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基本原理（lǐ）

 

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

 

 

 

　　使（shǐ）用打印（yìn）機就像打印一封信：輕點電腦屏幕上的“打印”按鈕，一份（fèn）數字文件便被傳送到一（yī）台噴墨打印機上，它將一層墨水噴到紙的表麵以形成一副二維圖像。而（ér）在3D打印時（shí），軟件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（qiē）片的信息傳送到3D打印機上，後者會將連續的薄型層麵堆疊起來，直（zhí）到一個（gè）固態物體成（chéng）型。3D打印機與傳統打印機最大的區別在於它使（shǐ）用的“墨水”是實實在在的原材料。

　　堆疊薄層的形式（shì）有多種多樣（yàng）。有些3D打印機使用“噴墨”的方式。例如，一家名為Objet的以色列（liè）3D打印機公司使用打印機噴頭將一（yī）層極薄的液態塑料（liào）物質 噴塗在鑄模托盤上，此塗層然後被置於紫外線下進行處理。之後鑄（zhù）模托盤下（xià）降極小的距離，以供下一層堆疊上來（lái）。另外一（yī）家總部位於美國明尼阿波利斯市的公司Stratasys使用一（yī）種叫做“熔積成型（xíng）”的技（jì）術，整個流程是在噴頭內熔（róng）化塑料，然後通過沉積塑（sù）料纖維的方式才形成薄層。

　

　還有一些係統使（shǐ）用粉末微粒作（zuò）為打印介質。粉末微粒被噴（pēn）撒在鑄模[2]托盤（pán）上形成一層極薄的粉末層，然後由噴出的液態粘合劑進行固化。它（tā）也（yě）可以使用一種叫做“激光燒結”的技術熔鑄（zhù）成指定形狀。這也正是德國EOS公司在其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（kōng）中的電子流熔（róng）化粉（fěn）末微粒。以上提到的這些僅（jǐn）僅是許多成型方式中的一部分。當遇到包含孔洞及（jí）懸臂這樣的複雜結構時，介質中（zhōng）就需要加入凝膠劑或其他物質以提供支撐或用來占據空間。這部分（fèn）粉末不會被熔（róng）鑄，最後隻需用水或氣（qì）流衝洗掉支（zhī） 撐物便可形成孔（kǒng）隙。如（rú）今可用於打印的介（jiè）質種類（lèi）多樣，從繁多的塑料到金屬、陶瓷以及橡（xiàng）膠類物質。有些打印機還能結合不同介質（zhì），令打印出來的物體一頭堅硬而另 一頭柔軟。

 

 

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發展曆程（chéng）

 

  3D打印源自100多年前的照（zhào）相（xiàng）雕塑和（hé）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（jù）和（hé）原料放進3D打印機中，機器會（huì）按照程序把產品一層層造出來。打（dǎ）印出的產品，可以即時（shí）使用。中國物聯網校企聯盟形象的將（jiāng）它稱作“上上個世紀的（de）思（sī）想，上個世（shì）紀的技術，這個世紀的市場”。

　　據報道（dào），美國科學家發明了一種（zhǒng）可打印出三維效果的打印機，並已（yǐ）將其成功 可打印出塑料（liào）製成的（de）固體製品推向市場。普通（tōng）打印（yìn）機能打印一些報告等平麵紙張資料（liào）。而這（zhè）種最新發明的打印機，它（tā）不僅使立體物品的造價降（jiàng）低，且激發了人們的想象（xiàng）力。未來3D打印機的（de）應用（yòng）將會更加廣泛。

 

 

 

　　在此之前，三維打印機數量很少，大多（duō）集中在“科學怪人”和電子產（chǎn）品愛好者（zhě）手中（zhōng）。他們主要用來打印像珠寶、玩具、工具、廚房用品之類的東西。甚至有（yǒu）汽車專家打印出了汽車零部件，然後根據塑（sù）料模（mó）型去訂（dìng）製真正市麵上買不到的零部件。人們可以在一些電子產品商店購買到這類打（dǎ）印機，工廠也在進行直接銷售。不過（guò）物以稀為貴（guì），一套三（sān）維打（dǎ）印機的價格從一般的750美元到上等質量的27000美元不（bú）等。科學家們表示，三維打印機的使用（yòng）範圍還很有限，不過（guò）在未來的某一天人們一（yī）定可以通過3D打印（yìn）機打印出更（gèng）實用的（de）物品。

