3D打印
3D打印技術(shù)一般指本詞條
3D打印（3DP）即快速成型技術(shù)的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。

3D打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)來實(shí)現(xiàn)的。常在模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域被用于制造模型，后逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造，已經(jīng)有使用這種技術(shù)打印而成的零部件。該技術(shù)在珠寶、鞋類、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑、工程和施工（AEC）、汽車，航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程、槍支以及其他領(lǐng)域都有所應(yīng)用。[1]

2019年1月14日，美國加州大學(xué)圣迭戈分校首次利用快速3D打印技術(shù)，制造出模仿中樞神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的脊髓支架，成功幫助大鼠恢復(fù)了運(yùn)動(dòng)功能。[2]

中文名
三維打印
外文名
3D printing（3DP）
誕生時(shí)間
1986年
發(fā)明人
查克·赫爾（Chuck Hull）
歷史發(fā)展
3D打印技術(shù)出現(xiàn)在20世紀(jì)90年代中期，實(shí)際上是利用光固化和紙層疊等技術(shù)的最新快速成型裝置。它與普通打印工作原理基本相同，打印機(jī)內(nèi)裝有液體或粉末等“打印材料”，與電腦連接后，通過電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來，最終把計(jì)算機(jī)上的藍(lán)圖變成實(shí)物。這打印技術(shù)稱為3D立體打印技術(shù)。

3D打印汽車Urbee
1986年，美國科學(xué)家Charles Hull開發(fā)了第一臺(tái)商業(yè)3D印刷機(jī)。
1993年，麻省理工學(xué)院獲3D印刷技術(shù)專利。
1995年，美國ZCorp公司從麻省理工學(xué)院獲得唯一授權(quán)并開始開發(fā)3D打印機(jī)。
2005年，市場(chǎng)上首個(gè)高清晰彩色3D打印機(jī)Spectrum Z510由ZCorp公司研制成功。
2010年11月，美國Jim Kor團(tuán)隊(duì)打造出世界上第一輛由3D打印機(jī)打印而成的汽車Urbee問世。[4]
2011年6月6日，發(fā)布了全球第一款3D打印的比基尼。

打造3D打印汽車的Jim Kor團(tuán)隊(duì)成員
2011年7月，英國研究人員開發(fā)出世界上第一臺(tái)3D巧克力打印機(jī)。
2011年8月，南安普敦大學(xué)的工程師們開發(fā)出世界上第一架3D打印的飛機(jī)。
2012年11月，蘇格蘭科學(xué)家利用人體細(xì)胞首次用3D打印機(jī)打印出人造肝臟組織。[6]
2013年10月，全球首次成功拍賣一款名為“ONO之神”的3D打印藝術(shù)品。
2013年11月，美國德克薩斯州奧斯汀的3D打印公司“固體概念”(SolidConcepts)設(shè)計(jì)制造出3D打印

目前市場(chǎng)上的快速成型技術(shù)分為3DP 技術(shù)、FDM熔融層積成型技術(shù)、SLA立體平版印刷技術(shù)、SLS選區(qū)激光燒結(jié)、DLP激光成型技術(shù)和UV紫外線成型技術(shù)等。 3DP技術(shù)：采用3DP技術(shù)的3D打印機(jī)使用標(biāo)準(zhǔn)噴墨打印技術(shù)，通過將液態(tài)連結(jié)體鋪放在粉末薄層上， 以打印橫截面數(shù)據(jù)的方式逐層創(chuàng)建各部件，創(chuàng)建三維實(shí)體模型，采用這種技術(shù)打印成型的樣品模型與實(shí)際產(chǎn)品具有同樣的色彩，還可以將彩色分析結(jié)果直接描繪在模 型上，模型樣品所傳遞的信息較大。 FDM熔融層積成型技術(shù)：FDM熔融層積成型技術(shù)是將絲狀的熱熔性材料加熱融化，同時(shí)三維噴頭在計(jì)算 機(jī)的控制下，根據(jù)截面輪廓信息，將材料選擇性地涂敷在工作臺(tái)上，快速冷卻后形成一層截面。一層成型完成后，機(jī)器工作臺(tái)下降一個(gè)高度（即分層厚度）再成型下 一層，直至形成整個(gè)實(shí)體造型。其成型材料種類多，成型件強(qiáng)度高、精度較高，主要適用于成型小塑料件。 SLA立體平版印刷技術(shù)：SLA立體平版印刷技術(shù)以光敏樹脂為原料，通過計(jì)算機(jī)控制激光按零件的各分 層截面信息在液態(tài)的光敏樹脂表面進(jìn)行逐點(diǎn)掃描，被掃描區(qū)域的樹脂薄層產(chǎn)生光聚合反應(yīng)而固化，形成零件的一個(gè)薄層。一層固化完成后，工作臺(tái)下移一個(gè)層厚的距 離，然后在原先固化好的樹脂表面再敷上一層新的液態(tài)樹脂，直至得到三維實(shí)體模型。該方法成型速度快，自動(dòng)化程度高，可成形任意復(fù)雜形狀，尺寸精度高，主要 應(yīng)用于復(fù)雜、高精度的精細(xì)工件快速成型。 SLS選區(qū)激光燒結(jié)技術(shù)：SLS選區(qū)激光燒結(jié)技術(shù)是通過預(yù)先在工作臺(tái)上鋪一層粉末材料（金屬粉末或非 金屬粉末），然后讓激光在計(jì)算機(jī)控制下按照界面輪廓信息對(duì)實(shí)心部分粉末進(jìn)行燒結(jié)，然后不斷循環(huán)，層層堆積成型。該方法制造工藝簡(jiǎn)單，材料選擇范圍廣，成本 較低，成型速度快，主要應(yīng)用于鑄造業(yè)直接制作快速模具。 DLP激光成型技術(shù)：DLP激光成型技術(shù)和SLA立體平版印刷技術(shù)比較相似，不過它是使用高分辨率的 數(shù)字光處理器(DLP)投影儀來固化液態(tài)光聚合物，逐層的進(jìn)行光固化，由于每層固化時(shí)通過幻燈片似的片狀固化，因此速度比同類型的SLA立體平版印刷技術(shù) 速度更快。該技術(shù)成型精度高，在材料屬性、細(xì)節(jié)和表面光潔度方面可匹敵注塑成型的耐用塑料部件。

