1

基本原理

 

　　 3D打印並非是新鮮的（de）技術，這個思想起源於19世紀末的美國，並在20世紀80年代得以發展和推廣。中國物聯網校企聯盟把它稱作“上上個世紀的思想，上個世紀（jì）的技術，這個世（shì）紀的市場（chǎng）”。三維打印通常是（shì）采用（yòng）數字技術材料 打印機來實現。這種打印機的產量以及銷量在二十一世紀以來就已經得到了極大的增長，其價格（gé）也正逐年下降。

 

 

 

　　使用打印機就像打（dǎ）印（yìn）一（yī）封信：輕點電腦屏幕上的“打印”按鈕，一份數字文件便被傳送到一台噴墨打印機上，它（tā）將一層墨水噴到紙的表麵以形成一副二維圖像。而在3D打印時，軟（ruǎn）件（jiàn）通過電腦輔助設計技術（CAD）完成一係列數（shù）字切片，並將這些切片的信（xìn）息（xī）傳送到3D打印（yìn）機上，後者會將連續的薄型層麵堆疊起（qǐ）來，直到（dào）一個固態物體成型。3D打印機（jī）與傳統打印機最大的區別在於它使用的“墨水”是實（shí）實在在的原材（cái）料。

　　堆疊薄層（céng）的（de）形式有多種多樣。有些3D打印機使用“噴墨”的方式。例如，一家名為Objet的以色列3D打印機公司使用打印機噴頭將一層極薄的液態塑料物質 噴塗在（zài）鑄模托盤上，此塗（tú）層然後被置於紫外線下（xià）進行處理。之後鑄模托盤下降極小的距離，以供下一層堆疊上來。另外一家總部位於美國（guó）明（míng）尼阿（ā）波（bō）利斯市（shì）的（de）公司Stratasys使用一種叫做“熔積成型”的技術，整個流程是在（zài）噴頭內熔化塑料，然後通過沉積塑料纖維的方式（shì）才形成薄層。

　

　還（hái）有（yǒu）一些係統使用粉末微粒作為打印介質（zhì）。粉末微粒被噴撒在鑄模（mó）[2]托盤上形成一層極薄的粉末層，然後由噴出的液態粘合劑進行（háng）固化。它也可以使用一種叫做“激光（guāng）燒結”的技術熔鑄（zhù）成指定（dìng）形狀。這也正是德國EOS公司在其（qí）疊加工藝製造機上使用的技術。而瑞士的Arcam公司則是利用真空中的電子流熔化粉末微粒。以上提到的這些僅僅是許多成（chéng）型方式中的一部分。當遇到包（bāo）含孔洞及懸臂這樣的複雜結構（gòu）時，介質中就需要加入凝膠劑或其他物（wù）質以提供支撐或用來占據空間。這部（bù）分（fèn）粉末不會被熔鑄，最後隻需（xū）用水或氣流衝（chōng）洗掉支 撐物便可形成孔隙。如今可用於打印的介質種類多（duō）樣，從繁多的塑料到金（jīn）屬、陶瓷以（yǐ）及橡膠類物質。有些打印機還能結（jié）合不同（tóng）介質，令打印出來的物體一頭堅硬而另 一頭柔軟。

 

 

2

發展曆程

 

  3D打印源自（zì）100多年前的照（zhào）相雕（diāo）塑和地貌成形技術，上世紀80年代已有雛形，其學名為“快速成型”。它的原理是：把數據和原料（liào）放進3D打（dǎ）印機中，機器會按照（zhào）程序把產品一（yī）層（céng）層造出來。打印出的（de）產品，可以即時使用。中國物聯網（wǎng）校企聯盟形象的將它稱（chēng）作（zuò）“上上個世紀的思想，上個世紀的技術，這個世紀（jì）的市場”。

　　據報道，美國科（kē）學家發明了一種可打印出三維效果的打印機，並已將其成功（gōng） 可打印出塑料製成的固體製品推向市場。普通打印機能（néng）打印一些報告等平麵紙張資料。而這種（zhǒng）最新（xīn）發明的打印機，它不僅使立（lì）體物品的造價降低，且激發了人們的想象力。未來3D打印機的應用將（jiāng）會更加廣泛。