　　在20世紀80年代中期，SLS被在美國德州大（dà）學奧斯（sī）汀分校的卡爾Deckard博士開發出來並獲得專利，項目由DARPA讚助的。1979年，類似過程由RF Housholder得到專利，但沒（méi）有被商業化。 1995年，麻（má）省理工創造了“三（sān）維打印”一詞，當時的畢業生Jim Bredt和Tim Anderson修（xiū）改了噴墨打（dǎ）印機方案（àn），變為把約束溶劑擠壓到粉末床的解決方（fāng）案，而不是把墨水擠（jǐ）壓在紙（zhǐ）張（zhāng）上的方案。

 

 

3

國產3D打印機

 

 

 

　　隨著（zhe）3D打印技術的（de）不斷成熟，國內3D打印研發人員也在不斷（duàn）更新與改進（jìn），隨著（zhe）3D打印技術的熱度（dù）不斷升溫，3D打印便是（shì）一項時尚的話題。國內眾多打印設備品牌廠家也在著力研發3D打印產（chǎn）品，例如深圳武（wǔ）騰3D打印機、樂彩3D打印機（jī）等國內新興3D打印機廠家（jiā）。

 

 

 

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主流3D打印技術簡介

 

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

　　熔（róng）融沉積又叫熔絲沉積，它是將絲（sī）狀熱（rè）熔性（xìng）材料加（jiā）熱融化，通過帶有一個微細噴嘴的噴頭擠噴出（chū）來。熱熔材料融化（huà）後從噴嘴噴出，沉（chén）積在製作麵板（bǎn）或者前一（yī）層已固化的材料上，溫度低於固化溫度後（hòu）開始固（gù）化，通過（guò）材料的層層堆積形成最終成品。

　　在3D打印技術中，FDM的機械結構最簡單，設計也最容易，製（zhì）造成本、維護成本和材料成本（běn）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，而工業級FDM機器，主要以Stratasys公司產品為代表。

　　FDM技術的桌麵級3D打印機主要以ABS和PLA為材料（liào），ABS強度較高，但（dàn）是有毒性，製作時臭（chòu）味嚴重，必須擁有良（liáng）好通風環境，此（cǐ）外熱收縮性較大（dà），影響成品精度；PLA是一（yī）種生物可（kě）分解塑料，無毒（dú）性，環保，製作時幾乎無（wú）味，成品形變也較小，所以國外主流桌麵級3D打印機（jī）均以轉為使用PLA作為材（cái）料。

 

 

 

　　FDM技術的優勢在於製造簡單（dān），成本低廉，但（dàn）是桌麵級的FDM打印機，由於出料結構簡單，難以精確控（kòng）製出料形態與成型效果，同時溫度對於（yú）FDM成型效果影響非常大，而（ér）桌麵級FDM 3D打印機通常都缺乏恒溫設備，因此基於（yú）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（chí）0.1mm層厚（hòu），但是受（shòu）溫度影響非常大，成品效果依然不夠穩定。此外，大部分FDM機（jī）型製作的產品邊緣都有分層沉（chén）積產生的“台階效應”，較難達到所見即（jí）所得的3D打印效果，所（suǒ）以（yǐ）在對精度要（yào）求較高的快速成型領域較少采用FDM。

 

 

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基本步（bù）驟

 

 

　　打印機通過讀取文件中的橫截麵信息，用液體狀、粉狀或片狀的材料將這（zhè）些截麵逐層地打印出（chū）來，再將各層截麵以（yǐ）各種方（fāng）式粘合起來從而製造出一個（gè）實體。這種（zhǒng）技術的（de）特點（diǎn）在於其幾乎可以造出任何（hé）形狀的物品（pǐn）。

 

 

 

 

 