一、擠出成型。
二、粒狀物料成型。
三、噴頭式粉末成型打印技術(shù)。

3D打印被用作《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》雜志封面，主題為《看制造業(yè)新技術(shù)如何改變世界》，詳細(xì)介紹了3D打印的歷史和發(fā)展，可見人們對(duì)于3D打印成為一項(xiàng)可以改變世界的影響力日益關(guān)注。回顧2011年，3D打印市場(chǎng)并購整合成為主流，業(yè)內(nèi)主流3D打印公司完成了大規(guī)模收購，建立未來3D打印全方位服務(wù)平臺(tái)，以拓展更廣的用戶與合作伙伴群及聯(lián)合研發(fā)更多適合市場(chǎng)推廣的產(chǎn)品。
而3D打印的價(jià)值體現(xiàn)在想象力馳騁的各個(gè)領(lǐng)域，3D打印正讓“天馬行空”轉(zhuǎn)變?yōu)椤澳_踏實(shí)地”的可能，人們利用3D打印為自己所在的領(lǐng)域貼上了個(gè)性化的標(biāo)簽。人們紛紛展示了如何3D打印馬鈴薯、巧克力、小鎮(zhèn)模型，甚至擴(kuò)展到用3D打印汽車和飛機(jī)。3D打印行業(yè)的發(fā)展猶如其定義本身，始終凸顯著“創(chuàng)新突破”這一關(guān)鍵特質(zhì)。
創(chuàng)新突破1：3D打印應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展延伸
3D打印的優(yōu)勢(shì)在2011年被充分應(yīng)用于生物醫(yī)藥領(lǐng)域，利用3D打印進(jìn)行生物組織直接打印的概念日益受到推崇。比較典型的包括Open3DP創(chuàng)新小組宣布3D打印在打印骨骼組織上的應(yīng)用獲得成功，利用3D打印技術(shù)制造人類骨骼組織的技術(shù)已經(jīng)成熟；哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院的一個(gè)研究小組則成功研制了一款可以實(shí)現(xiàn)生物細(xì)胞打印的設(shè)備；另外，3D打印人體器官的嘗試也正在研究中。【而在3D打印材料方面，Objet 公司相繼推出新型生物相容性3D 打印材料以用于醫(yī)療和牙科解決方案。】
隨著3D打印材料的多樣化發(fā)展以及打印技術(shù)的革新，3D打印不僅在傳統(tǒng)的制造行業(yè)體現(xiàn)出非凡的發(fā)展?jié)摿Γ瑫r(shí)其魅力更延伸至食品制造、服裝奢侈品、影視傳媒以及教育等多個(gè)與人們生活息息相關(guān)的領(lǐng)域。
【以影視傳媒為例，在2011年11月，由史蒂文·斯皮爾伯格監(jiān)制、休·杰克曼主演的動(dòng)作勵(lì)志影片《鐵甲鋼拳》，圍繞未來世界的機(jī)器人拳擊比賽，講述了一個(gè)飽含夢(mèng)想與親情的勵(lì)志故事，其中的父子情是影片大受歡迎的一大賣點(diǎn)。為了讓片中的主角——機(jī)器人看起來更逼真，Legacy Effects特效公司使用Objet公司的3D打印機(jī)制作了1:5大小的模型。在完成建模、手繪、拋光和審核后，全尺寸的機(jī)器人“亞當(dāng)”、“吵鬧小子”和“奇襲”相繼制作完成，高精度的3D打印制作呈現(xiàn)出了活靈活現(xiàn)的主角們。通過動(dòng)作捕捉技術(shù)與實(shí)際大小仿真機(jī)器人模型的完美結(jié)合，則生動(dòng)演繹了熱血澎湃的機(jī)器人打斗畫面，為影片加分不少。】
【除此之外，Legacy Effects公司還與Objet攜手制作了好萊塢巨制《侏羅紀(jì)公園3》、《鋼鐵俠2》、《阿凡達(dá)》及動(dòng)畫片《鬼媽媽》中的各尺寸模型。】
創(chuàng)新突破2：3D打印速度、尺寸及技術(shù)日新月異