 

 

 

　　在此之前，三維打印（yìn）機數量很少，大多（duō）集中在“科（kē）學怪人”和電子產品愛好者手中。他們主要用來打印像珠寶（bǎo）、玩具（jù）、工（gōng）具、廚房用品之類的東西。甚至（zhì）有汽車專家打印出了汽車（chē）零部件，然後根據塑料模型（xíng）去訂製真正市麵上買不到（dào）的零部件。人們可以在一些電子產品商店購買到（dào）這類（lèi）打印機，工（gōng）廠也在進行直接銷售。不過物以稀為貴，一套三維打印機的價格從一般的750美元到上等質量的27000美元不等。科學家們表示，三維打印機的使用範圍還很有限，不過在未來的某一（yī）天（tiān）人們一定可以通過3D打印（yìn）機打印出更實用的物品。

　　在20世紀80年代中期，SLS被在美（měi）國德州大學奧斯汀分校的卡爾Deckard博士開發出來（lái）並獲得專利（lì），項目由DARPA讚助的。1979年，類似過程由（yóu）RF Housholder得到專利，但沒有（yǒu）被商業（yè）化。 1995年，麻省理工創造了“三（sān）維打印”一（yī）詞，當時的畢業（yè）生Jim Bredt和Tim Anderson修改（gǎi）了噴墨打印機方（fāng）案，變為把約束溶劑擠壓到粉末床的解決方案（àn），而不是把墨水（shuǐ）擠壓在紙張上的方案。

 

 

3

國（guó）產3D打印機

 

 

 

　　隨著3D打印技術的不（bú）斷成（chéng）熟，國內3D打印研發人（rén）員也在不斷（duàn）更新與改進，隨著3D打印技術的熱度不斷（duàn）升溫，3D打印便是一項時尚的話題（tí）。國內眾多打印設備品牌廠家（jiā）也在著力研發3D打印產品，例如深圳武騰3D打印（yìn）機、樂彩3D打印機等（děng）國內新興3D打印機廠家。

 

 

 

4

主流3D打印技術簡介

 

   熔融沉積快速成（chéng）型（Fused Deposition Modeling，FDM）

　　熔融沉積（jī）又叫熔絲沉積，它是將絲狀熱熔性（xìng）材料加熱融化，通過帶有一個微細噴嘴的噴頭擠（jǐ）噴出來。熱熔材料融化後從（cóng）噴嘴噴出，沉積（jī）在製作麵板（bǎn）或者前一（yī）層已固化的材料上，溫度（dù）低於固化溫度後開始固化，通過材料的層層堆積形成最終成品。

　　在3D打印技（jì）術中，FDM的機械結構最簡單，設計也最容易（yì），製造成本、維護成本和材料成本也最低，因此也是在家用的桌麵級3D打印機中使用得最多的技術，而工業（yè）級（jí）FDM機器，主（zhǔ）要以Stratasys公司產品為代表。

　　FDM技術（shù）的桌麵級3D打（dǎ）印機主要以ABS和PLA為材料，ABS強度較高，但是有毒性，製作時臭味嚴重，必須擁有（yǒu）良好通風環境，此外（wài）熱（rè）收縮性較大，影響成品精度；PLA是一種生物可分解塑料（liào），無毒性，環保，製作時幾乎無味，成品形變也較小，所以國（guó）外主流桌麵級3D打印機均以轉為使（shǐ）用PLA作為材料（liào）。

 

 

 

　　FDM技術的優勢（shì）在於製造簡單（dān），成本低廉，但是桌麵級的FDM打印機，由於出料結構簡單，難以精確控製出料形（xíng）態與成（chéng）型效果（guǒ），同時溫度對於FDM成型效果（guǒ）影響非常大，而桌麵級FDM 3D打印機通常都缺乏恒溫設備，因（yīn）此基於FDM的桌麵級3D打印機的成品精度通常為0.3mm-0.2mm，少數高端機型能夠支持0.1mm層厚，但是（shì）受溫度影響非常大（dà），成品（pǐn）效果依然不夠穩定。此外，大部分FDM機型製作的產（chǎn）品邊（biān）緣都有分層沉積產生的“台階效（xiào）應”，較難達到所見即所得的3D打印效果，所以在對精度要求較高（gāo）的快速（sù）成型領域較少采用FDM。

