隨著英國前總統克林頓對3D列印控制技術的倡導，那個金融行業有如閃電通常掃到現代輕工業。藥理學，建筑物，電子零件，國際航空機械設備等應用領域對3D列印的積極探索工程項目有如遍地開花。在百家爭鳴的自然環境下，基本上每一月都有捷伊3D列印基本概念被明確提出，每一月都有捷伊3D列印機器被面世。那時他們要深入探討的并并非早已紅遍業內的SLM或是Polyjet，而要那些較為炙手可熱的基本概念。

ASTM (英國金屬材料與測試聯合會) 在2009 年10 月正式宣布重新命名二維列印(3D Printing)為involves研磨(Additive Manufacturing)。 無可奈何3DP是個很難盛行的詞，到現如今業內卻是有味叫3DP。 他們常用的3D列印機都是列印塑膠，合金和二氧化鈦。總之，微生物列印，腎臟列印等也成了那些年的炙手可熱。

科學家的腦洞永遠是個黑洞，還真就有那么幾個不按照規矩發牌的團隊。在這篇他們重點介紹列印冰模型，列印紙模型，和列印肉這三種基本概念。列印肉?真肉，真的牛肉羊肉豬肉，口味略重，最后介紹。 本文如果觸犯某些宗教信仰請見諒，這只是一篇耿直的學術報告。

此基本概念被密蘇里大學羅拉分校的Ming Leu博士明確提出。相比于常被用來做鑄造原型的石蠟或是塑膠，冰顯然更環保。于是利用3D列印冰原型來制造鑄模成了一個誘人的主意。

在這里稍微科普下鑄造，首先做一個原型，通常是用石蠟或是塑膠這種難塑形的金屬材料。其次，將沙粉或是陶瓷粉覆蓋到原型上(通常加入粘合劑)，直到定型。此過程通常稱作沙模 (sand casting)或是脫蠟(investment casting)法。最后，通過加熱固化模具，同時抽離鑄模。

如下圖1所示，快速凍結原型機利用一個準確定位噴頭將水一層一層的撒到冷卻臺上， 液體水快速轉化為固體，形成一個晶瑩剔透的原型。這并并非簡單的灑水，科學家們花了大量的時間研究了熱力學原理，和水的固液態轉化過程，才準確的定義了水滴的大小，噴水的速度，和冷卻溫度等。

圖1：快速凍結原型機的工作原理。 摘自文獻1.

現實：(1)在室溫下，制作鑄模的金屬材料顆粒尚未附著上冰原型，微小的冰結構自己就融化了。除非去零下的冷凍室完成沙粉或是陶瓷粉的覆蓋。問題是，溫度越低，那些沙粉或是陶瓷粉的粘合劑流動性越差，很難附著在模型表面。(2)想要使用醫用冰模型，醫生必須不怕冷，能在冷凍室拿著冰模型跟工作人員討論手術細節。(3)美麗的冰晶造型只限冬天在零下的自然環境下結婚的人，為了這冰雕，酒店暖氣都得關掉。除非你能請來冰雪女王Elsa。

評論：就環保來說，前景卻是美好的。他們團隊最近還研究出了用糖溶液來做可溶解支撐的控制技術，堅持環保。 他們的大東北或是他們在西伯利亞的鄰居可以用快速凍結原型機列印門口的獅子，柵欄，雕塑。不負責的推薦，哈爾濱有關單位可以考慮買幾臺，列印冬天店外的各種冰晶展品，列印一個冰雪小世界。

2. 列印紙- 選擇性紙層積累列印(Selective Deposition Lamination)

圖2：選擇性紙層積累列印的工作原理

此電腦的工作原理很簡單：鋪一層紙，用激光刀切出這層的形狀;加熱溶解紙上的膠水，兩層緊緊的粘合在一起。是并非想到了他們小學的手工作業?

然而，他們是如何列印出顏色的呢?不要吃驚，他們用的是一個Epson的2D彩色列印機!有顏色設計的那層紙用彩色列印機印上顏色，然后鋪過去切。

夢想：(1)鑒于目前市場列印機使用的金屬材料限制，顏色較為單一。選擇性紙層積累列印機能列印出顏色極其豐富的模型。比如飯館用來展示菜品的紙蘋果，紙香蕉，紙面條，紙碗;用來裝飾的紙燈罩，紙餐巾紙盒，等。(2)環保，紙的廢料可以再用來做紙，無限循環。(3)安全，紙無毒無害，　可安全觸摸。

現實：明明花幾十塊錢就能買到或是定做到各種顏色豐富，無毒，可觸摸的石膏或是塑膠的制品，為何要花大價錢，花功夫弄一個列印機去做呢? 可能我的環保意識還不夠。

3. 列印肉- 3D列印肉(3D bioprintsteak/meat)

本文最重口味最可怕的部分來了，列印肉!WHAT! 列印肉?作為一個吃貨，看到那個基本概念機的時候，我的內心是顫抖的，是害怕的。

那么，3D列印肉的原理是什么呢?

圖3： 3D 列印肉流程示意圖

首先，提取豬身上的細胞，利用3D 列印控制技術完美的模擬出肉組織細胞的分布結構。比如，肉中的軟骨支架，血管，不同部位不同類型的細胞分布等。

其次，3D列印的微型細胞結構，在模擬的跟動物身上完全一樣的自然環境下，進行自然分化(這樣欺騙細胞真的好嗎?)。例如，五花肉細胞就完全模擬五花肉的受力情況和結構。

最后，微型細胞結構開始從肉細胞長成肉塊，成熟后直接做成香腸，肉排等。想吃五花肉就列印五花肉的結構，肥瘦相間，完美五層。想吃豬腳就列印豬腳，從此還省了啃骨頭的苦工。是并非很方便，是并非很環保?從此養殖戶屠宰場成歷史。

備注：其實微生物列印最先的基本概念是利用細胞分化列印人體可移植腎臟，用來幫助那些需要腎臟移植的病人。最捷伊研究報道中，有科學家成功列印了兔子的軟骨并完成了移植手術。這項控制技術在藥理學方面的價值不可估量。

換個方向，如果能大批量的列印毛皮，象牙等，人類對瀕危野生動物的偷獵情況是否能有所改善?

【參考文獻】

3. //3dprintingindustry.com/news/update-andreas-forgacs-on-3d-printed-meat-6610/

4. all3dp.com/meat-3d-printing/

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