引言
这本书对于来自艺术、工业和自然科学领域的专业学者与3D打印用户有着重要意义。该书的目标读者是艺术家、设计师和来自文化创意产业的人，但也应引起热衷新兴科学技术发展的普通读者的关注。
在过去一年里，BBC广播和电视、《纽约时报》、《电讯报》、《卫报》、《独立报》以及《经济学家》上有许多关于3D打印的概括性介绍。此外，《连线》等杂志也发表了一些关于3D打印的专业文章。在3D打印产业方面，TCT专家杂志和快速原型制造期刊都报道了3D打印在工程和医学方面的应用。此外，大量网站开始服务于使用低成本3D打印的“maker”社区，包括一些处理数字雕塑和艺术品快速成型的专业网站（如www.additive3D.com）。然而，迄今为止还没有刊物或书籍来详细介绍这一创新型产业是如何对接和使用3D打印技术的。
从全球范围来看，许多大学和研究机构将3D打印作为一种增材制造过程来开发和使用，他们大都相信这项技术能带来重大突破。他们的研究目标是将这项技术从快速成型领域转到快速制造领域，从生产某一部件的塑料复制品到生产整个工作部件。目前已使用3D打印生产出了完整的尼龙自行车、金银首饰和钛合金牙。笔者所在的研究团队[位于布里斯托尔的西英格兰大学“精细打印研究中心”（CFPR）]在三维打印陶瓷制品方面处于领先地位，使用3D打印工艺生产了大量的杯、碟、碗和雕塑。
从更广的范围来看，目前微观装备实验室（Fab Labs）的数量剧增。从上次的统计数据来看，全球有57个Fab Labs，同时每月有3个新实验室设立起来。这种实验室是使用高科技数字制造，可以基于3D打印的社区平台。另一个现象是Tech Shops的兴起，已成为实验室的商业替代品；黑客空间也为科技极客们提供进行学习、社交和项目合作的场所。所有这些平台都在向越来越多的用户传递3D打印的观念，而用户也期待能将这一技术运用到日常生活中去。
在本书中，笔者旨在说明3D打印现已成为艺术实践不可分割的一部分。笔者有两个明确的目标：第一，向艺术类读者介绍3D打印工艺的潜能；第二，阐明3D打印工艺的发展顺序以及与视觉艺术相关的历史和大事件。笔者想要通过大量从业者案例，从客观上说明这些新工艺是如何应用的，并阐述从业者是怎样在不同的实践经历中创造出值得学习的新方法。
有人可能会认为新工艺一旦有了许多新名字，就会被用来获取资本、赢得声誉。3D打印目前正处于这一阶段，其别名包括：自由成型制造、快速制造、增材制造（ALM）、选择性激光烧结（SLS）、立体平版印刷（STL）、快速原型制造（RP）以及熔融积淀成型（FDM）。
人们对于新工艺在文化认同上的变化往往可以追溯到一件细小的事情上来。尽管该事件在当时显得微不足道，但回想起来，却发现其象征着人们观念的转变。笔者觉得，克里斯·安德森1在《连线》杂志上发表的一篇名为《原子将成为下一场工业革命的新钻头》的专题文章预示着人们观念的转变。在这篇文章发表后，笔者认识到制造业将发生根本性改变。
文中最具洞察力的评论可能是：“用一句话来概括这二十年的历史吧。如果前十年是在网络上探索后制度模式，那接下来的十年将会是把这些模式运用到现实世界中。”但是安德森所说的更多是关于社交媒体的影响、社会如何共同解决问题以及这种共同解决问题的方法如何在网络之外加以实施。
