倫理與安全 3D打印產業的弊端

寂靜天花板

科學技術的進步總是伴隨著相應的弊端，增材制造也是如此。3D打印是材質一層層堆積成形，每一層都有厚度，這決定了它的精度難以企及傳統的減材制造方法。為提高精度，則需不斷降低每一層的厚度，這在難度提高的同時，制造時間也大幅延長。而層和層之間粘結再緊密，其產品性能也無法和傳統模具整體澆鑄的零件相媲美。此外，打印材料的限制也對技術的應用范圍形成掣肘。目前，可供3D打印的材料有300多種，多為石膏、塑料、可粘結的粉末顆粒、樹脂等，制造精度、復雜性、強度等難以達到較高要求，主要應用于模型、玩具等產品領域。對于金屬材料來說，如果液化打印則難以成型，采用粉末冶金方式，除高溫還需高壓，技術難度很高，因此，諸多金屬材料在短期很難實際應用。

價格是制約3D打印普及應用的另一個因素。中低端機器主要采用聚合物成型材料，面向個人消費者設計需要，可打印眼鏡框、樣板房和玩具等小型物件，以美國Makerbot為代表的個人3D打印機售價在2000美元左右。高端機器采用聚合物、金屬和陶瓷等材料，主要用于原型制造和大型結構件直接制造，售價在20萬～200萬美元之間。可見，無論面向個人還是專業機構，當前3D打印機的價格還是非常昂貴的，而主要用于模型制造的有限價值使得設備需求量難有爆發性增長。即使3D打印機成本能夠降下來，單個商品的制造成本依然得不到解決。使用3D打印機制造商品，其成本要遠高于大型企業規模化生產后均攤到每一件商品的成本，而批量生產也比3D打印產品的速度快得多。

據福布斯中文網報道，美激進組織“分布式防御”正在利用3D打印技術制造可以開火并具有殺傷力的槍械，任何人都可以通過互聯網在家里下載這款槍支的設計圖，然后借助3D打印技術制造出來。該組織已開始打印槍支部件并進行實彈射擊測試，這一事件引發全球有關3D打印槍支的爭論。此外，可以克隆人體器官的3D打印技術在給醫學界帶來無限想象力的同時，也面臨著倫理上引起大眾質疑的困境。隨著3D打印技術的進步，其引發的安全風險和倫理質疑將越來越大，如何保證3D打印技術不被犯罪分子和恐怖分子利用來為非作歹，如何建立一套行之有效的監管機制，將對技術的成長極為重要。

聯合國開始重視3D打印槍支安全問題，上個月在聯合國舉行的第二次政府專家會議（MGE2）上，討論了小武器和輕武器的非法貿易問題。這次會議在紐約市舉行，是Programme of Action（POA）計劃的一部分，該計劃于2001年由聯合國發起。盡管明顯有無數話題涉及到這類問題，但是當時會議上大多數的討論還是集中在了3D打印槍支方面。這次參與會議的代表來自94個不同的聯合國成員國，他們中有許多人討論了關于規范無法檢測的3D打印槍支的制造與傳播的重要性。近日，關于該次會議的主席摘要已發布，使我們真正透徹地了解國際社會與世界如何看待這一技術以及它可能帶來的危險。

  “在MGE2看來，涉及到3D打印槍支的一個潛在挑戰是這些武器更加容易瞞過許多標準的篩選機制，特別是金屬探測器：一些測試表明，3D打印的武器，有些甚至含有金屬部件，通過了傳統步行金屬探測器的檢測，盡管這些武器在機場已經被X射線掃描儀檢測到。”本次會議的主席摘要稱。

     而盡管摘要表達出了對該技術的關注，但它指出，由于缺乏經濟、可用的3D打印設備以制造出可靠的槍械，我們距離該技術所可能帶來的嚴重威脅仍有很多年時間。該報告援引了分布式防御組織的3D打印Liberator手槍作為例證指出這種槍支是不可靠的，他們同時指出，Solid Concept公司3D打印的M1911金屬手槍盡管質量可靠，但是屬于一種非常昂貴的方法。 該報告還指出，3D打印行業正在實現快速增長，并且隨著技術的改進其價格將全線下降。

“近年來，3D打印技術已經被，在某些情況下，用于制造武器，所使用的材料包括聚合物和金屬等，雖然就目前而言使用這種技術制造出來的武器可靠性并不是很高。”摘要解釋道。“不過隨著技術的進步這種情況可能會改變。而且目前的打印武器，雖然無論是只能發射一次還是超過10次，都已經構成了威脅。”
   雖然與會代表認為，由于3D打印槍支所面臨的成本和操作限制，使得黑市上關于傳統槍支的非法銷售仍將繼續。但是其中有些代表提出的看法和討論的內容對于業內人士而言仍然是相當驚人的。專家們不僅討論了控制可3D打印槍支的設計文件在互聯網上的傳播，而且也討論了對于3D打印機的實際銷售和出口的控制。

     尤其是我國，我國代表呼吁小組審議“在3D武器打印的背景下加強對3D打印的規范”，建議“確保關于3D打印機的出口許可證制度實施到位”和“注意3D打印機的轉售”，來加強對3D打印技術的控制。

   會上專家們還討論了通過3D打印非法修改或改裝槍支的危險，以及使用聚合物材料的3D打印槍支對于執法的影響。這種“一次性”的槍支可能會抹去一次犯罪的所有證據線索。 例如，一個殺人武器很容易在幾分鐘之內被融化，幾乎不留痕跡。

左圖為國際主要競爭機構專利情況，右圖為全球增材制造優先權專利地域分布 出處：上海科學技術情報研究所分析制作

滾刀魚

我一直在關注這個3D打印技術，讀在職碩士的時候研究方向是先進制造技術，3D打印技術占據了先進制造技術這門課的的大部分篇幅，如今此項技術在國外已經是工業應用，國內還停留在打印個玩具的水平，這個值得我們反思。我相信未來3D技術的開發和應用肯定會給制造領域和科技領域帶來革命性的變革，至于3D技術應用于武器制造肯定會受到法律的制約。如果將來半個小時就能打印一顆洲際導彈，后果是非常可怕的。