3 D技术，打印第四次工业革命
王达水
所谓3D技术，是指从电脑打字机基础上发展起来的物品打印制造技术，是打字机重叠打字但尺寸却在根据设计方案而层层改变的物理效果。因此，是能够通过计算机提供的物品三维信息，直接打印出该物品的工业制造技术，是计算机打字设备当前发展进步的一种革命性进步，具有单件生产、不需模具、不需机械加工、不需机械热处理、没有机械内部应力、没有原始疲劳的一次性打印成型的技术特征。
3D技术目前能够打印的形状繁多，如“玩具、机械零件、生活用品、生产工具、医疗器械、等比例的人体器官模型、汽车外体构件”等等。
3D技术当前喷头的打印精度为0.01毫米（1毫米的1%），因此，能够打印的尺寸可小可大，最小的比如头发丝般的物件，大一点比如手表齿轮零件，再大一点的比如各类物品用品，更大一些的比如轿车外形。大尺寸的3D打印机与LED显示器类似，可以根据需要而量身定制。
3D打印技术发展至今，仅仅只有十余年时间。现在刚开始进入简单商品的市场定制销售起步阶段，但价格较贵，正如微型计算机刚开始进入市场销售使用那个时侯的情况一样。
当前的3D打印机，其打印材料比较有限，目前以塑料为多。其技术难点在于针对不同材料，设计制造出不同技术需求的打印喷头。能够打印钛合金飞机零件的3D打印机，是目前的最高技术水平，中国在这方面走在世界前列。
当前的3D打印机，仅能实现单一材料的打印。多种材料的复合式同步打印，是业界正在突破的难关之一。众所周知，计算机行业的典型企业文化是“只有想不到，没有做不到”。因此，多种材料的复合式同步打印技术，必将在不会很久的时间内突破。可以预见的是，十年以内突破技术难点应该没有问题，工业化应用，乃至广泛应用，才是问题的焦点。
归纳起来，3D打印机不仅能够打印各种各样的物品、用品、工具、配件、装备等等已经设计好的产品，更能够打印各种材料的物品，甚至能够直接打印出多种材料的物品。也就是说，3D打印机在制造各种物品的同时，也能打印制造出另一个自己，只要你愿意。
3D打印技术，不仅能够打印制造机器，也能打印制造武器，必将彻底改变与淘汰现代机械工业的所有生产方式、生产工艺、生产流程，进而实现最佳生产模式：从原料到产品，一次性打印制造成功。
显而易见，通过3D打印制造技术，我们的整个工业制造体系及文明状态，将产生革命性的变化。这种变化，正如计算机和网络出现后对人类生产生活的改变一样（第三次工业革命）；这种变化，也如同“内燃机车、电动机”出现后对人类生产生活的改变那样（第二次工业革命）；也如同蒸汽机出现后对人类生产生活的改变那样（第一次工业革命）。这种变化，是新的巨大的经济增长点，是一变至百变的技术革命。
对每一个现代工业国家而言，及时并充分认识到这一点，有着无比重要的全方位的战略意义。跟随与推动本次科技与经济的历史性的工业文明浪潮，中国已经具有先天优势，也就是计算机和网络技术与市场的世界一流基础，尽管这不会被政治走向而左右，但要以国家的英明决策、雄厚资金、工业科技的改良思路等作为坚强厚盾与强大推动力量。
3D打印制造的工业文明时代，将是一个学科广泛交叉并成果倍出的时代，是制造业与动漫娱乐业紧密结合的时代，是艺术与创新融为一体的时代。
进一步地，所有的制造业（无论是装备工业还是民生工业），所有的大专院校，所有的科研单位，所有的媒体机构，所有的政府职能部门，所有的金融体系，都必须尽快调正思路，调整方向、调整步伐，以最佳实力在第一时间段进入这次工业革命的潮流之中，在构建全新工业文明的思想观念基础上，研究制定符合自己特点与趋势的，在3D打印制造时代可能的起步方向、生存方式、工作方案、发展模式、经济后劲。这是历史赋予中国真正繁荣强盛并引领世界的千载难逢的良机！
3D打印技术的最高境界，就是通过本次工业革命，让人类能够发明与制造出，将地球磁场能量或星际磁场能量，直接转换成机器能量的新能源机器——磁能机，是人类走向深空的历史性的科技转折点。
3 D技术，不仅必将打印出第四次工业革命，更将打印出人类文明的一片新天地！