　　打印機打出的截麵的厚度（即Z方（fāng）向）以及平（píng）麵方向（xiàng）即X-Y方向的分辨率是以dpi（像素每英寸）或者微米來計算的（de）。一般的厚度為（wéi）100微米，即0.1毫米，也有部分打印機如Objet Connex 係列還有三維（wéi） Systems' ProJet 係列可以打印出16微米（mǐ）薄的一層。而平麵方向則可以打印出跟激光打印機相近的分辨率。打印出來的“墨水滴”的直徑通常為50到100個微米。 用（yòng）傳統方法製造出一個（gè）模型通常需（xū）要數小時到（dào）數（shù）天（tiān），根據模型（xíng）的尺寸以及複雜程度而定。而（ér）用三維打印的技術則可以將時間縮短（duǎn）為數（shù）個小時，當然其是由打印機的性能以及模型的尺寸和複雜程度（dù）而定的。

　　傳統的製造技術如注塑法可以以較低的成本（běn）大量製造聚合（hé）物（wù）產品，而三維打印技術則可以以更快，更有彈性以及更低成本的辦法生產數（shù）量相對（duì）較少的產品。一個桌麵尺寸（cùn）的三維打印機就可以滿足（zú）設計者或（huò）概念（niàn）開發（fā）小組製造模型的需要。

　　目前三維打印機（jī）的分辨（biàn）率對大多數（shù）應（yīng）用來說已經足夠（gòu）（在彎曲的表麵可能會比較粗糙，像圖（tú）像上的鋸（jù）齒一樣），要獲得更（gèng）高分辨率的物品可（kě）以通過如下方法（fǎ）：先用當前的三維（wéi）打（dǎ）印機打出稍大一點（diǎn）的物體，再稍（shāo）微經（jīng）過表麵打磨（mó）即可得到表麵光滑的“高分辨率”物品。

 

　　有些技術可以同時使用多種材料進行打印。有（yǒu）些技術在打印的（de）過程中還會用到支撐物，比如在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。

 

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基本特點

 

 

 

　　3D打印技術對於生產者（zhě）來說，可大幅降低生產成本，提高原材料和能源的使用效率，減少（shǎo）對環境（jìng）的影響，它還使消費者能根據自己的需求量身定（dìng）製產品（pǐn）。

 

　　3D打印機既不需要（yào）用紙，也不（bú）需要用（yòng）墨，而是通過電子製圖、遠程數（shù）據傳輸、激光掃描（miáo）、材料熔化等一係列技術，使特定金屬粉或（huò）者記（jì）憶材料熔化，並（bìng）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（mó）型圖變成實物。其優點是大大節省工業樣品製作時間（jiān），且可以“打印”造型複雜的（de）產品。因此許多專家認為，這種技術代表製造業發展新（xīn）趨勢。

 

 

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相關技術

 

 

7.1 技術影響

　　有些業內人認為，三（sān）維打印技術對製造業的（de）影響將可與噴墨打印機對文件打印的影響相媲美。三維打印技（jì）術帶來（lái）的變化或將改變製造業的經濟（jì）麵貌。許多人認為，這項技術將讓商（shāng）業完全去中心化，逆轉伴隨（suí）著工業化到來的城市化（huà）進程，人們將（jiāng）不（bú）再需要工廠，屆時，每個（gè）村莊都將擁有一個由打印機組成的（de）製（zhì）造廠，製（zhì）造所（suǒ）需的物品。但是，也有人認為，城市的經濟和社會利益遠遠超出吸引工人到裝配線上（shàng）工（gōng）作（zuò）的能力（lì）。

　　有人堅持認為，三（sān）維打印（yìn）技術減少了對工廠工人的需求，削減低成本（běn）、低工資國家的優勢（shì），因而會增加發達國家的（de）生產能力（lì）。不過，也（yě）有（yǒu）人對此表示懷疑，他們稱，亞洲製造商也有能（néng）力采用該技術（shù），而且，即使三維打印技（jì）術（shù）確實會讓生（shēng）產重回發達國家，它也無法（fǎ）提供更多的工（gōng）作機會（huì），因為與標準的製造（zào）過程相比，它並非勞動密（mì）集型的技術。而三維打印技術給物流公司帶來的威脅是顯而易見的，2010年在由DHL公司組織的一次大會（huì）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件時，為什麽還會從國外空運呢？

 

