專題 : 能印出房子的打印機

2016年12月
專題策劃及撰稿:胡德明、馮兆雄、方思潔、馬日恆、區雯慧、陸思齊、陸志光、張春曉、林珊一、蕭樹偉、趙秀華、陳惠芳

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3能否「打印」出一間可以煮食的廚房或可住人的房子呢?這聽起來像天方夜譚,但3D打印機做得到——中國的「卓達」公司,就已經打印出一座真的防水防火屋子,內有客廳、廚房和廁所,隨時待用!

◎平面打印

我們對平面(2D)打印都很熟悉,那是用噴墨或鐳射在紙上組印文字或圖片。我們經常用這技術打印工作報告、文件、功課、照片……。這也是我們現時所理解的「打印」:將文字或圖片複製到紙上,目的是把資訊存放到可供大量流傳的媒體上,打破時空之限。在電台、電視和互聯網未誕生之前,資訊皆以文字紙張流傳。各種典籍,都以某種形式的印刷品保存下來。

◎立體打印

新科技把打印和製造結合起來,誕生出立體(3D)打印:用特殊的打印機,印出立體物件。即使是非常複雜的物件,也可在短時間內被複製出來。基本上,它和普通的打印機相似,不過它用的是特殊的「墨」,可以是塑膠、砂粒或金屬物料。打印機有數個噴墨嘴,在印的過程中從不同角度噴「墨」,每個噴墨嘴也可按情況而獨立調校噴出的「墨」量。過程是從底層開始,一層接一層地往上印,直至印出立體物件來,因此立體打印也稱為「積層製造」,或許這是更形象的名字,因為「打印」過程其實跟製造更有關,但立體打印比我們所了解的「製造」包含更深廣的意義。

◎造福人類

蔡文力是今屆的香港傑出青年,他也是牛津大學取得博士學位的病毒專家。由去年開始,他多次前往西非伊波拉疫埠——塞拉利昂做病毒測試。除了控制疫情外,他還為當地的殘障貧民帶來3D打印義肢服務。事緣他見到一位失去雙手的伯伯,常在餐廳門口行乞,於是萌生為他製作義肢的念頭,結果現在伯伯可以用義肢餵自己吃麵包。蔡文力為當地人製作的義肢是在英國打印,每隻成本一千港元,他正計劃與理工大學合作,在香港立體打印義肢,希望可以提供更便宜及快速的解決方案。

另外,中大醫學院和港大工程學院合作將3D打印技術應用於心臟手術,透過食道超聲波造影收集的數據,塑造出高仿真心臟結構3D矽膠軟體模型,協助醫生作手術前規劃,提高手術成功率。

◎未來前景

立體打印在建築設計、食品製作、納米模型、機器配件、趣味模型等領域已經開始應用。材料以泥沙、食物、樹脂等可塑性材料居多,但仍無法實現用木質、石頭等可塑性不高的物品加工。目前,立體打印仍然無法取代傳統工業的大量製造法。例如以立體打印來大量製造汽車零件的成本依然太高,需時也太長。醫學方面,哈佛大學的研究人員估計,要打印出臨床認可的人體器官,相信還要等上十至二十年以上。

然而,科技發展一日千里,立體打印也必將隨著技術的不斷改進,使成本更低,應用範圍更廣泛,並且已在改變各種物品的研發及製造過程。通過降低入場門檻的費用,新科技將會帶來新一代的創業家,為人類社會開闢更多新產品和新服務。