 

 

5

基本步驟

 

 

　　打印機通過讀取文件中的橫截麵信息，用液體狀、粉狀或片狀的（de）材（cái）料將這（zhè）些截麵逐層地打印出（chū）來，再將各層截（jié）麵以各種（zhǒng）方式粘合起來（lái）從而製造（zào）出一個（gè）實體。這種技術的特（tè）點在於其幾乎可以造出任何形狀的物品。

 

 

 

 

 

　　打印機打出的截麵的厚度（dù）（即Z方向（xiàng））以及平麵方向即X-Y方向的分辨（biàn）率（lǜ）是以dpi（像素每英寸）或者微米來計算的。一般的厚度為100微米，即0.1毫米，也有部分打印機如（rú）Objet Connex 係列還有三維 Systems' ProJet 係列可以打印出16微米薄的一層。而平麵方向則可以（yǐ）打（dǎ）印出跟激光（guāng）打（dǎ）印機相近的分辨率。打印出（chū）來的“墨水滴”的直徑通常為50到100個微米。 用傳統（tǒng）方法製造出一個模型通常需要數小時到數天，根據模型的尺寸以及複雜程度而定。而用三維打印的技術則可以將時間縮短為數個小時，當然其是由打印（yìn）機的性能以及模型（xíng）的尺寸和複雜程度而定的。

　　傳統的製造技術如注塑法可以（yǐ）以（yǐ）較低的（de）成本大量製（zhì）造聚合物產（chǎn）品，而三維（wéi）打印技術則可以以更快，更有彈性以及更低成本的辦法（fǎ）生產數（shù）量相對較少的產品。一個桌麵尺（chǐ）寸的三維打印機就（jiù）可以滿足設計（jì）者（zhě）或概念開發小組（zǔ）製造模型的需要。

　　目（mù）前三維打印機的分辨率對大多數應用來（lái）說已經足夠（在彎（wān）曲的表麵可能會比較粗糙，像圖像上的鋸齒一樣），要獲得更（gèng）高分辨率的物（wù）品可以通過如下方法：先用當前的三維打印機打出稍大一點的物體（tǐ），再稍微（wēi）經過表麵打磨即可得到（dào）表麵光滑的“高分辨率”物品（pǐn）。

 

　　有（yǒu）些技術可以（yǐ）同時使用多種材料進行打印。有些技術在（zài）打印的過程中還會用到支撐物，比如在（zài）打印出一些有倒掛狀的物體時就需要用到一些易於除去的東西（如可溶的東西）作為支撐物。

 

6

基本特點

 

 

 

　　3D打印技術對於生產者來說，可（kě）大幅降低生產成本，提高（gāo）原（yuán）材料和能源的使用效率，減少對環境的影響，它還（hái）使（shǐ）消費者能根據自（zì）己的需（xū）求量身定製產品（pǐn）。

 

　　3D打印機既不需要用紙，也不需要用墨，而是通過電子製圖、遠程數據傳輸、激光掃描、材料熔（róng）化等一（yī）係列技術，使特定金屬粉或者記憶材料熔化，並按照電子模型圖的指示一層層重新疊加起來，最終把電子模型圖（tú）變成實物。其（qí）優點是大大節省工業樣品製作時間，且可以“打印”造型複雜的產品。因此許多專家認為，這種（zhǒng）技術代表製造業發展新趨勢（shì）。

 

 

7

相關技術

 

 

7.1 技術影響

　　有些業內人認為，三維打印技術對製造業的影響將可與噴墨打印機對文件（jiàn）打印的影響相媲美。三維打（dǎ）印技術（shù）帶來的變（biàn）化或將改變製造（zào）業（yè）的經濟麵貌。許多人認為，這項技術將讓商業（yè）完全（quán）去中心化，逆轉伴隨著工業化到來的城市化進（jìn）程，人們將不（bú）再（zài）需要工廠，屆時，每個村（cūn）莊都將擁有一個由打印機組成的製造（zào）廠，製造所需的物品。但是，也有人認為，城（chéng）市的經濟和社會利益（yì）遠遠超出吸引工人（rén）到裝配線上工作的能力。