7.2 麵臨問題

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

　　但生物三維打印機也麵臨著諸多挑（tiāo）戰，其（qí）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更好地結（jié）合，因為（wéi）任何打（dǎ）印出來的器官或身體組織都需要同身體的（de）血管相連，而這（zhè）可能非（fēi）常難實現。一旦克服了這個技術障礙，在未來幾十年內，生（shēng）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（biàn）資（zī）本和工作的分配模式，而且也在（zài）於（yú）它能改變（biàn）知識產權的規則。該技術的出現使製造業的成功不再取決於生產規模（mó），而取決於創意。然而，單靠創意（yì）也不夠，模仿（fǎng）者和創新者都能輕而易舉地在市場上（shàng）快速推出新產品（pǐn）。因此，競爭優勢可能將前（qián）所未有地變得比以前更短。

　　一旦物（wù）品能用（yòng）數字文件來描述，它們（men）就會變得很容易複（fù）製（zhì）和傳播，當然，盜版也會變得更加猖獗（jué），就像音樂工業出現的（de）情況一樣。當一個新玩具的草圖或一雙鞋的設計方案在網上流傳時，其知識（shí）產權的擁有者會失去更（gèng）多，因此，人們在知識產權（quán）領域進行的鬥爭會更加激烈。並（bìng）且，隨著開（kāi）源（yuán）軟件、新的非（fēi）商業模式的（de）出現，三維打印技術需要比目前更加嚴（yán）謹還是更加寬鬆的法（fǎ）規還有待驗證。

 

　　3D打印（yìn）機（jī）可製作槍支，安全問題引發爭議,從網上免費下載示意圖（tú），然後在3D打印機上製作槍支，所有一切都隻通過點擊按鈕（niǔ）完成。點擊打印，然後走開，幾小時後（hòu）你就擁有（yǒu）一支槍了。這樣製作槍支不需要接受背景調（diào）查，沒有年齡限製（zhì），槍支身上也不需要刻（kè）上序列號或需要跟蹤（zōng）槍支去處的銷售收據。所以3D打印技術帶來的安全問題也（yě）是存在爭議的，未來如何發（fā）展（zhǎn），還需進一步明（míng）確。

 

7.4 稅務問題

　　過去稅（shuì）務局、海關對交易征稅都是基於商品的（de）價值。如果將來貨物的製造模（mó）式都是通過購買3D打印機和“耗材”，從網上下（xià）載設計（jì）文件（大多數將是免費的）自行打印出所需的（de）物品，那麽傳統的征稅模式將難以為繼。未來的（de）稅基將很可能從增值稅（shuì）、消費稅轉向個人所得稅（shuì）和營業稅。

 

 

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應用範疇

 

 

8.1 醫療行業

　　一位83歲的老人由於患有慢性的（de）骨頭感染，因此換上了由3D打印機“打印”出來的下顎骨，這是世界（jiè）上首位（wèi）使用3D打印產品做人體骨骼的案例。　

 

8.2 骨骼打印

　　據國外媒體（tǐ）報（bào）道，在不久（jiǔ）的將來（lái）外科醫生們或許就（jiù）將可以在手（shǒu）術中現場利用打印（yìn）設備打印出各種尺寸（cùn）的骨骼用於臨床使用。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（de）打印材料則正在緊鑼密鼓地測試（shì）之中（zhōng）。

 

　　在實（shí）驗室測試中，這種骨骼替代（dài）打印材料已經被證（zhèng）明可以支持人體骨骼細胞在（zài）其中生長，並（bìng）且其有效性（xìng）也已經在老鼠和（hé）兔子身上得到了驗證。未來數年內，打（dǎ）印出的質量更好的骨骼替代品（pǐn）或將幫助（zhù）外科（kē）手（shǒu）術（shù）醫師進行骨骼損傷的修（xiū）複，用於牙醫診所，甚至幫助骨質疏鬆症患者恢（huī）複健康。

　　3D打印技術迅速（sù）興起，成為炙手可熱的新型產業，它可以打印的立（lì）體產（chǎn）品種類正迅速增加。為了打印骨骼材料，博（bó）斯和（hé）她的同事們使（shǐ）用了一台商業銷售（shòu）的（de）ProMetal 3D打印機進（jìn）行測試。這種3D打印機最初的設計目的是為了打印金屬件。它（tā）會逐層噴灑塑（sù）料膠粒（lì）在一層粉末基（jī）底之上並逐層成型。每一層的厚度僅相當於人（rén）的頭（tóu）發絲寬度的一半。

