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3D打印：从想象到现实 [:1700398848]
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3D打印如何既环保又不浪费
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3D打印对环境的危害与制造过程和原材料没有一点儿关系，这一风险也是一个新的思维方式。3D打印使人们能够设计并制作任何他们所能想象的实体物品，但常言道，“天下没有免费的午餐”。一种生产工具产生的同时也会诱使人们浪费。
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几十年前，低成本激光打印机刚刚问世时并没有立刻促成无纸化办公，反而是廉价而又可广泛应用的打印技术使人们开始随便打印，造成浪费。同样，普遍存在的3D打印机可能导致更多垃圾的产生，人们可以随意制作物品，而这种制造的便捷性会造成浪费，但人们意识不到他们的行为所产生的下游成本。
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人们会建议工程师、裁缝甚至外科医生，在动手之前一定要多测量几次。当生产成本或风险很高时，设计师或工程师会一次又一次地测量和规划，以确保生产能够按计划进行。易于使用的设计软件和唾手可得的3D打印机很容易会使人们忽视环保。不幸的是，3D打印使某些易受影响的人产生了一种“非理性制作”的想法。
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我已经亲眼看到了非理性制作的影响。有一天早上我来到实验室，发现20多个打错的、形状类似的塑料品随意地摆在实验室3D打印机旁边的桌子上。原来这些垃圾的创造者是我的一个学生，他为了课程作业在实验室里熬了一晚上，疯狂地一遍遍打印有瑕疵的图纸。就像一位受挫的作家一页页扯掉不满意的作品，这位学生打印出一件设计作品，略微调整了设计图纸的尺寸后，又打印了一遍，希望下一个会比上一个打印效果更好。
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软件工程师通过编辑和数字形式的测试对未完成的比特码进行调制，但是编辑和重新编辑坏编码的过程并不会毁掉之前的原材料。它只是浪费了时间以及开发者的耐心，却并不会将垃圾桶填满这种畸形的塑料物品。
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由于3D打印机加快了原型机制造的进程，不环保的调试过程已成为一种人们可以真正触及的选择，至少对于一些小东西来说是如此。如果人们使用3D技术打印尚未成熟的设计理念，而不是先在计算机上模拟或测量两三次的话，他们的思路也许就是在调试而不是在设计了。目前对实体物品的调试既昂贵又费时，3D打印技术使人们可以很容易地通过打印测试他们的设计图纸，而这是他们之前只能通过手工雕刻或是大规模生产技术进行设计时做梦也想不到的。
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图11–5 失败的打印品：我们是不是在通过试验和纠错进行设计
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可以想象，如果你去任何一家允许学生或工程师无限制使用3D打印机的商店或实验室，那么任何一个桌面上都会堆满失败的3D打印试验品。但在某些情况下，当使用仿真软件不能很好地检查复杂的设计时，实物调试也是有好处的。随着设计的复杂化，即使是一位技术熟练的工程师也不可能仅仅通过盯着计算机显示器，就预测出打印出来的成品到底行不行。好的计算机建模软件能够辅助模拟一个设计对象的物理属性，但是仍然替代不了实物。
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快速制作的3D打印原型可以减少规模生产流水线上的浪费。把数字化的设计图纸打印成实物，工程师和设计师可以最后一次确认他们的产品方案是否可行。而在规模生产中，设计问题和审美缺陷可以在机器开到高速制作档前进行纠正，这时已经消耗了大量的能源，并制成了成千上万个错误的版本。
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3D打印技术给环境带来希望的同时也带来了风险。从现在开始计算，在未来的20年中，如果查尔斯·穆尔还能在“太平洋垃圾补丁”那里打捞到3D打印的塑料玩具、定制淋浴窗帘环或其他塑料制品，那3D打印技术就太令人失望了。理想情况下，所有的制造过程都应该像沙漠里的太阳能烧结过程那样绿色、创新。3D打印技术不可能天生就是绿色环保的技术，我们必须积极努力地打造并改善3D打印技术。如果我们能够在开发3D打印技术独特能力的同时，也开发更绿色环保的打印材料，那么我们将给环境带来更多益处，产品的供应链会缩短，从而形成新一代的优化产品。
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(1)1磅=0.453 5千克。—编者注
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3D打印：从想象到现实 [:1700398849]
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3D打印：从想象到现实 第12章 当武器和毒品也能打印、知识产权彻底失效时
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法律可以是人们的保护伞，也可能成为人们的障碍，特别是在法律中试图定义安全或所有权等哲学问题时，这种现象更明显。我曾有过这样的实践经验，即在一个专门针对那些对设计和工程感兴趣的高中生的夏季研讨会上讲授知识。在为期一周的课程中，我主要通过使用简单的设计软件和实验室的3D打印机为学生们讲授产品的设计原则。该课程需要每个学生设计一款产品，并给它命名，而且要描述它的商业价值，并最终在Shapeways公司网站上发布和销售。
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在一周课程临近结束时，学生们制作了丰富多样的产品设计方案。在最后一堂课上，我给学生们演示了最后一步，每个学生将产品设计文件上传到Shapeways公司网站上销售。
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这时，一个学生举手说：“如果我把我的产品设计文件上传到互联网上，有人下载并拿它制作一批复制品而付给我设计费，那怎么办？”值得注意的是，这个学生在刚开始上课的时候还乐呵呵地向他的朋友演示如何将自己的iPhone手机“越狱”，从而可以免费下载音乐。
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另一个学生认为，也许不应该把产品设计的全部文件都上传到网上。她不确定为自行车车把设计的iPhone支架能否有效地固定手机，避免手机滑落而摔坏。还有一个学生说，他并不关心是否有人使用他设计的3D打印头解决3D打印的难题，他真正关心的是是否有人拿了他的设计并据为己有。
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这些高中生用了几分钟时间就指出了摆在眼前的法律挑战。就像几十年前的计算机行业一样，现在我们身边的3D打印机及相关服务市场还处于起步阶段。这是一个开放的前沿领域，很少有人涉足，其中的商业氛围也不浓厚，以至于还没有引起国会议员、企业诉讼律师和犯罪分子的广泛关注。
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新兴的且能够改变游戏规则的技术，其后续影响是难以预料的。看看我们的个人计算机，也就是短短10年左右的时间，计算技术已经从根本上动摇了我们的法律制度。
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一个简单而直接的问题出现了，基于互联网的商业交易产生的本地销售税或增值税（VAT）已成为一个复杂的会计问题。在互联网上，跟踪犯罪已经有了一个全新的内涵。有些公司自行将消费者隐私保护法进行延伸，它们无耻地跟踪客户的互联网搜索、浏览记录以及购买习惯。有组织的犯罪不再是一个集中的、局部的现象，网络犯罪分子正在遥远而隐蔽的地方从事欺诈和间谍活动。