編譯／韋士塔

建造一艘長25呎，重5000磅的船，是項需要耗時數月的浩大工程，如今最大型3D列印機能將製程大幅縮短至72小時。自從3D列印技術在1990年代走入商業化後，工廠通常使用3D列印機製作模型的原型、噴射機引擎的零組件以及假牙等小型物體。如今大型列印機能在更短的時間內，以更低成本製作船隻、橋梁、建築，甚至是火箭。

一般來說，成品體積是取決於3D列印機的大小，多數列印機的體積都不超過家用電冰箱。工程師多年來一直想方設法跨越列印規模上的限制，像是將列印機器固定在外部支架上，但結果通常是列印緩慢且做工粗糙，最終還需要仰賴大量手工。

美國緬因大學（University of Maine）將3D列印機的噴嘴懸掛在起重吊架上，克服技術上的難題，列印材料是具有碳纖維的熱塑性樹脂。噴嘴會在電腦的控制下，水平移動並一層層推疊列印；每一層完工後，再由起重吊架調整噴嘴高低。

緬因大學的列印機每小時的噴塗速度達70公斤，目前製作出的最大物體長30公尺、寬7公尺、長3公尺，且只要建造更大的起重吊架就能增加成品體積。裝設噴嘴的機械臂還可以增設加工用具，像是安裝自動銑頭來打磨成品表面。

緬因大學目前正在試圖改變3D列印的材料性質，讓列印的過程更環保。美國新英格蘭地區的林業可以提煉出纖維素纖維材料，取代通常由石化材料製成的碳纖維。該項目其中一位負責人達格（Habib Dagher）表示，目標是使用包含50%以上的木纖維進行3D列印，預估將生成強度和重量不亞於鋁的複合性材料。團隊希望未來能以每小時230公斤的速度塗抹該材料，研究人員近期使用從玉米提煉而成的纖維素纖維和樹脂，列印建造船頂所需的模具。所製成的模具可以回收，列印材料也能再利用。

田納西州橡樹嶺國家實驗室能源效能主管布魯（Craig Blue）表示，製作模組與生產工具將是巨型3D列印機的重要工作。工具製作的成本高昂有兩個原因：其一，需要專業技術；再者製作規模小且通常是一次性生產，毫無規模經濟可言。建築承包商使用該實驗室的技術印製形狀獨特的水泥磚膜，用來製造紐約布魯克林一棟45層高樓的外牆。通常這類磚膜是由專業工匠製作，且只能承受3或4次澆注，所以需要生產大量模具。但布魯表示，由碳纖維增強塑料製成的3D印製品，能夠承受至少200次澆注。

橡樹嶺國家實驗室正試驗直接列印水泥建築，結果顯示，使用3D列印起重機在室內製作水泥構件，再到現場組裝的效果，比一次性列印更佳。中國大陸北京清華大學徐衛國教授團隊以聚乙烯纖維混凝土為列印材料，使用兩台機械臂3D列印機，費時450小時印製構件，最後在上海智慧灣科創園組裝成26公尺長的步行橋，造價為一般橋墩的3分之2。