　　這種骨（gǔ）骼支架（jià）的主要材料（liào）成分是磷酸鈣，其中還額外添加了矽和鋅以便（biàn）增強其強度。當它被植入人體內之後可以暫時起到骨骼的支撐作用，並在此（cǐ）過程（chéng）中幫助正常骨骼細（xì）胞（bāo）生長發育並由此修複之前的損傷，隨（suí）後這種材料可（kě）以在人體內自然溶（róng）解（jiě）。

　　科學家們（men）花費4年時間才找出這種材料的合適配方，其中涉及化學，材料學，生物（wù）學和工藝科（kē）學的諸多（duō）學科（kē）。

8.3 科學研究

　　美國德雷塞爾（ěr）大學的（de）研究人（rén）員通過對化石進行（háng）3D掃描，利用3D打印技術做出了適合研究的3D模型，不（bú）但保留了原化石所有的外（wài）在特征，同時還做（zuò）了比例縮減，更適合研究。

 

8.4 文（wén）物保護（hù）

　　博物館裏常常會用很多複雜（zá）的替代（dài）品來保護原始作品不受環境或意外事（shì）件的傷害，同時複製品也能（néng）將藝（yì）術或文物的影響更多更（gèng）遠的人。史密森尼博物館就因為原始的托馬斯·傑弗遜要放在弗吉尼亞州展覽，所以博物館用（yòng）了一個巨大的3D打印替（tì）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受了（le）用3D打印機打印的建築（zhù）模型，這種方法快速、成本低、環（huán）保（bǎo），同時製作精美。完全合乎設計者的要求，同時又（yòu）能節省（shěng）大量材料（liào）。

 

8.6 製造業

　　製造業（yè）也（yě）需要很（hěn）多3D打印產品，因為3D打印無論是（shì）在成本、速度（dù）和精確度上（shàng）都要（yào）比傳統製造好很多。而3D打印技術本身非常適合大規模生產，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（shì）個問題。

 

8.7 食品產業

　　沒錯，就是“打印（yìn）”食品。研究（jiū）人員已經開始嚐試打印巧克力了。或許在（zài）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（kě）能人工（gōng）製作的食品會貴很多倍。

 

8.8 汽車製造業

　　不是說你的車是3D打印機打印（yìn）出來的（de）（當然或許（xǔ）有一天這也有可能），而是說汽車（chē）行業在進行安全性測試等工作時，會將一些非關鍵部件用3D打印的產品替代，在追求效率（lǜ）的同時降低成本（běn）。

8.9 配件、飾品

　　這是最廣闊的一（yī）個市（shì）場。在未來不管是你的個性筆筒，還是有你半身浮雕的手機外殼，抑或是你和愛人擁有的世界上獨一無二的戒指，都有可能是通過3D打印機打印出來的。甚至不用等到（dào）未來，就可以（yǐ）實（shí）現。

 

8.10 美容護膚

　　3D打印技術未來也（yě）可能（néng）會幫助愛美人士（shì）進行（háng）整容，說不定未來最有效果的青春痘的治療方法就是通過3D打印技術來實現呢！不僅（jǐn）青春痘,包括祛（qū）斑,美白等領域（yù）都有希（xī）望使用到3D打印技（jì）術的！

 

 

9

相關背景

 

 

　　3D打印已經成為一種（zhǒng）潮流，並開始廣泛應用（yòng）在設計領域，尤其是工業設（shè）計，數碼產品開模等，可以在數小時內（nèi）完成一個模具的打印，節約了（le）很多產品從開發到投入市場的時間。而（ér）事實上，3D打（dǎ）印並非（fēi）是新鮮的技（jì）術，這個思想起源於19世紀末的美國，並在（zài）20世紀（jì）80年代得以發展和推廣。

