喷嘴头——随着自己的运动，将缠绕在它们背后线轴上的一缕缕彩色塑料线拖曳出来。喷嘴在相连计算机的软件的指导下，将塑料加热，然后逐层叠加。这台机器忠实地复制出这只神秘怪兽身上的每片鳞片、每个凸起部分和每只爪子。

将这家伙逐层打印出来花了几个小时，几个小孩儿从头至尾观看了一遍。整个店内，有六台类似的打印机在工作。只听得这些机器“嗡嗡”作响，变出了一颗颗国际象棋、一幅幅3D图像和一些设计得超现实的小摆件——一堆玩家们的心爱之物，极其漂亮，但用途却不甚明了。

这——就目前所知——便是3D打印，一个如一夜春笋般在各地冒出的“新新事物”。MakerBot打印机外表光滑，通体为黑色，大小和汽车旅馆里的冰箱差不多，长方形，中间开了一个“天井”。它的底部是一个平台，熔化了的塑料便堆积这里。它的顶部是一个喷嘴，安装在两根金属棒上——它们呈笛卡儿X轴、Y轴坐标分布，分别与发动机连接。金属棒带动喷嘴，使其可以在平板上任意移动。它的工作方式与激光打印机一模一样——由能指令打印机如何工作的软件程序、CAD（计算机辅助设计）来驱动。MakerBot打印机极其精准，能够逐层“打印”出一个物体，从下至上，脚先出来。使用的塑料是塑胶丝——一种特殊配方的聚合物，以一公斤一卷的线轴方式销售。

改变世界or玩具而已？

观看一件物品从无到有、一点一点从齐整整的塑料线轴里灵巧地变出来是件相当诱人的事儿——尤其值得一提的是，新型MakerBot能确保生成多重色彩，使物体实际上可以具有无限的风格和外观。但同时，也存在“这有什么了不起？”的巨大质疑。这不仅限于它生产的大多是玩具这一事实，还包括产品的质量：固化、层叠起来的聚合物摸上去很粗糙，层与层的边界——业内的叫法为“堆积”——也残留在物体身上。店员并非那些在几年前的“创客空间”创造了这一技术的时髦的蒸汽朋克，而是一些如果不在这儿就是在卖智能手机的兼职大学生。

3D打印是近两年的热词，是正朝我们走来的技术。但任何阅读过有关3D打印将改变世界的文字、然后踱进一家MakerBot店的人都可能会疑惑这乱哄哄的究竟是怎么回事。难道这一技术骨子里不过是又一个像青少年爱玩的Segway平衡车那样的卖弄小聪明的想法？是天花乱坠的宣传和对未来的科幻般的想象让它日益升温？难道它永远不会改变我们的生活方式？对这些问题的简短回答是：不；更长的回答是：老天，还是不。

3D打印技术早已出现了几十年

添加制造法——正确的名称是这样——已经出现了近30年，形式不一而足。但是，这30年内大部分时间它都是养在深闺人未识——用于产品成型的一些造价不菲的一次性机器。该项技术本身——大约有六种不同的3D打印方式——于20世纪80年代首次出现，之后几年内不同的技法被交互发明出来。

但这些技术本身依然是“黑匣子”，不向消费者敞开，而且绝非无心之举。Stratasys和其他制造商的生意很红火，按当时数据，他们的高端打印机售价高达200万美元。专利性资本主义的习惯性自相矛盾效应开始显现：在一个层面上允许创新和投资，在另一个层面又迅速扼制住技术的进一步发展。

最大的一家工厂在美国曼哈顿开张，拥有50台大型打印机，其目标是每年打印出多达500万件物品——从一次性首饰和饰品到用钛、聚合物和砂岩等材料打印出的精密工具和机器零部件，应有尽有。但即便这一模式也将打印机排除出公众视野，无非是再一次制造了生产商和消费者之间的分裂——那些从3D打印物品市场赚了十几亿美元的人巴不得这种分裂能永远继续下去。

3D打印平民化

这一切在2005年开始发生变化。这一年，英国巴斯大学（University of Bath）机械工程学院讲师阿德里安·鲍耶（Adrian Bowyer）开始发表博客，并在博客上登载了一系列文件，详细讲解一台能够不断复制自己的3D打印机的制造过程。这台“RepRap”机——“Replicating Rapid Prototyper”(快速复制原型机）——外观像蜘蛛，由六根金属棒和一系列塑料咬合部件组合而成，根本看不到大型商用打印机常见的光滑的外壳和镌刻着品牌名的表面。它使用和FDM类似的工艺，通过喷嘴将塑胶丝一层层喷涂到平板上。令它与众不同的是：它的工作部件——那些咬合在一起的塑料件、那些驱动它的齿轮——都能由机器本身轻松打印出来。

用RepRap你能打印出另一台RepRap的关键工作部件，然后用一台简单、现成的电动机将它们组装起来。从RepRap出现在因特网上的那一刻起——鲍耶把它做成了一个开放源码项目——3D打印的整个环境开始发生改变。无论在欧洲还是美国，在20世纪八九十年代涌现出来的“黑客空间”——计算机黑客聚会、交流想法的地方——已经转变成“创客空间”，焊锡、硬件设计等基本技能已经被扩充成焊接和其他技能。

RepRap简直就是为这种环境准备的，它们迅速传播开来——这正是RepRap的一贯原则，让源源不断的再设计不断给核心项目以反馈。和这些技术创新一样，它也不可避免地成为很多封闭源码活动的开放源码平台。因此，三个来自布鲁克林创客空间NYC Resistor、由黑客变身而成的创客造出了自己的3D打印机——从RepRap项目中脱离出来——并将其称为MakerBot。

这将我们重新带回到波士顿橱窗里的那几条龙面前。但好戏才刚刚开场。这是一出关于正在发生的技术革命的大戏，不管人们是否特别愿意看，它都在上演，而且不仅限于3D打印和基础制造工艺领域，还包括机器人技术、新材料、能源、生产本土化和更多其他领域。这是一场将要改变我们生活状态的变革，其速度可能比它的捍卫者所预期的要慢——但比所有其他人想象的都要快。

（本文选自《创客时代：3D打印、机器人技术、新材料和新能源的未来》，【澳】盖·兰道尔著，机械工业出版社）

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