我们每天都可以看到关于3D打印的大量新闻报道，网上可以搜索到无数的3D打印应用，每个月都有新的技术突破，新的目标达成。由艾伦图灵研究所和3D打印公司MX3D领导的团队，正在测试一个3D打印的人行桥，该桥将于年在阿姆斯特丹的一条运河上安装，该桥将成为世界上最大的3D打印金属结构。
已经打印成型的部分
MX3DBridge项目在年10月启动，将测量、监测和分析12米长的不锈钢桥的性能，超过三分之一的桥梁已经在荷兰的一个实验室里被印刷出来，它将在年完成实地安装。它将穿过位于阿姆斯特丹市中心的繁忙的阿克特伯格尔运河，并将对行人和骑自行车的人开放。
MX3DBridge项目时间线
概念设计
成型效果图
该桥上还计划安装一个巨大的传感器网络，负责收集诸如张力、位移和振动等结构测量数据，并测量空气质量和温度等环境因素，使工程师能够实时测量桥梁的健康状况，并监测其寿命的变化情况。这个传感器网络，由艾伦图灵研究所工作的结构工程师、数学家、计算机科学家和统计学家组成的团队负责设计和安装。
MX3D打印机器人
数字模型
传统的3D打印一般是在一个立方体范围内进行打印，而MX3D与传统的3D打印方法的不同之处在于，通过6轴工业打印机器人，他们在盒子外进行打印。
3D打印给建筑行业带来了巨大的机遇，在物质属性和结构几何方面有了更大的自由度，但这种自由也带来了一系列的挑战，需要一种新的思维方式来设计结构工程。
MX3DBridge视频
3D打印的原理及其简单易懂，就是先建模，然后再把想要的物件通过各种不同的材料，一层一层的打印叠加，待材料凝固物件就成型了。
最初，也是最简单能够直接应用的材料就是塑料了。目前初级爱好者最普遍的民用级3D打印，也大多使用塑料，制作各种定制小玩具，例如手机支架、挂钩之类，高级点的比如自制手办等。随着3D打印技术的发展，如今材料也五花八门，比如光敏树脂复合材料、高分子粉末材料、石蜡粉末材料、陶瓷粉末材料、木塑复合材料等等，一般与具体的工艺要求和成品要求相关，视具体的尺寸精度、最小细节和壁厚需求进行选择。
未来随着打印材料的丰富和打印技术的进步，3D打印将给许多行业带来翻天覆地的变化。小到文化创意行业的个性挂件、手办，大到建筑、航空航天行业，还有汽车、家具等各类零件、元器件，生物医疗类的骨骼、髋关节、肾脏等等。
一般来说，3D打印行业的上游是3D打印材料，中游是3D打印的技术、工艺、模型等及相关的软硬件设备，下游则是应用领域。目前3D打印的下游应用领域主要集中在航空航天、生物医疗、建筑家具、汽车零件、工业制造、文化创意等行业，而从各国3D打印相关专利申请情况来看，从基础材料到工艺技术，生物医疗领域的涉及的专利数量最多、分布最广。
目前我们能见的应用，依然大多数是非生物系列的3D打印产物。但是，看到如此多的生物医疗类应用专利，我们不禁联想到一种更科幻的产物，人造器官！
科学家们试想通过采用患者本身的组织和细胞作为3D打印的生物材料，以患者本身的器官为原型进行3D打印（器官克隆），这样就防止移植排斥反应。这种想法是否可行呢？
年就有3D打印的硅胶心脏视频流传，是苏黎世联邦理工学院的博士生用硅胶材料打印的，可以保持跳动超过30分钟。美国Organovo公司更是早在年就宣布，进行可用于直接移植到患者体内的3D打印人体组织，在年宣布成功的为小鼠移植了肝脏组织贴片，并能够循环血液。而关于3D打印皮肤研发成功的报道更是多如牛毛，让人难辨真伪。
其实，移植领域的3D打印已经有一些应用了，比如人造骨骼的临床应用已比较普遍，3D打印的人造骨骼也已经占有一小部分的市场。但除此之外，其他的3D打印造物距离临床应用依然十分遥远。这是因为要打印一个大型的、稳定的复杂器官，并且是一个活体，需要克服一大堆难题！
例如活体化就是一个大难题，我们必须能够进行不规则结构打印！3D打印可以有效的打印一个有固定的内部结构的物体，但生物体的内部结构往往是无序的，可形变的。这里就有必要引入一个概念——4D打印！4D打印的概念是麻省理工学院的学者斯凯拉·蒂比茨（SkylarTibbits）构思和提出的。4D打印主要通过可编程材料实现，同样使用3D打印设备进行打印，不同的是，4D打印造物可以在打印完成后，根据外部条件的变化，自动重组变形成为新的结构。
举个例子，比如我们在平面上打印一组六边形的结构如下：
然后让它在液体环境中可以形变，成为一个3D的简单球体：
这个思路可以让一组3D打印物体，根据不同的环境，变化成不同的形状。
也可以应用到软体的打印中，比如打印一件衣服或者裙子：
这个思路其实并不新鲜，早在年，约瑟夫.路易.拉格朗日（JosephLousieLagrange）就提出过讨论，机械动力学是否可以在四维层面进行分析解释，3个固定维度和1个临时维度。4D打印也正是基于这个概念。正常的3D打印，在打印完成时，物体的形态就已经完全确定了。准确的说，在建模完成的时候就已经确定了。但4D打印定义为，在打印完成时，物体的属性并没有完全表达完毕，当特定条件触发时，它才会根据条件自动改变形态。
水凝胶复合结构的4D打印视频
这是由怀斯研究所的一个团队与哈佛大学工程与应用科学学院合作开发的项目，这个团队开发了一种4D打印方法，它使用一种水凝胶复合结构，当浸入水中时改变形状。他们在实验中再现了花和植物中存在的组织成分和微观结构。他们的目的是研究和再现这些自然微结构的形态动力学，这些结构是根据环境反应来改变自身的。
目前的可编程材料，仅可满足一些基本条件的预设，比如在液体中的形态，在重力影响下的形态，未来当我们可以在更多更精确的预设条件下设定行为，甚至可以模糊的设定形态的范围，并且可以在纳米级精度上打印这些可编程材料，4D打印将给我们的生活带来难以想象的便利和神奇！
血管化也是一个难题，我们可以想象，在精度得到保障的情况下，打印并堆积一堆细胞是比较简单的，但是如何形成血管，并让不同的细胞在血管内代谢就是一项难题。
也许有一天，人体器官打印成为现实，这将在医疗板块开辟一条新的产业链，背后巨大的利益和带给人类的变化无法想象，也许真像《RepoMan》里讲述的那样，有一条专门负责回收还不起贷款的器官移植患者身上器官的产业，就像现在的银行回收房产，高利贷上门泼油漆一样……
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