　　有人堅持認為，三維打印技術減少了對工廠工人的需求，削減低成本、低工資國家的優勢，因而會增加發達國家的生產能力。不過，也有人對此表示懷疑，他們稱，亞洲（zhōu）製造商也有能力采用（yòng）該技術，而且，即使三維打印技術（shù）確實會讓生產重回發達國（guó）家，它也無法（fǎ）提供更多的工作機會，因為與（yǔ）標準的製造過程相比，它並非（fēi）勞動密集型的技術。而三維打印技術給物流（liú）公司帶（dài）來的威脅是顯而易見的，2010年在由DHL公司組織的一次大會上，有人就提出了這種可能性：當公司能夠在需求產品的地方打印出急需的零部（bù）件時，為（wéi）什麽還會從國外空運呢？

 

7.2 麵臨問題

　　現在三維打印技術的精度約為0.1毫米，而且打印機本身（shēn）的售價偏高，不過（guò），隨著技術的進步（bù）和成（chéng）本的降低，一台普通三維打印機的成本有望比1985年的激（jī）光打印機還要低。

　　但生（shēng）物三維打印機也麵（miàn）臨著（zhe）諸多挑（tiāo）戰，其中之一是其打印出的物體如何與身體其他器官尤其是大的組織（zhī）更好地結合（hé），因為任何打印出來的器官或身體（tǐ）組織都需（xū）要同身體的血管相連，而（ér）這可能非常難實現。一旦克服了這個技術障礙，在（zài）未來幾十年內，生物打印技術將成為一項標準技術。

 

7.3 產權保護

　　三維打印技術的意義不僅在於改變資本和工作的分配模式，而且也在於它能改變知識產權的規則。該技術的出現使製造業的成功不（bú）再取決於生產規模，而取決（jué）於創意。然而，單靠創意也不夠，模仿者和創新者都能輕而易舉地在市場上快速（sù）推出新產品（pǐn）。因此，競爭優（yōu）勢可能將前（qián）所未（wèi）有地變得比以前更（gèng）短。

　　一旦物品能用數字文件來描述，它們就會變得很容易複製和傳播，當然，盜（dào）版（bǎn）也會變得更加猖獗，就像音樂工業出現的情況一樣。當一個新玩具的草圖或一雙鞋的（de）設計方案在網上流傳時，其知識（shí）產權的擁有者會失去更多，因此，人們在知識產權領域進行的鬥爭會更加激烈。並且，隨著開（kāi）源（yuán）軟件、新（xīn）的非商業模式的（de）出現，三維打印技術需要比目前更（gèng）加嚴謹還是更加寬鬆的（de）法規還（hái）有待驗證。

 

　　3D打印機可製作槍支，安全問題引發爭議,從網上免費（fèi）下載（zǎi）示意圖，然後在3D打印機上製作槍支，所有一切都隻通過點擊按鈕完成。點（diǎn）擊打印，然（rán）後走（zǒu）開，幾小時後你就擁有一支槍了。這樣製作槍支不需要接受背景調查，沒有年齡限（xiàn）製，槍支身上（shàng）也（yě）不（bú）需要刻上序列號或需要跟蹤槍支去（qù）處的銷售收據。所（suǒ）以3D打印技術帶來的安全問題也是存在爭議（yì）的，未來如何（hé）發展，還需進一步明（míng）確。

 

7.4 稅務問題

　　過去稅務局、海關對交易征稅都是基於（yú）商品的價值。如果將來貨物的製造模式都是通過購買3D打印機和“耗材”，從網上下載（zǎi）設（shè）計文（wén）件（大多數將是免費的）自行打印出所需的物品，那麽傳統的征稅模式將難以為繼（jì）。未（wèi）來（lái）的稅基將很可能從增值稅、消費稅（shuì）轉向（xiàng）個人（rén）所得稅和營業稅。

 

 

8

應用範疇

 

 

8.1 醫療行業

　　一位83歲的老人由（yóu）於患（huàn）有慢性（xìng）的（de）骨頭（tóu）感染，因（yīn）此換（huàn）上了由3D打印機“打印”出來的下顎骨，這是世界上首位使（shǐ）用3D打印產品做人體骨骼的案例。　

