喷头下的世界-漫谈3D打印

内容简介

    本书旨在向读者介绍近年来异常热门的3D打印技术，以及相关的人工智能、机器人研究等等技术的历史、现状、来龙去脉。3D打印是什么？它涉及到哪些科学技术？这些科学技术的历史和现状如何？它们如何被应用到3D打印中？3D打印技术又将会怎样影响这些科学技术的发展？等，全面展示3D打印技术的方方面面，让我们以更加从容的姿态，面对未来世界。科学改变生活，改变近在眼前。

目录

第1章3D打印的神话 / 1
1.1 3D打印之来源 / 2
1.2 叠积木的技术 / 6
1.3 精彩的塑料世界 / 11
1.4 工艺和技术 / 18
1.5 办公桌上的加工厂 / 27
1.6 打印你自己 / 29
第2章人工智能的幻想 / 35
2.1 幻想何时起 / 36
2.2 先驱者的梦想 / 40
2.3 第一个程序员 / 47
2.4 图灵的苹果 / 54
2.5 冯·诺依曼的愿望 / 61
2.6 谁发明了第一台电子数字计算机 / 67
第3章机器人来报到 / 75
3.1 先当体力劳动者 / 76
3.2 给点智慧，成就人形 / 81
3.3 表情好说，感情就难了 / 86
3.4 让机器人能说会道 / 93
3.5 打印出一个机器人 / 102
第4章计算机帮忙做设计 / 109
4.1 计算机辅助设计：CAD 技术 / 110
4.2 数控机床 / 117
4.3 立体扫描 / 120
4.4 用手势控制3D 打印 / 125
第5章3D 打印颠覆生物学和医学 / 129
5.1 计算机对人脑 / 130
5.2 从生物工程到生物“打印” / 137
5.3 基因克隆羊 / 144
5.4 干细胞的故事 / 153
5.5 巧夺天工的“组织工程” / 160
5.6 可以用打印机克隆吗 / 166
第6章天工开物 / 173
6.1 形形色色的材料 / 174
6.2 纳米级别3D 打印 / 178
6.3 打出新材料 / 184
6.4 3D 打印帮助研发智能材料 / 187
6.5 4D 打印 / 190
6.6 积沙成物 / 194
第7章天网恢恢 / 199
7.1 互联网的历史 / 200
7.2 网络世界有多大 / 202
7.3 云计算到云制造 / 209
第8章科技未来 / 215
8.1 改变生活方式 / 216
8.2 帮助基础研究 / 217
8.3 教育也能受益 / 219
8.4 3D 打印用于考古、文物和艺术 / 221
8.5 有人兴奋有人忧 / 222
8.6 科技未来 / 224
参考文献 / 226

摘要与插图

序
异军突起的3D 打印技术
我在20 世纪80 年代后期访问美国时见到本书作者张天蓉女士。她那时已经修完理论物理相对论专业的博士学位，做了三年超短激光脉冲方面的博士后之后，却又来到了纽约附近的一个电子工程方面的公司，成为了一名工程师。我原来就知道她的数学、物理基础很扎实，这次听说她到公司两个月就改进了计算噪声程序中的多项算法，将公司的软件产品速度加快了几十倍。她公司老板是一个德国人，原来也是大学电机系的一位教授，见张天蓉为他解决了诸多老大难问题，不由得眉开眼笑，不得不对这位中国女博士“刮目相看”。
后来20 多年过去了，虽联系不多，但时有消息传来。近几年又听说她转向了科普写作，还出了好几本颇受读者欢迎的科普书，当然，大多是关于物理和数学方面的。不过，昨天她寄来的这本《喷头下的世界：漫谈3D 打印》的书稿，却又算是工程方面的了。她的兴趣之广泛令我惊讶，她的敬业精神也令我赞叹。
正当我国的经济建设和工业技术大规模蓬勃发展之际，3D打印技术异军突起，卷潮而来，引起各方人士的关注。它和过去传统的制造技术不一样，不是利用机械加工而成，而是利用由点到线、由线到面、由面到体的增材方式堆积而成。计算机和自动化控制技术的应用，使得3D 打印技术尤其适用于制造复杂的零件，更能够确保产品的精度和质量。3D 打印的应用领域十分广泛，包括家电、汽车，航空航天、生物医疗等。尤其引人注目的是，3D 打印的人造器官，是否真能颠覆现代的医学和生物学，用于器官移植，造福人类呢？此外，3D 打印还正在进入千家万户，融入人们的衣食住行日常生活之中。看起来，未来发展前景不可估量。
前两次工业革命都使世界发生了翻天覆地的变化，如今以3D 打印为代表的高科技，是否会引起第三次工业革命呢？如果是这样，新技术、新材料、新能源将给人类社会带来巨大影响，那么我们应该如何应对这场革命的来临？应该怎样迎接各种技术变革带来的机遇和挑战呢？
因此，科普3D 打印的知识可以让人们了解和认识这些新技术，这一点很重要。而这本篇幅不大的小书，便能够让你快速达到这个目的。
科学和教育，为兴邦救国之基础。宣扬科学精神，提高广大民众的科学素质，是我们广大科学技术工作者的责任和义务。不过，读完这本书之后我发现，要把专业的知识和方法写成生动、有趣、富于文采的科普读物，不是人人都能做到的。但我感到张天蓉博士做到了，于是，写上这些话，是为序。
中国工程院院士 叶声华