文章还继续介绍了一些受3D打印启发的新工作方式，如众包车、 Fab Labs以及Tech Shops等。人们在现实生活中对数字技术的运用展现了他们对3D打印之狂热。只要轻触按钮，就能把电脑上设计的虚拟物件用真实材料打印出来，这一前景不仅诱人，而且充满了未来主义色彩。但事实是，目前还远远达不到这一水平，至少在近几年是不可能的。在写此书之时，在增材制造领域唯一接近真实成品真实度质量比的是激光烧结的钛、钢和尼龙。在视觉艺术领域，有两个研究项目明确阐述了真实材料的新方向，分别是库克森和伯明翰中央英格兰大学珠宝创新中心联合打印黄金和贵重金属，以及笔者所在的研究团队（位于布里斯托尔的西英格兰大学）用3D打印制作陶瓷。所有这些工艺品从打印机出来后都需要清洗和进一步加工处理。作为3D打印的爱好者和倡导者，笔者可以坦率地说，目前还没有工艺可以完全满足用户所需。
从长期的发展来看，这些工艺肯定能创造出克里斯·安德森所说的颠覆性技术。3D打印的颠覆性后果可能会与网络通信逐渐取代传统的报纸印刷行业类似。但这一取代需要时间。从最初引进计算机排版开始，打印和通信的革新持续了近30年的时间。20世纪80年代早期，沃平与默多克的争端就证明了这一点。印刷业工会就裁员问题与管理层产生纠纷，因为记者可直接通过电脑打印副本，打印页面也可以在电脑屏幕上编排，完全不需要专门的排字工人。此后，排字工人、制版机以及复印术都不再需要了。这种改变的催化剂是桌面排版软件的出现，如20世纪80年代末期为苹果电脑设计的奥尔德斯专业排版软件。另一种催化剂是家用电脑的普及和20世纪90年代因特网的广泛使用。这些变革还导致了近几年来智能手机和应用程序的使用，让消费者不仅可以在手机或iPad上阅读新闻，还可以用不同的方式获得新闻，而且阅读过程不需要任何实体，读完后也不需要扔掉。所有这些进步和发展都源于数字技术的发展，但也导致了传统报业的逐渐衰退。
如果我们认为3D打印与网络通信的颠覆路径相同，那么现在3D打印还未进入“wapping”阶段。笔者接触3D打印的时间不算早，大约在2005年，那时商业机器已经投入市场近20年了，没有任何行业将3D打印作为主要的制造工艺，但在某些实例中却可以看到这一技术正被逐渐纳入实际应用。现在，3D打印技术被应用于制造航空航天器的钛合金部件，这些部件有复杂的气流通道，却没有任何铸造接缝，3D打印的部件增加了空间容量和制冷量。在F1赛车中，3D打印被用来为私家车和司机量身打造特定部件，这些部件大都是一次性的，且制造费用翻倍。牙科行业还广泛使用3D打印来制造义齿，这些义齿是单独定制的，可以从一台3D打印机中一起打印出来。
最后，3D打印开始逐渐运用到外科手术中，如整形外科中的断层扫描能转换成3D打印的断层副本，便于外科医生弄懂手术该如何进行。尤其在医疗管制不太严格的兽医外科方面能起到较大作用。但目前都没有进行大规模制造，在接下来的几年里可能会有较大的应用。
许多人认为便宜的家用打印机（如RapMan、MakerBot、Cubify及Fab at home）会对3D打印的未来产生影响，让人们很难将其作为一种技术来看待。这些打印机的使用确实对3D打印的传播起到了作用，但却将其描述得天花乱坠。一些畅销书如科利·多克托罗的Maker（见178页），书中的主角使用3D打印机和“黏稠物”（理论上指的是环氧树脂材料）制造了从游乐场的旋转木马到电子部件等几乎所有东西！当然，所有这些宣传都是有益的。
3D打印的未来可能存在于黑客空间和“创客”与“极客”这些社区中，他们可以利用网络和开放源代码社区来扩展DIY 3D打印的潜能。
想要预测未来总是很难的，但笔者觉得3D打印可能会朝着不同的方面进行发展。3D打印这一制造金属部件的高端行业还将继续高端下去，主要被大型工业制造商用于生产价值几十万英镑的高科技机器上的高级零件。这些高科技机器会变得越来越专业，在特定领域能生产出某些超高质量的部件。