 

8.2 骨（gǔ）骼打印

　　據國外媒體報道，在不久的將來外科（kē）醫生們或許就將可（kě）以在手術中現場利用打印設備打印出各種尺寸（cùn）的骨骼（gé）用於臨床使用。這種神奇的3D打印機已經被製造出來了，而用於替代真實人體骨骼的打（dǎ）印材料則正在緊（jǐn）鑼密鼓地測試之中。

 

　　在實驗室測試中，這種骨骼替代打印（yìn）材（cái）料已經（jīng）被證明可以支持人體骨骼細胞在其中生長，並且其有效性也已經在老（lǎo）鼠和兔子身上得到了驗（yàn）證。未來數年內，打印出的質量更好的骨骼替代品（pǐn）或（huò）將幫助外科手術醫師（shī）進行骨骼損傷的修複，用於牙醫診所，甚（shèn）至幫助骨質（zhì）疏鬆（sōng）症患者恢複健康。

　　3D打印技術迅速興起，成為炙（zhì）手（shǒu）可熱的新型產業（yè），它可（kě）以（yǐ）打印的立（lì）體產品種（zhǒng）類正迅速增加。為了打印骨骼材料，博（bó）斯和她的同事們使用了一台商業銷售的ProMetal 3D打印機（jī）進行（háng）測試。這種3D打印機最初的設計目的是為了打（dǎ）印金屬件。它會逐層噴灑塑（sù）料膠粒在一（yī）層粉末基底之上並逐層成型。每一層的厚度僅相（xiàng）當於人的頭（tóu）發絲寬度的一半。

　　這種骨骼支架的（de）主要材料成分是磷酸鈣（gài），其（qí）中還額外添加了矽和鋅以便（biàn）增強其強度。當它被植入（rù）人體內之後可以暫時起到骨骼的支撐作用，並在此過程中幫助正常骨（gǔ）骼細胞生長發育並由（yóu）此修複之前（qián）的損（sǔn）傷，隨後這種材料可以在人（rén）體內自然溶解（jiě）。

　　科學家們花（huā）費4年時間才找出這種材料的合適配方，其中（zhōng）涉及化學（xué），材料學，生物學（xué）和工藝科學的諸多（duō）學科。

8.3 科學（xué）研究

　　美國德雷（léi）塞爾大學的研究人員通過對化石進行3D掃描，利用3D打印（yìn）技術做出了適合研究（jiū）的3D模型，不但保留了原化石所有的外（wài）在（zài）特征，同時還做了比例縮減，更適合研究。

 

8.4 文物保護

　　博物館裏常常會用很多複雜的替代品來保護原始作品不受環境或意外事件的傷害，同時（shí）複製品（pǐn）也能將藝術或文物的影響更多更遠的人。史密森（sēn）尼博物館就因為（wéi）原始的（de）托馬斯·傑弗遜要放在弗吉尼亞州（zhōu）展（zhǎn）覽，所以博物館用了一個（gè）巨大的3D打印（yìn）替代品放在了原來雕塑的位置。

 

8.5 建築設計

　　在建築業裏，工程師和設計師們已經接（jiē）受了用3D打印機打印的建築（zhù）模型，這種方法快速、成本（běn）低、環保，同時製作（zuò）精美。完全合乎設計者的要求，同時又能節省（shěng）大量材料。

 

8.6 製造業

　　製造業也需（xū）要很多3D打印產品，因為3D打印無論是在成本、速度（dù）和精確度上都要比傳（chuán）統製造好很多。而3D打印技術本身非常適合大規（guī）模生產，所以製造業利用3D技術能帶來很多好處，甚至連質量控製都不再是個問題。

 

8.7 食（shí）品產業

　　沒錯，就是“打印”食品。研究人員已經（jīng）開始嚐試打印巧克力了。或許在不久的將來，很多看起來一模一樣的食品就是用食（shí）品3D打印機“打印”出來的。當然，到那時可能人工（gōng）製作的食品會貴很多倍。

 

