曾被譽為第三次工業革命的3D列印，逐漸滲透到人們生活的各個層面，大到電影道具、居家桌椅、人體義肢、交通工具……小到一顆糖果，大到國家傳統製造業的智慧化轉型，都有3D列印涉足的空間。但是伴隨新技術發展的不只是利益，還有挑戰和爭議；3D列印到底會是普羅米修斯之火，還是潘朵拉的盒子？
劃時代技術革命
2013 年，鴻海創辦人郭台銘曾斷言：「3D列印若成工業革命，我的郭字就倒著寫！」自發明以來3D列印技術確實經歷過多番的市場冷暖，但不變的是它受到全球廣泛關注的程度：該技術已經在多個行業應用並發展，包括製造、醫療、學術、航空、航天、軍事等領域，越來越多的企業將之作為技術轉型的方向，突破研發瓶頸或解決設計難題，形成智慧製造、綠色製造等新型製造模式。
傳統製造業裏由大量人力進行重複作業，產能低、耗能高，生產規模和生產效率都有限，並且扼殺了人類大腦的創造性。3D列印技術最早出現在上世紀80年代。1984年胡爾（Charles Hull）在快速成型（快速生成模型或零件的技術，RP）領域中運用光學技術開發出光固化成型法（使用雷射將樹脂固化成型的技術，SLA）並成立「3D Systems」公司，開創3D列印時代的發源期。
除3D Systems外，最大的3D列印公司「Stratasys」也是成立在這個時候，在1989 年，克倫普（Scott Crump）開發出了熔融沉積成型法（將熱熔性材料加熱熔化後再成型的技術，FDM），成立Stratasys。
3D 列印技術打破傳統產業的「設計、製圖、開模、生產」流程，其工作原理是透過電腦設計出3D模型並將模型分拆成若干平面切片，接著把原料按照切片圖形由下往上堆棧起來，最終「列印」成完整的物體。在工業上，不僅是產品本身的製造，包括大型金屬結構和小型金屬零件等，還可用於模具原型本身的製造。在醫療與生物科技上，3D列印能快速、簡單地產出客製化的手術器械和植入物，除了骨骼和牙齒之外，甚至是細胞和軟組織等也可以列印，未來若能「列印」出單獨的器官，也不在話下。
3D 列印的泛用性和未來性是極高的，比如說，目前的製造業以「全球製造、異地組裝」為主流，產品的不同部件在不同地方生產，再運送到同一個地方進行組裝和出貨。若使用3D列印，便可以「現地製造、一體成型」，再也不必透過物流運輸各零件來組裝，節省大量時間和成本。
3D 列印還能夠大幅加快原型產品的製作，大大縮短研發和驗證的時間，促進企業快速生產出符合實際需求的高質量產品。若按照傳統的生產方式，受限於傳統加工的精度和速度的限制，使得許多創意都因為風險而無法得到投入；有研究數據表示，若由3D列印來實現這些投入的可能性，到2023年，全球3D列印市場預計將會達到3,278億美元。
可造就新一代製造強國
製造業作為實體經濟的主體，是技術創新的主戰場，更是推動經濟高質量發展的重點和關鍵，在當今世界各國對於高新技術和稀有資源的競爭日益加劇的背景之下，推動傳統製造業實現智慧化轉型升級不僅事關企業，更關係到國家綜合實力的增強和國際地位的提升，由此，3D 列印逐漸成為各路人馬的兵家必爭之地。
在北美，新產品發佈、兼併和收購的新聞不斷出現，一系列投資北美的醫療保健、航太和國防、工業和消費產品的交易正在蓬勃發展。加拿大政府正在積極推動3D列印技術的研發，並鼓勵企業以提供更高的工資、材料和管理成本來實現創新。美國則增加了軍費開支，在研發新型噴射引擎和軍用級直升機的發展方面，這些勢必也會增強3D列印技術的採用。
另外，杜拜政府在2016年發佈了野心勃勃的計劃：2030 年之前，要將阿拉伯聯合大公國和杜拜打造成3D 列印技術的全球中心，這項戰略重點覆蓋三個領域，包括建築、醫療和消費類產品。從2019年起，杜拜建築業對3D列印技術的應用將維持2%的年增率，到2025年，基於3D列印技術的建築產業，市場規模也將會達到250億新台幣的水準。若一切順利，到了2030年，杜拜會有25%的建築是用3D列印所印出來的。
