1704023891
现在，你可以买到定制的3D打印《魔兽世界》角色玩具人偶，或是你自己的Xbox Live在线游戏头像。在东京，你可以扫描自己的头部，然后得到逼真的“本尊”玩具人偶（千万别被吓到啊）。
1704023892
1704023893
商业3D打印仅使用几十种材质，大部分为各种金属和塑料，还有更多材质正在试验中。研究人员正在试验更多新奇的材料，比如木浆和碳纳米管，扩大该技术的应用范围。某些3D打印机可以打印电路，从无到有地制造出复杂的电子产品。还有一些能够在纸杯蛋糕上打印糖衣，以及喷射出融化的巧克力等液态食品。
1704023894
1704023895
在巨型规模方面，已经有3D打印机可以“打印”混凝土材质的多层楼房。目前，这样一台3D打印机必须和能够打印出来的建筑物一样大小，但很可能某一天就能够作为水泥搅拌车的内置部分出现，通过位置数据决定浇筑混凝土的位置与数量，直接读取、执行建筑设计师的CAD图纸。
1704023896
1704023897
同时，研究人员也在努力在相反方向上取得进展：在分子层级使用3D打印。现在已经有能够在惰性材料“支架”上3D打印病人自身细胞的“生物打印机”了。一旦细胞正确着位，就可以生长成器官，目前已在实验室中创造出了膀胱和肾脏。如果使用干细胞打印，新生组织则会形成自己的血管和内部结构。
1704023898
1704023899
现在，对于3D打印前景的看法可以说是理想远大。三维CAD软件领先制造商Autodesk的首席执行官卡尔·巴斯认为计算机控制制造与原有的大规模生产同属脱胎换骨似的变化，不仅能改变传统消费品的制造方式，还能在小到生物分子层级、大到房屋与桥梁等各个规模上进行3D打印。
1704023900
1704023901
巴斯在为《华盛顿邮报》撰写的一篇文章中解释了此种制造方式的不同之处：
1704023902
1704023903
小批量生产高质量产品、以合理价格售出的能力正在引发巨大的经济混乱，其中可以看到美国制造业的未来。
1704023904
1704023905
在3D打印等计算机控制的制造进程里，复杂性与品质不会产生任何成本……传统的纸质打印机能够轻松打印出一个圆圈或是一张《蒙娜丽莎》。3D打印机的原理同此。
1704023906
1704023907
从设计角度看，这是革命性的进步。设计师不再需要关心或了解制造进程，因为计算机控制的机器会自行决定，可以用金属、塑料、纸板或蛋糕糖衣制作同一个设计产品。（也许这样的功能不是非常实用，但一定会存在。）巴斯解释：“我们有史以来第一次能够将产品设计与制造分离开，因为产品所有的打印信息都已经包含在设计中了。”
1704023908
1704023909
3D打印机更具优势的地方是，鉴于其不断发展且用于小规模的定制制造，此类打印机制造产品的方式更具可持续性。由于产品都在本地制造，运输成本很低或为零。所用原材料仅为所需材料，因此造成的浪费很少甚至没有浪费。而且，既然是客户定制的产品，则会受到更多重视，保存时间更长。个性化产品被主人抛弃的概率要低得多，人们非常在意此类物品。
1704023910
1704023911
《福布斯》杂志的出版人里奇·卡尔加德认为3D打印“是2015~2025年的变革性技术”。他写道：
1704023912
1704023913
使用3D打印机，可以把制造业经济由大规模工业重塑为以前小型设计商店的手工匠人模式。换言之，制造真实的物品可以由资本密集型产业转变成更接近艺术与软件的模式。这有利于美国的创造性技术发展。
1704023914
1704023915
但也必须谨记3D打印和其他数字生产技术的劣势，它们无法创造规模经济。制造1 000个产品和制造1个产品，前者的单位成本并不比后者低。所以，此类制造的优势在于：更改每一产品的特性或仅仅制造少量产品，并不会造成任何损失。
1704023916
1704023917
这恰恰是大规模生产的反过程。大规模生产的优势在于重复制造与标准化，而3D打印则有利于个性化与定制化。数字制造时代的一大胜利是我们可以在大规模生产与定制之间做出选择，却不用支付昂贵的手工制作费用。这两者现在已经成为可行的自动化制造方法。
1704023918
1704023919
如果想要做100万只橡皮鸭子，注塑成型是必需的步骤。第一只橡皮鸭子的成本可能会高达1万美元，因为需要使用工具制作模型，但之后制造的每只鸭子都会分摊这笔一次性开支。等到100万只橡皮鸭子全部制作完成，每只的成本不过是很少的原料开销。再看看用3D打印制作橡皮鸭子，情形就完全不同：制作第一只鸭子可能只需要花费工本费20美元——巨大的成本节约，但糟糕的是，做到第100万只鸭子时，每只的成本仍旧这么多——成本支出不会因为生产数量增加而降低。
1704023920
1704023921
除了机器成本分摊之外，3D打印一次只能制作一只橡皮鸭子（可能要耗费一个小时的时间），而注塑成型一次能够制作一打或者更多，所用时间甚至不到一分钟。但注塑成型要求至少生产数百只橡皮鸭子，方能体现其成本低廉的优势。数字制造在小批量生产上胜出，而大批量生产还是需要采取传统的生产模式（见图6–1）。
1704023922
1704023923
1704023924
1704023925
1704023926
图6-1 制造橡皮鸭子的两种方法
1704023927
1704023928
考虑一下有多少产品实际上更需要小批量生产，而不是以百万为单位大规模生产。实物长尾在数十年前还只能依赖于手工制造，而今天，数字制造已经可以最小批量地自动化生产近乎完美品质的产品。因为未能通过大规模生产经济验证而不能上市的利基产品，或是那些需由手工制造而贵得惊人的产品，现在都唾手可得。
1704023929
1704023930
数字制造颠覆了传统制造业经济学。大规模生产中最大的开销为前期的工具投入，而且产品越复杂，更改越多，成本也就越高。数字制造则刚好相反，传统制造中昂贵的东西在数字制造中无须任何花费。
1704023931
1704023932
1. 变化无须花费：制造不同的产品与制造完全一样的产品花费相同。
1704023933
1704023934
2. 复杂性无须花费：3D打印各种小型部件构成的精确产品与3D打印一个普通的塑料块花费相同。电脑无所谓要做多少运算。
1704023935
1704023936
3. 灵活性无须花费：在生产开始后修改产品只需要修改指令编码。机器无须任何更改。
1704023937
1704023938
上述优势不一定只体现在3D打印中。我们已经有了类似的定制“标准化平台”：T恤衫及其他简单服装、咖啡杯和便签等，Threadless、CafePress等公司已经在产品定制打印中找到了巨大商机。此例中，使用的技术还不是3D打印，仅仅是复杂图案和材质的2D打印而已，但效果相同：为永远无法在大规模生产市场中立足的产品开创出欣欣向荣的市场。
1704023939
1704023940
通常，Threadless和CafePress公司接受的定制数量为几十件，而不是几件，当然也不会接受数千件的定制，但这一长尾的集合效应却不能小觑。CafePress公司有超过200万个客户，其2011年的收入为1.75亿美元。该公司的股份已经公开交易，就在我写下这段文字时，CafePress公司的市值已经达到了2.5亿美元。这对T恤衫和马克杯定制印刷公司来说，业绩不错。