8.8 汽車製造業

　　不是說（shuō）你的車是3D打（dǎ）印機打印出來的（當（dāng）然（rán）或許有一天這也（yě）有可能），而是說汽車（chē）行業（yè）在進行安全性測試等工作時，會將一些非關鍵（jiàn）部件用3D打印的產品替代，在（zài）追求效率的同時降低成本。

8.9 配件、飾品

　　這是最廣闊的一個市場。在未來不管（guǎn）是你的（de）個性筆筒，還是（shì）有你半身浮（fú）雕的手機外殼，抑或是你和愛人擁（yōng）有的世界上獨一無（wú）二（èr）的戒（jiè）指，都有可能（néng）是通過3D打印機打印出來的。甚至不用等到未來，就可以實現。

 

8.10 美容（róng）護膚

　　3D打印技術未來也可能會幫助（zhù）愛美人（rén）士進行整容，說不定未來（lái）最有效（xiào）果的青春痘的治療方（fāng）法就是（shì）通過3D打印技術來實現呢！不僅青春痘,包括祛斑,美白等（děng）領域都有（yǒu）希望使用到3D打（dǎ）印技術的！

 

 

9

相（xiàng）關背景

 

 

　　3D打印已經成為一種潮流，並開始廣泛應用在設計領域，尤其是工業設計，數碼產品開模（mó）等，可以在數小時內完成一個模具（jù）的打印，節約了很多產品從（cóng）開發到投入市場的時間。而事實上（shàng），3D打印並非是新鮮的技術，這個思想起源於（yú）19世紀末的美國，並在20世紀80年代得以發展和推（tuī）廣。

　　3D 打印機可以用（yòng）各種原料打印三維（wéi）模（mó）型，使用3D 輔助設計（jì）軟件，工程師設計出一個模（mó）型（xíng）或原型之後，無論設計的是（shì）一所房子還是人工心髒瓣膜，之（zhī）後通過相關公司生產的（de）3D打印（yìn）機進行打印，打印的原料可以是有機（jī）或者無機的的材料（liào），例如橡膠、塑料，不同的打印機廠商所提供的打印材質不同。

　　3D打印機，即快速（sù）成形技術的（de）一（yī）種機器，它是一種數字（zì）模型文（wén）件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料（liào）等可粘合材料，通（tōng）過逐層打印的方（fāng）式來構造（zào）物體的技術。過去其常在模具製造、工業設計等（děng）領域被用於製造模型，現（xiàn）正逐漸用（yòng）於一些產品的直接製造。特別是一些高價值應用（比如髖關節或牙齒，或一些飛機零部件）已經有使用這種技術（shù）打印而成的零部件。“三維打印”意味著這項技術的普及（jí）。

3D打印通常是采（cǎi）用數（shù）字技術材料打印（yìn）機來實現。這種打印（yìn）機的產量以及銷量在二十一世紀以來就已經得到了極（jí）大的（de）增長，其（qí）價格也正逐年下降。

該技術珠寶，鞋類，工業設計，建築，工程和施工（AEC），汽車，航空航（háng）天，牙科和醫療產業，教育，地理信息係統，土木工程以及其（qí）他領域都有所應用。

 

 

10

發展前景

 

 

 

　　科學家們正在利用3D打印機製造（zào）諸如皮膚、肌肉和血管（guǎn）片段等簡單的活體組織，很有可能將有一天（tiān）我們能夠製造出像腎（shèn）髒、肝髒（zāng）甚至心髒這樣的大型人體器官。如 果生物打（dǎ）印機能夠使用病人自身（shēn）的幹細胞，那麽器官移植後的排（pái）異反應將會減（jiǎn）少。人們也（yě）可以打印食品，比如康奈爾大（dà）學的科學家們已經成（chéng）功打印出了杯形（xíng）蛋糕。幾乎所有人都相（xiàng）信，食品界的殺手級應（yīng）用將是能夠打印巧克力的機器。[2]

　　3D打印被用作《經濟學人》雜誌封麵，主題為《看製造業新技術（shù）如何改變世界》，詳細介紹了3D打（dǎ）印的曆史和發展，可見人們對於3D打印成為一項可以改變世界的影響力日益關注。回顧2011年，3D打印市場並購整合成為主流，業內主流（liú）3D打印公司完成了大（dà）規模收購，建（jiàn）立未來3D打印全方位服務平台，以拓展更（gèng）廣的（de）用戶與合作夥伴（bàn）群及聯合研發更多適合市場推廣的產品。