中國大陸對3D列印技術領域的研究起步也不太晚，但與其他各國相比，無論在技術和市場應用各方面都還有所不足。研發技術水準若不夠高，就不能滿足市場需求，因此目前尚未產生足夠的經濟效益。不過，中國大陸已是發展最快的市場之一，根據中國大陸前瞻產業研究院的研究報告，2017年，中國大陸的3D列印市場規模約為16.7億美元，多為出口導向，在全球市場還不佔重要地位；但到2023年，預計將超過110億美元，彼時便將超過歐美，遠勝日韓。
台灣的市場雖小，技術也有提升空間，但工研院已經完成自製的大、中、小全尺寸3D列印機，配合台灣獨步全球的醫療技術與生技產業，在政府的新南向政策下積極推廣東南亞市場。以牙科為例，傳統假牙的製造需要由牙醫師印模，再送至技工所開模製造，然後送回來為病人試戴，再拿回去修改；若運氣不佳，往返可能長達3個月到半年時間。但若由醫療院所自備3D列印機，透過3D深層Ｘ光掃描取模，不消10分鐘便能「列印」出一組假牙，加上診療時間，不會超過2小時，熟練的話，更可能在1小時內搞定。
挑戰與爭議
3D 列印技術涉及的領域越廣、發展的前景越大，它所影響的層面也就越深遠。3D列印能夠簡單、快速地製造出工業零件，對於傳統工業不啻於滅頂之災：如同工業革命發生時幾乎殲滅了手工藝業者的生路一般，3D列印對零售業、人們的生活方式以及現有的商業模式，都有可能是史無前例的衝擊和影響。
而事實上，對於3D列印的爭議還遠不止於此，倫理道德、社會安全、智財權等問題，也隨著技術的高速普及而引起巨大爭議。Netflix自製影集《西方極樂園》（Westworld）中，擁有人工智慧的機器人可輕易經由3D列印出來，不但淪為取樂的玩具，其影響甚至波及真人。現在的技術當然還遠不及科幻作品的描述，但一如複製人、基因編譯等技術面臨的生物倫理難題，3D 列印帶給產業界無限想像力的同時，也要面臨相似的詰問：活體組織的列印在防疫上安全嗎？個人的DNA會遭到濫用嗎？複製器官和複製人的界線該如何劃定？2013年，英、美研究者紛紛宣佈完成人類胚胎幹細胞的列印，結果引起社會震動以及科學界質疑；最終美國法院禁止政府資助任何和幹細胞研究相關的研究，歐盟更全面禁止幹細胞技術申請專利。
3D 列印帶來的問題還不只是倫理或經濟層面，而是攸關於眼下的安全問題，特別是關於槍枝的議題。2013年，美國工程師兼發明家威爾森（Cody Wilson）利用3D列印技術成功自製了一把能發射金屬彈頭的自動手槍，並且將藍圖上傳網路供人下載，這使得任何人只要有與藍圖兼容的3D列印機，便能自己在家「列印」出一把具有殺傷力的手槍。儘管美國憲法第二修正案承認人民武裝自己的權利，多個州也都允許合法持槍，但3D列印槍枝有著不可追蹤、難以預防的治安隱憂，因此當下立刻被當局制止並起訴。纏訟多年後，美國聯邦法官拉斯尼克（Robert Lasnik）在2018年8月1日發佈臨時限制令，禁止在網路下載3D列印槍枝藍圖。
用3D列印技術來列印一切，或許並不是什麼美夢，尤其是在智財權以及版權問題沒有得到解決之前，人們若可以不限數量地隨意複製任何東西，屆時創意將一文不值，各個業界都將受到沉重的打擊。但每項嶄新技術的出現，必然伴隨著一系列隱憂，因為所謂的「創新」，其實也無可避免地顛覆固有產業現狀。3D 列印技術出現後在多個國家政策的推進下，已不可能回頭；因此，增加相關企業研發、應用時自覺意識的提升，才能在實現對傳統製造業的革新同時，不至於成為社會的動亂來源。
本文來源：《多維TW》月刊034期