伦理与安全 3D打印产业的弊端

寂静天花板

科学技术的进步总是伴随着相应的弊端，增材制造也是如此。3D打印是材质一层层堆积成形，每一层都有厚度，这决定了它的精度难以企及传统的减材制造方法。为提高精度，则需不断降低每一层的厚度，这在难度提高的同时，制造时间也大幅延长。而层和层之间粘结再紧密，其产品性能也无法和传统模具整体浇铸的零件相媲美。此外，打印材料的限制也对技术的应用范围形成掣肘。目前，可供3D打印的材料有300多种，多为石膏、塑料、可粘结的粉末颗粒、树脂等，制造精度、复杂性、强度等难以达到较高要求，主要应用于模型、玩具等产品领域。对于金属材料来说，如果液化打印则难以成型，采用粉末冶金方式，除高温还需高压，技术难度很高，因此，诸多金属材料在短期很难实际应用。

价格是制约3D打印普及应用的另一个因素。中低端机器主要采用聚合物成型材料，面向个人消费者设计需要，可打印眼镜框、样板房和玩具等小型物件，以美国Makerbot为代表的个人3D打印机售价在2000美元左右。高端机器采用聚合物、金属和陶瓷等材料，主要用于原型制造和大型结构件直接制造，售价在20万～200万美元之间。可见，无论面向个人还是专业机构，当前3D打印机的价格还是非常昂贵的，而主要用于模型制造的有限价值使得设备需求量难有爆发性增长。即使3D打印机成本能够降下来，单个商品的制造成本依然得不到解决。使用3D打印机制造商品，其成本要远高于大型企业规模化生产后均摊到每一件商品的成本，而批量生产也比3D打印产品的速度快得多。

据福布斯中文网报道，美激进组织“分布式防御”正在利用3D打印技术制造可以开火并具有杀伤力的枪械，任何人都可以通过互联网在家里下载这款枪支的设计图，然后借助3D打印技术制造出来。该组织已开始打印枪支部件并进行实弹射击测试，这一事件引发全球有关3D打印枪支的争论。此外，可以克隆人体器官的3D打印技术在给医学界带来无限想象力的同时，也面临着伦理上引起大众质疑的困境。随着3D打印技术的进步，其引发的安全风险和伦理质疑将越来越大，如何保证3D打印技术不被犯罪分子和恐怖分子利用来为非作歹，如何建立一套行之有效的监管机制，将对技术的成长极为重要。

联合国开始重视3D打印枪支安全问题，上个月在联合国举行的第二次政府专家会议（MGE2）上，讨论了小武器和轻武器的非法贸易问题。这次会议在纽约市举行，是Programme of Action（POA）计划的一部分，该计划于2001年由联合国发起。尽管明显有无数话题涉及到这类问题，但是当时会议上大多数的讨论还是集中在了3D打印枪支方面。这次参与会议的代表来自94个不同的联合国成员国，他们中有许多人讨论了关于规范无法检测的3D打印枪支的制造与传播的重要性。近日，关于该次会议的主席摘要已发布，使我们真正透彻地了解国际社会与世界如何看待这一技术以及它可能带来的危险。

“在MGE2看来，涉及到3D打印枪支的一个潜在挑战是这些武器更加容易瞒过许多标准的筛选机制，特别是金属探测器：一些测试表明，3D打印的武器，有些甚至含有金属部件，通过了传统步行金属探测器的检测，尽管这些武器在机场已经被X射线扫描仪检测到。”本次会议的主席摘要称。

而尽管摘要表达出了对该技术的关注，但它指出，由于缺乏经济、可用的3D打印设备以制造出可靠的枪械，我们距离该技术所可能带来的严重威胁仍有很多年时间。该报告援引了分布式防御组织的3D打印Liberator手枪作为例证指出这种枪支是不可靠的，他们同时指出，Solid Concept公司3D打印的M1911金属手枪尽管质量可靠，但是属于一种非常昂贵的方法。 该报告还指出，3D打印行业正在实现快速增长，并且随着技术的改进其价格将全线下降。

“近年来，3D打印技术已经被，在某些情况下，用于制造武器，所使用的材料包括聚合物和金属等，虽然就目前而言使用这种技术制造出来的武器可靠性并不是很高。”摘要解释道。“不过随着技术的进步这种情况可能会改变。而且目前的打印武器，虽然无论是只能发射一次还是超过10次，都已经构成了威胁。”
虽然与会代表认为，由于3D打印枪支所面临的成本和操作限制，使得黑市上关于传统枪支的非法销售仍将继续。但是其中有些代表提出的看法和讨论的内容对于业内人士而言仍然是相当惊人的。专家们不仅讨论了控制可3D打印枪支的设计文件在互联网上的传播，而且也讨论了对于3D打印机的实际销售和出口的控制。

尤其是我国， 我国代表呼吁小组审议“在3D武器打印的背景下加强对3D打印的规范”，建议“确保关于3D打印机的出口许可证制度实施到位”和“注意3D打印机的转售”，来加强对3D打印技术的控制。

会上专家们还讨论了通过3D打印非法修改或改装枪支的危险，以及使用聚合物材料的3D打印枪支对于执法的影响。这种“一次性”的枪支可能会抹去一次犯罪的所有证据线索。 例如，一个杀人武器很容易在几分钟之内被融化，几乎不留痕迹。

左图为国际主要竞争机构专利情况，右图为全球增材制造优先权专利地域分布 出处：上海科学技术情报研究所分析制作

滚刀鱼

我一直在关注这个3D打印技术，读在职硕士的时候研究方向是先进制造技术，3D打印技术占据了先进制造技术这门课的的大部分篇幅，如今此项技术在国外已经是工业应用，国内还停留在打印个玩具的水平，这个值得我们反思。我相信未来3D技术的开发和应用肯定会给制造领域和科技领域带来革命性的变革，至于3D技术应用于武器制造肯定会受到法律的制约。如果将来半个小时就能打印一颗洲际导弹，后果是非常可怕的。