　　而3D打印的價值體（tǐ）現（xiàn）在想象力馳騁的各個領域，3D打印正讓“天馬行空”轉變為“腳踏實地”的可能，人們利用（yòng）3D打印為自（zì）己所在的領域貼上了個性化的標簽。人們紛紛展示了如何3D打印（yìn）馬鈴薯、巧克力、小鎮模型，甚至擴展到用3D打印汽車和飛機。3D打印行（háng）業的發展猶如其定義本身，始終凸顯著“創新突（tū）破”這一（yī）關鍵特質。

 

　　創新突破1：3D打印應用領域擴展延伸

　　3D打印（yìn）的優勢在（zài）2011年被充分應用於生物醫藥領域，利用（yòng）3D打印進行生物組織直接打印的概念日益受到推崇。比較典型（xíng）的（de）包括Open3DP創新小組宣布3D打印在打印骨骼（gé）組織（zhī）上的（de）應用獲得成功，利用3D打印技術製造（zào）人類骨骼組織的技術已經成熟；哈（hā）佛大學醫學院的一個（gè）研究小組則成功研製了一款可以實現生物細胞打印的設備；另外，3D打印（yìn）人體（tǐ）器官的嚐試也正在研（yán）究中。

　　隨著3D打印材料的多樣化發展以及打印技術的革（gé）新，3D打印不僅（jǐn）在傳統的製（zhì）造行業體現出非凡的發展潛力，同時其魅力更延伸至食（shí）品製造、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）的領域。

 

　　創新突破2：3D打印速度、尺寸及技術（shù）日新月異

　　在速度突破上，2011年，個人使用3D打印（yìn）機的速度已突破了送絲速度300mm每秒的極（jí）限，達到350mm每秒。在體積突破上，3D打印（yìn）機體積為適合不同行業的需求，也呈現“輕盈”和“大尺寸”的多樣（yàng）化選擇。目前已有多款（kuǎn）適合辦公室打印的小巧3D打印（yìn）機，並在不斷挑戰“輕盈”極限，為未來進入家庭奠（diàn）定基（jī）礎。

　　在Vienna University of Technology的一個研究項目中，該團隊設計了迄今（jīn）為止世界上最小的3D打印設備，並且降低了打印設（shè）備的製造成本，也有望未來進駐家庭。 在“大尺寸”領域，在德國的3D打印公司發布了4000x2000x1000mm尺寸（cùn）的（de）3D打印機，該款大尺寸3D打印機使打印大（dà）尺寸部（bù）件一次成型成為可（kě）能。

　　3D打印技術日新月異，在2011年Lexus對外發布了新3D打印技術，該（gāi）技術基於高科技（jì）循環編織技術，使用激（jī）光進（jìn）行3D打印， 能夠以編織的（de）方（fāng）式製作複雜的3D模型。

　　據國外（wài）媒體報道，對於大多數消費者來說，3D打印機可（kě）以算是一種奢（shē）侈品。為了（le）讓更多（duō）消費者感受到3D打印機的神奇，玩具廠商 WobbleWorks在互聯網上發起活動籌集3萬美元，投（tóu）資研發出了（le）一種廉價的3D打印技術可以打印出一些（xiē）複（fù）雜結構物體的“3D塗鴉手”。據了解，這支價值50美元的“3D塗鴉手”通過利用特殊“墨水”塑料線來書寫，當用筆尖畫出一個圖形後，會立即（jí）冷卻，隨後（hòu）出現一個3D結構模型。WobbleWorks公司希望該“3D塗（tú）鴉手”在2013年年末就可上市，而（ér）且（qiě）還讓藝術家為該“3D塗鴉（yā）手”模型設計出更多的圖形，從3D動物到（dào）壯觀（guān）的埃菲爾鐵塔。該（gāi）公司發言人表示，每個人都（dōu）會（huì）用筆，所以他們設計了（le）這款3D打印筆。如果你喜歡亂塗鴉、描（miáo）繪（huì）或者在空中比劃（huá）手勢，都可（kě）以在這支（zhī）“3D塗鴉手”中發現樂（lè）趣。使用者用這（zhè）支“3D塗鴉（yā）手”畫出一個東西，隨後就會有一個相應的塑料（liào）3D模型“拔地而生”。同時，研究人員還表示，這支“3D塗鴉手”還可以作為塑料焊接工具（jù）使用。使（shǐ）用者甚至可（kě）以在任何表麵上繪製圖像，繪製（zhì）時將筆尖向上抬，就會（huì）出現逼真的3D物體了，十分神（shén）奇。