在速度突破上，2011年，個(gè)人使用3D打印機(jī)的速度已突破了送絲速度300mm每秒的極限，達(dá)到350mm每秒。在體積突破上，3D打印機(jī)體積為適合不同行業(yè)的需求，也呈現(xiàn)“輕盈”和“大尺寸”的多樣化選擇。目前已有多款適合辦公室打印的小巧3D打印機(jī)，并在不斷挑戰(zhàn)“輕盈”極限，為未來進(jìn)入家庭奠定基礎(chǔ)。
在Vienna University of Technology的一個(gè)研究項(xiàng)目中，該團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了迄今為止世界上最小的3D打印設(shè)備，并且降低了打印設(shè)備的制造成本，也有望未來進(jìn)駐家庭。 在“大尺寸”領(lǐng)域，在德國的3D打印公司發(fā)布了4000x2000x1000mm尺寸的3D打印機(jī)，該款大尺寸3D打印機(jī)使打印大尺寸部件一次成型成為可能。
3D打印技術(shù)日新月異，在2011年Lexus對(duì)外發(fā)布了新3D打印技術(shù)，該技術(shù)基于高科技循環(huán)編織技術(shù)，使用激光進(jìn)行3D打印， 能夠以編織的方式制作復(fù)雜的3D模型。
利用3D打印技術(shù)改善藝術(shù)及生活的例子屢見不鮮。例如荷蘭時(shí)尚設(shè)計(jì)師Iris van Herpen 展示了它的服裝設(shè)計(jì)作品，這些服裝作品全部使用3D打印機(jī)一次成型。通過3D打印技術(shù)制造的服裝，突破了傳統(tǒng)服裝剪裁的限制，幫助設(shè)計(jì)師完整地展現(xiàn)其靈感。而在Cornell大學(xué)的一個(gè)項(xiàng)目中，研究團(tuán)隊(duì)制造了一臺(tái)3D打印機(jī)用于打印食物，展現(xiàn)了烹調(diào)的獨(dú)特方式。其優(yōu)勢(shì)在于能夠精確控制食物內(nèi)部材料分布和結(jié)構(gòu)，將原本需要經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)的精細(xì)烹調(diào)轉(zhuǎn)換為電子屏幕前的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)。
創(chuàng)新突破3：設(shè)計(jì)平臺(tái)革新
基于3D打印民用化普及的趨勢(shì)，3D打印的設(shè)計(jì)平臺(tái)正從專業(yè)設(shè)計(jì)軟件向簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)應(yīng)用發(fā)展，其中比較成熟的平臺(tái)有基于WEB的3D設(shè)計(jì)平臺(tái)——3D Tin，另外，微軟、谷歌以及其他軟件行業(yè)巨頭也相繼推出了基于各種開放平臺(tái)的3D打印應(yīng)用，大大降低了3D設(shè)計(jì)的門檻，甚至有的應(yīng)用已經(jīng)可以讓普通用戶通過類似玩樂高積木的方式設(shè)計(jì)3D模型。

3D打印技術(shù)每年都會(huì)有新突破，樓主想了解更多3D打印技術(shù)，可以留意一下2018.3.4-6日舉行的廣州國際3D打印展覽會(huì)哦。

3D打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)來實(shí)現(xiàn)的。常在模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域被用于制造模型，后逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造，已經(jīng)有使用這種技術(shù)打印而成的零部件。該技術(shù)在珠寶、鞋類、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑、工程和施工（AEC）、汽車，航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程、槍支以及其他領(lǐng)域都有所應(yīng)用。

主要有FDM,SLA ,DLP