3D 打印连器官都能打，却打印不了一本书？ | 早期实验室

编者按：3D打印可是神通广大的技术，可以打印出模具、器官等等复杂精巧的物品。然而又有谁能想到，普通打印机都能打印的普通书籍，对于3D打印来说却是个难题？知名科普网站 Popular Science 日前发表文章解释了这一问题，原来最大的难点是在打印书页的同时装订起来。以下是正文。

34年之前，Chuck Hull发明了立体光刻技术，催生了神奇的3D打印。这些年来，人类用创造性和智慧将3D打印用来制造身体器官、桥梁甚至是汽车。

来自伦敦目前在以色列的工程设计师Ron Arad正在解决一个看起来很简单的挑战：他想要用3D打印技术来打印书籍。“3D打印技术可以把平面的一切变到真实的世界中，” Arad这样告诉PopSci，“我们正在努力完成这项工作”。Arad在网络上因为他的“花瓣飞车”而家喻户晓：轮子由很薄的钢条按照圆形排列，轮子形成一种类似花瓣图案的死飞。因为看起来外观过于奇怪，大多数人认为这个车根本不能用来骑行，但是他的功能却很强大。“花瓣”旋转的飞快，看起来轮子仿佛消失了，自行车漂浮在半空中。

和漂浮自行车相比，用3D打印技术印书看起来过于简单，毕竟人类在很久很久之前就可以进行大规模的书籍的印制。但是即使3D打印使许多不可能变成可能，打印一本书——尤其是这种在每页打印的同时完成装订工作——是很难的。Arad笑着说，这个问题其实很难，如果这项技术实现了，将会是世界上第一个3D打印的书。在2014年，Tom Burtonwood和芝加哥艺术学院合作将该院博物馆中珍藏的《浮雕艺术》3D打印出来，书的每页都单独打印出来然后进行装订。Arad打印的书会使打印和装订同时进行。Arad的书至少有一本会在宇宙中进行打印，将和NASA、日本航天局和欧洲航天局合作在国际空间站中进行书的打印。

这本每页都是浅浮雕的书是打印完成后进行装订的，Arad的书将一体化完成打印装订工作。

爱因斯坦基金会将这本书作为他们活动项目的一部分，以纪念爱因斯坦广义相对论论诞生100周年，也为了发扬爱因斯坦所崇尚的“创造性、智慧和人性”理念。这不仅仅是一本书，从外形上来看，是爱因斯坦头部的形状。

Arad说：“我们从来都不刻板的完成安排的工作，我们总是用自己的创造性改变它。”本来这本书的外形是要将爱因斯坦的头部和标志性的发型都保留。但是随着工作的进行，他们决定要将在科学和艺术方面有所造诣的科学家、思想家和艺术家收录在此书中。除了身体上的标志，他们更想让大家注意到爱因斯坦卓越的才华：在诗歌、文章甚至是草稿里的艺术性和创造性。整个项目会收录100个卓越的人类，分为10大类，下至科学、文学、政治和技术，上至宇宙——它不单单是一本书，更是一颗时间胶囊。全球限量300本的这本书将于今年秋天在蒙特利尔揭开神秘的面纱，爱因斯坦基金会将此项目称为“世纪盛宴”。截至目前为止，诺贝尔物理学奖获得者Steven Chu.、建筑师Frank Gehry和作者Chimamanda Ngozi Adichie 和 Paulo Coelho已经加入了这个项目。

上图是Arad和他的3D打印书，Arad生于爱尔兰，本书像闪族语（包括希伯来语和阿拉伯语）的书一样从左向右开合

每个人物都将占用一页纸张，意味着Arad总共需要进行100张纸张的3D打印。不像普通的书，每页都进行双面的打印，Arad运用的3D打印技术（也叫选择性激光烧结术）的核心就是按照空间中的模板进行打印。“技术上仍然存在着挑战”，Ron Arad工作室的首脑Marcus Hirst说道，你可能经常看到他骑着Arad设计的漂浮自行车。最大的挑战就是我们要逐页进行打印，而不是一次进行很多张。目前的3D打印技术还不能完成这项工作，我们不能通过铸模来完成我们的工作。

大多数人对于3D打印的理解就是：首先像玩乐高一样建造模型。选择性激光烧结术将不同的模型融合在一起，这项技术开始被应用在细金属焊接中。这是一项精细的技术，因为需要精确的操控每个刀片的刀口。目前这项技术已经应用到很多领域，包括艺术领域。

上图：打印过程就是按照椅子空洞中的字符进行打印

麻省理工机械工程专业的副教授Nicholas Fang说，这个过程就像是你在广阔的沙漠上，拿着胶水将沙子粘合成书页的模样。无论你的胶水有多粘，书页都会和沙床一样深。他还说，在选择性激光烧结的情况下，激光是胶水，沙子是主机的粉末：“可能是尼龙、聚苯乙烯，甚至是是玻璃硅和其他熔融聚合物的绿色混合物”。激光记录下页面的形状和字母的边缘，等到这页冷却之后再进行下一页打印。根据Fang提供的信息，在实验室中选择性激光烧结可以打印的厚度为10微米——一根头发十分之一的厚度。Arad的页面比较厚，因为页面内需要有字母形状的空洞，也因为他在同一个打印机上进行每本书的打印，需要解决页面相互粘连的问题。他还说：“我们主要考虑到的是这种材料装订时的灵活性。”

翻译来源：虫洞翻翻      译者ID：Horizonn    编辑：郝鹏程