　　利用3D打印技術改善藝術（shù）及生活的例子屢見不鮮。例如荷蘭時尚設計師Iris van Herpen 展示了它（tā）的服裝設計作品，這些服裝作品全部使用3D打（dǎ）印機一次成型。通過（guò）3D打印技術（shù）製造的服（fú）裝，突破了傳統服裝剪裁的限製（zhì），幫助設計師完整地（dì）展現其靈感。而（ér）在Cornell大學的（de）一個項（xiàng）目中（zhōng），研究團隊製造了一台3D打印機用於打印食物，展現了（le）烹調的獨特方式。其優勢在於能夠精確控製食物內部材料（liào）分布和（hé）結（jié）構，將原本需要經驗和技術的精細烹調轉換為（wéi）電子屏（píng）幕前的簡（jiǎn）單設計。

 

　　創新突破3：設計平台革新

　　基（jī）於3D打印民用化普及的趨勢，3D打（dǎ）印的設（shè）計平台正從專業設計（jì）軟件向簡單設計應（yīng）用發展，其中比較（jiào）成熟的平台有基於WEB的3D設計平台3D Tin，另外（wài），微軟、穀歌以及其他（tā）軟件行業巨（jù）頭也相繼推出了（le）基於各種開放平台（tái）的3D打印應（yīng）用，大（dà）大降低了3D設計的門檻，甚至有的應用已經（jīng）可以讓普通用戶通過類似玩樂（lè）高積木的方式設計3D模型。

　　由於3D打印（yìn）設備、耗材昂貴，更加適合企（qǐ）業和個（gè）人的3D打印在線服務平台，如雨後春筍般出現，包括shapeways、imaterialise、微小網等平（píng）台，以較高性價比的服務價格，讓更多人可以（yǐ）直接使用3D打印服務，製作自（zì）己喜愛的工藝品和產品，相信，未來的3D打印和3D打印會更加成（chéng）熟，走進尋常百姓家（jiā）.。

 

　　創新突（tū）破4：色彩絢爛形態逼真

　　3D打印機的創造物除了色彩豐富之外也相當精（jīng）美。

 

 

 

 

 

Warner說道：“目前為止，大多數創造物的最高分辨率為100微米。但（dàn）是我們能夠以25微米（mǐ）的分辨率進行打印，創造出非常光潔的表麵。”打（dǎ）印出（chū）色彩逼真（zhēn）而且沒有任何毛刺的物體，不僅會受到3D打印發燒（shāo）友的喜愛，對於普通消費者來說也是大受歡迎。MikeDuma說道：“其（qí）中（zhōng）一個（gè）有趣的推廣就是家庭使用，我們把它稱為家庭實用替代物。當你想要燈泡或者任何有著塑料支架（jià）的東西時，它們都可以打印出來。家庭用戶也可以使用打印機打印玩具和臨時需要的東西，25微米的分辨率甚至可以讓（ràng）你使（shǐ）用足夠牢固的材料來打印假牙。”

　　Duma說道（dào）：“普通（tōng）消費者所使用的3D打印機技術，最令人（rén）激動的發展莫過於家庭機（jī）器人的出現。3D打印（yìn）使（shǐ）你能夠進入機器人的世（shì）界。如果使用者能夠快速重（chóng）新設計並開發技術原型，那麽他們就能夠製造出多功能的簡單機器人來（lái）做家務。那真的能夠創造出接（jiē）近於終端用（yòng）戶、消費者和普通家庭成員的機器人。”Warner相信，3D打印技術在技術領域所（suǒ）帶來轟（hōng）動，不會遜（xùn）色於80年代的（de）台（tái）式機和最近幾年的（de）平板電腦。