3D打印技术

1994年，几名来自麻省理工学院的科研和技术专家发明了一种名为三维打印（Three Dimensional Printing，简称“3DP”）的技术，并申请了专利。3D打印的原理很简单，它首先将物品转化为3D数据，然后再逐层分切打印，打印时，3D打印机用粉末而非纸张进行打印。粉末会一层层地被特殊的胶水粘合，按照不同的横截面图案固化，并一层层叠加，像做蛋糕那样创建三维实体，最终一个完整的物品就会在粉末槽成型。

3D打印的概念早在几十年前就已提出。上世纪70年代，随着3D计算机辅助设计的兴起，设计师能在电脑软件中看到虚拟的三维物体，但要将这些物体用粘土、木头或是金属做成模型则是一个缓慢而费钱的过程。麻省理工的这种技术成型的速度快，设备价格便宜，操作起来更容易，虽然精度不够高但做概念产品或模型绰绰有余。

从外观上看，3D打印机和普通的复印机并无大的不同。这种技术的优点在于它不需要一家工厂来运作，小件物品可以直接由小型3D打印机打印制作；而稍大的物品，比如自行车车架、汽车板、飞机零件、建筑零件等。尽管，“想要什么就生产什么”的现实还远没有科幻小说描述的那般轻松随意，但现在，通过3D打印技术生产小零件、食物、自行车、建筑甚至人的皮肤、肾脏等都已不再是天方夜谭，称之为“万能制造机”并不为过。

1997年为了将3DP技术推向市场，Z-corporation公司正式成立。Z-corporation也是最先提出把3D打印机当成办公用品的3D打印机生产厂商，这也是唯一一家可以支持彩色打印的公司。

如今3D服务公司在世界各地蓬勃发展。其中最有名的比如shapeways，提供在线的3D打印服务。网民们不仅可以像钢铁侠中的男主角制造战衣那样，在屏幕上折叠、翻转、修改自己的虚拟设计；还可以将这些构想的虚拟的东西制造出来变成现实，并送到眼前。网站上展示的设计稀奇古怪，有钟表、珠宝、神奇的魔方等，有人用这项服务给自己弄了个抽象雕塑，还有人做了自己居住城市的微缩模型。材料从不锈钢到玻璃、塑料和沙石，顾客包括个人和商店老板，很多商店老板定制珠宝饰品、礼品和小配件等在店里销售。Shapeways最先由荷兰公司飞利浦提供启动资金，现在已经从飞利浦分离出来，成为一家独立的公司。

 

3D打印机的生产厂商之一3D Systems也设立了一家合资公司Mqast，这家公司支持用铝和不锈钢来打印。如今全球最大最贵的3D打印机，可以用激光烧结直接制造复杂的塑料、金属和合金元件。在消费电子业、航空业和汽车制造业，3D打印已经变得越来越流行。它们不光可以离开传统的大规模机床来制造小数量的部件，而且可以用不同方法来制造，比如单个制作喷气式飞机上的空气动力导管，而不再需要很多不同的元件来组装它

2004年11月，意大利发明家恩里科·迪尼（Enrico dini）发明了第一台建筑打印机的概念机。经过改进，2007年4月正式完工。同年，恩里科在伦敦成立了一家主营3D建筑打印的公司。这台巨大的3D打印机，可以用沙子直接打印立体的建筑。有了这台机器，未来不搭脚手架，不需要工人，人们就能完成造房子的事情。为了测试这台大型打印机，恩里科·迪尼为诺曼·福斯特公司在阿布扎比建造的全球首个绿色乌托邦“马斯达尔城（Masdar City）”，打印了一部分建筑的骨架外墙，结果证明完全可行。使用这台机器印刷出来的建筑物比传统方式要快四倍，原料成本只是普通水泥的1/2到1/3，生产出的废料极少。现在，他正与诺曼·福斯特建筑设计公司以及阿尔塔太空公司合作，研究设计一种可以使用月球尘埃打印的3D打印机，届时可以在月球上快速建造人类基地。

杭州铭展网络科技有限公司是中国第一家3D打印服务公司。只要用户提供3D数据，选择建造材料，他们就可以将其设计变成实体。该公司的客户很广泛，包括微软，建筑事务所、中国美院建筑系，还有一些 工艺品公司、设计公司、文物研究所等，都在这里打印过。据该公司介绍，目前支持3D打印的材料很多。不同公司生产的3D打印机会支持不同的材料，树脂、尼龙、石膏、塑料这些都是普遍使用的材料，随着业界研发的不断进步，支持钛、不锈钢或铝、铁金属材料的打印机也已经出现。技术的发展和那些粉末很有关系，未来的趋势是越来越细，强度越来越高。材料越细，每一层就更薄，做出来的东西精度就越高。现在无论使用什么牌子的3D打印机，最薄的厚度约为0.025毫米。如果想完美地展现头发丝还是很困难的，但是做小零件、模型等绰绰有余。

以色列的3D打印机生产商Objet公司首席执行官大卫·赖斯在接受《经济学人》杂志的专访时表示：“突然间，设计变得更具革新和创造性。” 现在，设计师们可以用3D打印机做一些有趣的事情，比如修补一个破玩具，耐克、阿迪达斯等公司用它们来打印新的运动鞋模型，在福特、保时捷、摩托罗拉、 诺基亚、惠普等公司的研发生产线上，也能看到它们的身影。

现在3D打印机的成本不断下降，Z-corporation去年为个人用户和商家推出了小型3D磨具打印机:ZPrinter 150单色3D打印机售价为14900美元，ZPrinter 250彩色3D打印机售价为24900美元。最近英国巴斯大学有一项新设计，这项新设计能用大约700美元制造一个3D打印机，用户甚至可以用这台机器制造另一台3D打印机的塑料部件。

《经济学人》杂志评价说：“伟大发明所能带来的影响，在当时那个年代都是难以预测的，1750年的蒸汽机如此，1450年的印刷术如此，1950年的晶体管也是如此。而今，我们仍然无法预测，3D打印将在漫长的时光里如何改变这个世界。”