　　3D 打印機可以用各種原料打印三維模型（xíng），使（shǐ）用3D 輔助設（shè）計軟件，工程師設計出一個模型或原（yuán）型之後，無論設計的是一（yī）所房子還是人工（gōng）心髒瓣膜，之後（hòu）通過相關公司生產的3D打印機進行打印，打印的原料可以是有（yǒu）機或者（zhě）無機的的材料（liào），例如橡膠、塑（sù）料，不同的打印（yìn）機廠商所提供的打印（yìn）材質不同。

　　3D打印機，即快速成形（xíng）技術的一種機器，它（tā）是（shì）一種數字（zì）模型文件為基礎，運用（yòng）粉末狀金屬（shǔ）或塑料等可粘合材料，通過逐層（céng）打印的方式來構造物體的技（jì）術。過去其常在模（mó）具製造、工（gōng）業設（shè）計等領（lǐng）域被用於製造模型，現正逐漸（jiàn）用於一些產品的直接製造。特別是一些高價值（zhí）應用（比如髖關節或牙齒，或一（yī）些飛機零部件）已經有使用這種（zhǒng）技術打印而成的零部件。“三（sān）維打印”意味著這項技術的普及。

3D打印通常是采用數字技術材料打（dǎ）印機來實現。這種打印機（jī）的產量（liàng）以及（jí）銷量在二十一世紀以來就已經得到了極大的增長，其價格也正逐年下降。

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

 

 

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發展前景

 

 

 

　　科學家們正在利用3D打印機製造諸如皮膚、肌肉和血管片段等簡單的活體組織，很有可能將有一天我們能夠製造出像（xiàng）腎髒、肝（gān）髒甚（shèn）至心髒這樣的大型人體器官。如 果生物打印機能夠使用病人自身的幹細胞，那麽器官移植後的排異反應將會減少。人（rén）們也可以打印食品，比如康奈爾大學的科學家們已經成功打（dǎ）印出了杯形蛋糕（gāo）。幾乎所有（yǒu）人都相信（xìn），食品界的殺手（shǒu）級應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（tí）為《看製（zhì）造業新技術如何改變世界》，詳（xiáng）細介紹了3D打印（yìn）的曆（lì）史和發（fā）展，可見人（rén）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3D打印公司（sī）完成了（le）大（dà）規模收購，建立未來3D打印全方位服務平台，以拓展更廣的用戶與合作夥伴（bàn）群及聯合（hé）研發更（gèng）多適合市場推廣的產品。

　　而3D打印的價值體現（xiàn）在想象力馳騁的（de）各個領域（yù），3D打（dǎ）印（yìn）正讓“天馬行空”轉變為“腳踏實地”的可能，人們利用3D打印為自己所在的領域貼上了個（gè）性化的標簽。人們紛紛展示了如何3D打印馬鈴薯、巧克力、小鎮模型，甚至擴展到用3D打印（yìn）汽車和飛機。3D打印行業的發展猶如其定義本身，始終凸顯（xiǎn）著“創新突破”這一關鍵特質。

 

　　創（chuàng）新突破1：3D打（dǎ）印應用領域擴展延伸

　　3D打印（yìn）的優勢在2011年被充分應用於生物醫藥領域，利用3D打印進行生物組織直接（jiē）打印的概念日益受（shòu）到推崇。比較典型的包括Open3DP創新小組宣布3D打印在打印骨骼組織上（shàng）的應用獲得成功，利用3D打印技術製造人類骨骼組（zǔ）織的技術（shù）已經成熟；哈佛大學醫學（xué）院的一個研究小組則成功研製了一（yī）款可以（yǐ）實現生物細胞（bāo）打印的設備；另外，3D打印人體器官的嚐試也（yě）正在研究中（zhōng）。

　　隨著3D打印材料的多樣化發展以及（jí）打印技術的革新（xīn），3D打印不僅（jǐn）在傳統的製造行業體（tǐ）現出非凡的發展潛力，同時其魅力更延伸至食品製造、服裝奢侈品、影視傳媒以及教育等多個與（yǔ）人們生活息息相關的領域。

 

　　創新突破2：3D打印速度、尺寸及技術日新月異

　　在速（sù）度突破上，2011年，個人使用3D打印機（jī）的速度（dù）已突（tū）破了送絲速度300mm每秒的極限，達到350mm每秒。在體積突破上，3D打印機體積（jī）為（wéi）適合不同（tóng）行業的需求，也呈現“輕（qīng）盈”和“大尺寸”的多（duō）樣（yàng）化選擇。目前已有多款適合辦公室打（dǎ）印（yìn）的小巧3D打印機，並在不斷挑戰“輕盈”極限，為未來進入家庭奠定基礎。