笔者觉得在过渡时期，3D打印的中间地带会被Shapeways、Sculptyo 和Imaterialise (参见第2章)这些服务平台占据。你可以在这些服务平台的网站上订购所需的部件，就像在亚马逊网上订购物品一样。订购后部件会被打印出来，完工后再派送给你。服务平台一边大规模地为顾客定制打印部件，一边控制其规模，减少入库、运输和存储的需求，真正做到了满足顾客的及时需求。笔者觉得这是发展前景最广阔的一部分，因为许多产品都是这样制造出来并派送给顾客的，但顾客几乎都不知道这些都是3D打印的成果。回到数字打印模拟这一块，这种制造方法叫作“按需打印”，就像当前一些书籍制作网站如路路（Lulu）、布勒（Blurb）或亚马逊等都是在收到订单后才开始打印和装订图书的。因此，尽管书籍是在大容量的大型机器上进行生产的，也只是一小段连续的打印过程。
可以设想一下，在3D打印的“低端”市场上，便宜的打印机充斥着玩具、业余爱好者和学校等市场，就像20世纪中期的“麦卡诺”一样。MakerBot打印机将不可避免地用于制造高质量的教育工具，或是制作可回收材料做的昂贵玩具。但这些打印机真的能长期制造除了食物之外的物品吗？笔者对此持保留意见。事实上，在便宜的熔融积淀成型(FDM)机器喷头上已经可以打印出可食用的巧克力和糖粉了。
那么，3D打印技术是如何运用到艺术创作中的呢？这一技术对艺术的影响是慢慢发展起来的。随着3D打印的入门学习变得更为容易，价格也更为合理，越来越多的从业者开始慢慢加入了早期使用者的行列，这些早期使用者还包括设计领域的阿萨·阿叔奇和视觉艺术领域的凯斯·布朗等。随着更多的艺术家和创意人员开始使用3D打印，这一技术也必将变得更为主流。但此时此刻，大多数使用者关心的只是这一技术本身，而不是运用该技术所能创造的物件。尽管艺术家很少引领新技术的发展，但某些资深的艺术家正开始打破这一技术的局限，将其运用到更新、更有趣的领域。从这时起，3D打印技术才真正变得更主流、更实用，而不是仅仅制造一些技术类的人工制品。
笔者确信3D打印技术有潜力打破艺术和科学的界限，这一观点最初由查尔斯·珀西·斯诺在20世纪50年代提出。2 斯诺解释道，从历史上讲艺术和科学并非是完全分开的领域，但到20世纪50年代时，它们成了两种完全不同的哲学体系。近年来，多数人试图在艺术和工业之间建立起一种表面的关联关系。与此相反的是，本书的基本原则是在艺术和科学之间建立起直接关联，这是作者在CFPR所采用的方法，这一方法还引起了政府和研究理事会的关注。3本研究通过案例说明了这项新技术会如何影响未来工业的发展，如何为英国的经济带来财富，同时也为艺术和工业之间如何建立关联提供了标本。
最后回到视觉艺术领域，3D打印的潜能在于其可以作为新工具使用。技术本身不会创造艺术；对于使用者而言，技术是无生命力的，是辅助的，尽管这种辅助性在所制造的物体上表现得并不明显。但笔者相信，会有一群艺术家以某种从未设想过的方式来使用该项技术。在写这本书时，笔者遇到过一些创新又精美的作品，这些作品对技术的使用已经超过了工艺本身，让笔者感到惊喜不已。特别是卡琳·桑德尔、斯蒂芬妮·伦珀特、玛丽安·佛利斯特、内里·奥克斯曼、阿萨·阿叔奇以及艾里斯·范·荷本所创作的作品，让笔者不禁想拥有，想与这些作品共同生活。当然，不仅因为这些作品是3D打印的，还因为它们所具备的艺术美感。笔者还相信，3D打印会带来意想不到的民主。从传统意义上讲，这一技术的关注者会认为“极客”和数字界面等需要对软件和工程有所了解，属于年轻男性感兴趣的领域。但事实上，书中笔者提到的3D打印从业者有5/6都是女性。这说明，至少在创新领域，技术使用者不一定非得遵守数字技术方面的历史准则。
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