空客: 用巨型3D打印机造飞机？

空客（Airbus）的概念客机，将于2050年左右由3D打印机"打印"制造

　　空客（Airbus）的机舱设计师巴斯蒂安·谢弗（Bastian Schafer）过去两年来一直致力于一款概念飞机，这架飞机将完全由一台有飞机库那样大的巨型3D打印机打造。这听起来像痴人说梦，因为如今最大的3D打印机不过餐桌那么大。但是谢弗的设计是有规划的：从现在用3D打印技术制造一些小部件，到2050年左右造出整个飞机——整个路线清晰可见。

　　那为什么要采用3D打印技术呢？空客的母公司欧洲宇航防务集团（EADS）已经在研究使用一种称为“加层制造”（additive layer manufacturing）的工艺来制造飞机，因为这不仅能降低成本，与传统制造方法相比更可使各部件的重量轻65%。谢弗的概念飞机极为复杂，需要各种全新的制造方法：从弧形机身到仿生结构，再到能让乘客一览蓝天白云的透明蒙皮。

　　说起这个还有待制造的3D打印机，谢弗表示“它的尺寸大概要有80×80米”，“这应该是可行的”。

　　3D打印技术存在已有段时间了，许多创新者以非凡的方式推动了它的发展。最大的3D打印作品中有一些出自恩里科·迪尼（Enrico Dini）之手，他是英国公司Monolite UK的老板，多年来用3D打印技术将沙子和无机黏合剂打印了像房子一样的大型结构。迪尼宣称他的3D打印机——D-Shape——为世上最大的3D打印机。

　　扩大3D打印机规模所面临的最大挑战是资金和监管。由于全球金融危机，迪尼很难为他的大型3D打印项目筹措到资金；即将与观众见面的纪录片《打印房子的人》（The Man Who Prints Houses）讲述的就是他的故事。

　　在采用3D打印技术制造飞机零部件之前，EADS同时还需要让设计方案通过严格的飞机监管条例。从小处着手的一个理由：到今年年底空客将完成A380某些机舱行李架的升级，这使得A380称为该公司首款用上3D“打印”部件的商用飞机。谢弗表示，空客的新机型“欧洲战斗机台风”（Eurofighter Typhoon，军用机型）环控装置的非结构性部分已经采用由3D打印的部件。

2012年6月,空客的机舱设计师巴斯蒂安·谢弗在TED全球大会上展示由3D技术"打印"的概念客机

　　另一个挑战还存在于多种合适的材料的混用。这架空客概念飞机的仿生结构所需要的某些材料目前尚不可用，例如用于机身的、牢固且透明的铝、某些生物高分子材料以及其他由碳纳米管加固的材料。

　　这又给了3D打印机用武之地。据说，世界上只有一台3D打印机可以同时用多种材料“打印”，这台打印机是由一家名为Objet的以色列私人公司制造。纽约建筑公司The Living的一位合伙人大卫·本杰明（David Benjamin）一直以来与空客公司的谢弗一起致力于概念飞机，他表示像Objet公司所拥有的那种多材料打印机可以让设计师们试验不同的材料。

　　“你可以融入不同的弹性、不同的色彩，或者在一段材料上的不同部位实现不同的特性。”本杰明说道。他手里拿着由3D打印机“打印”的半透明塑料板材样品，其上的某些部位非常柔韧。他说，“飞机上有些部位的材料需要既坚固又柔韧”，而3D打印机就能制造出这样的材料，它“只在该坚固的地方坚固，或者只在该轻盈的地方轻盈” 。

The Living建筑公司的大卫·本杰明展示一片3D打印机"打印"的塑料样品，其上有生物高分子条带

　　　想象一下蛋糕上的奶油是如何从先从筒子再由喷嘴挤出的，3D打印机工作起来也差不多一样，只不过3D打印机的筒子一直围绕着X、Y、Z三个轴在运动。而将两种材料相结合（例如，将铝合金和聚氨酯结合在一起）则涉及到两个喷嘴的使用。

　　“这在理论上并不是不可行。”本杰明说。他善于将合成生物科技与建筑设计结合起来。“你可以设计新产品，他们不完全是坚固的铝合金材质，而是出自一种复合材料。你是在设计新材质。”

　　然而最大的挑战还是尺寸，本杰明表示。如果有一间足够大的房间和一个足够大的吊架来移动喷嘴（术语为挤压机）——恰如用来搬集装箱的起重机架，你可以用3D“打印”任何东西。本杰明补充道，Objet公司的3D打印机受自身规模所限，只能打印不超过2英尺高的物体。

　　EADS已经在试验3D打印技术，去年“打印”出了一辆“空气自行车”（“Airbike”），非常引人注目。谢弗已经在空客工作了6年，2010年，几乎是与空气自行车项目同时，他开始了透明概念飞机项目。空气自行车项目由空客其他部门的同事负责。谢弗对空气自行车项目组的同事说，“我们有机会做点不同寻常的东西了。”

　　他和其他工业设计师们集思广益，提出了3D“打印”概念飞机的当前设计。大约有十个人与他一起效力这个项目，包括工业设计师和技术信息收集人员，他们共同努力推动3D打印技术进步。

　　“我们想要在2013年中期做出一些更大的部件，”谢弗说，“‘打印’出机舱内一个座椅或其他结构性构件，我们还有20年时间逐渐将打印的尺寸扩大。”3D打印技术需要这种推动力。这种技术已经存在20年了，但是至少还需20年才能达到巴斯蒂安等人所预见的规模。