二〇一三年六月十二日于中国衡阳
附1：未来塑料什么样？
《参考消息》2013年05月20日 第七版
牙刷、瓶子、电话、手机、计算机、飞机、假体：自从20世纪问世以来，塑料使我们的生活发生了革命性变化。但如果今后用于生产塑料的化石资源最终消失，会发生什么？科学家、业内人士和设计师们认为，塑料仍有很长的路要走。据欧洲塑料制造商协会统计，2011年全球生产了2.8亿吨塑料，其中99.5%使用石油生产，占用了全球4%的石油产量。
该协会西区负责人米歇尔·卢布里预计，未来塑料将在我们的生活中占据更大份额，代替某些需要过多能源或化石资源的原材料，“我们使用的塑料越多，节省的石油就越多”。例如，波音787和空客350飞机塑料占50%，从而大幅减少了飞机重量，降低了燃料消耗。
卢布里激动地预言：“未来塑料将会产生或传导电流、会发冷光、可以添加碳纳米管，我们会见到100%由塑料制成的太阳能电池。”
波尔多大学导电聚合物专家乔治·哈齐约安努走得更远：“未来我们使用塑料不只是因为其机械强度，还因为其智能特性。我们将拥有能够告诉我们什么时候去看牙医的牙刷，或当我们在方向盘前睡着时自动停车的汽车。”
“未来的塑料可以制成能够适应周围环境的智能纺织品或合成纤维，”新型纺织品研究专家朱利安·帕扬说，加入新型纤维的衣服既可以适应寒冷的环境，也可以适应炎热的环境。然而，在主要国际机构预测石油储备只能使用约50年、一些环保主义者甚至认为只有20到30年的情况下，如何相信这些憧憬能够成为现实？
电影《塑料星球》的导演、奥地利人维尔纳·布特提出的问题是：如何应对一种成为“大规模过度消费象征”的产品所造成的灾难性后果？
在影片中，布特不仅关注了最终进入抹香鲸肚子、露天垃圾场以及积聚在大洋底部的大量塑料包装，还根据研究结果指出，塑料已经渗入人体组织，存在使人中毒的风险。
对此，哈齐约安努预言：“在一到两个世纪内，塑料将来自大豆、玉米、森林等生物材料。”许多制造商已经开始使用植物生产塑料。以聚乳酸为基础的新型纤维使塑料变得可以生物降解，美国人甚至找到了把塑料变成原油的方法。
法国著名设计师菲利普·斯塔克认为，我们无疑站在一个十字路口，无法想象塑料消失后会发生什么，尤其是在穷国。他对目前的塑料回收情况以及占用大量耕地生产生物塑料表示愤怒。在通过设计塑料物品建立起自己的帝国后，斯塔克现在对一种以藻类为基础、可完全生物降解的革命性生物聚合物很感兴趣。
附2：3D打印助力中国军机研发
《参考消息》2013年05月30日 第七版
【香港《南华早报》网站5月29日报道】题：3D打印机帮助中国飞机研发起飞(记者陈敏莉)
使用一台家用电脑和一台3D打印机制作塑料飞机模型对于飞机爱好者来说已经不再是一场梦。不过，打印一架真正的飞机又如何呢？
中国的科学家和航空工程师表示，这是可能的。
他们现在已经开始使用3D打印机打印飞机零件，无需铸模、锻造和组装等传统制造流程。
这些零件甚至可能包括飞机的主要构件，如必须能够承受极大力量的起落架。
目前还不清楚中国科学家在打印飞机零件时使用了多少种材料，但有报道称中国的航空工业已经开始使用3D打印技术了。
3D打印技术被用于中国首架自行研发的商业飞机C919、首架航母舰载机歼-15、多用途战斗轰炸机歼-16、首架自行研发的隐形战斗机歼-20以及中型第五代战斗机歼-31。
前美国国防部长罗伯特·盖茨曾说中国“在2020年前不可能拥有第五代战斗机”，但是北京的回应是在他于2011年1月访华时让他“目睹”了歼-20成功完成首次试飞。
上世纪八九十年代，中国至少花了10年时间才研发出歼-10战斗机。这种全天候战斗机目前是中国空军的主力机种。但是歼-15的开发工作只花了3年时间，首次试飞于2009年8月31日完成。
中国人民解放军海军本月早些时候宣布组建一支舰载航空兵部队。随后，官方媒体报道说今年年初，歼-15已经投入量产。
中航工业副总工程师孙聪说，3D打印技术的采用为歼-15的成功作出了巨大贡献。