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

　　3D打印技術日新月異，在2011年Lexus對外發布了新3D打（dǎ）印技術，該技術基於高科技循環編（biān）織技術，使用激光進（jìn）行3D打（dǎ）印， 能夠以編織的方式製作複雜的3D模型。

　　據國外媒（méi）體報道（dào），對於大多數消費（fèi）者來說，3D打印機可以算是一種奢（shē）侈（chǐ）品。為了讓更多消費者感受到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（wàn）美元，投資研發出了一種廉價的3D打印技術可以（yǐ）打印出一些複雜結構物體的“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（lái）書寫，當用筆（bǐ）尖畫出一個圖形後，會（huì）立（lì）即冷卻，隨後出現一個3D結構（gòu）模型。WobbleWorks公司希望該“3D塗鴉手”在2013年年末就可上市，而且還（hái）讓藝術（shù）家為該“3D塗鴉手”模型設計出更多的（de）圖形，從3D動物到壯（zhuàng）觀的埃（āi）菲爾鐵塔。該（gāi）公司發言人表示，每個（gè）人都會用筆，所以他們設計了這款3D打印筆。如果你喜歡亂塗鴉、描繪或者在空中比劃手勢（shì），都可以在這支“3D塗鴉手”中發（fā）現樂趣。使用者用這支“3D塗鴉手”畫出（chū）一個東西，隨（suí）後（hòu）就會（huì）有一個相應的塑料3D模型“拔地而生”。同時，研究人員還表示，這支（zhī）“3D塗鴉手”還可以作為塑料焊接工具使用。使用（yòng）者（zhě）甚至可以在任何（hé）表麵上繪（huì）製圖像，繪製時將筆尖向上抬，就會出（chū）現逼真的3D物體了，十分神奇。

　　利用3D打印技（jì）術改善藝術及生活的例子屢見不鮮。例如荷蘭時尚設計師Iris van Herpen 展示了它的服裝（zhuāng）設計作品，這些服裝作品全部使（shǐ）用3D打印機一（yī）次成型。通過（guò）3D打（dǎ）印技術製造的服裝，突破了傳統服裝剪裁的限製，幫助設計師完整地展現其靈感。而在Cornell大學的一個項目中，研究團隊製造了一（yī）台3D打印（yìn）機用於打印食物，展（zhǎn）現了烹調的獨特方式。其優（yōu）勢在於能夠精確控製食物內（nèi）部材（cái）料分布和結（jié）構，將原本需（xū）要經驗和技術的精細烹調（diào）轉換為電子屏幕前的簡單設計。

 

　　創（chuàng）新突破3：設計平台革（gé）新

　　基於3D打印民用化普及（jí）的趨（qū）勢（shì），3D打印的設計平台正從（cóng）專業設計軟件向簡單設計應用發展，其中比較成熟的平台有基於WEB的3D設計平台3D Tin，另外，微軟（ruǎn）、穀歌（gē）以及其他軟件行業巨頭也（yě）相繼推出了基於各種開放平台的3D打（dǎ）印應用，大大降低了3D設（shè）計的門檻，甚至有的應（yīng）用已經可以讓普通用戶通過類似玩樂（lè）高積木的（de）方式設計3D模型。

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

 

　　創新（xīn）突破4：色彩絢爛形態逼真

　　3D打（dǎ）印機的創造物除了色彩（cǎi）豐富之外也相當精美。

 

 

 

 

 

Warner說道：“目前（qián）為（wéi）止，大多數創（chuàng）造物的最高分辨（biàn）率為100微米。但是我（wǒ）們能夠以25微米的分辨率進行打印，創造出非常（cháng）光潔的表麵。”打（dǎ）印出（chū）色彩逼真而且沒有任何毛刺（cì）的物體，不僅會受（shòu）到（dào）3D打印發燒友的喜愛，對於普通消費者來說也是大受歡迎。MikeDuma說（shuō）道：“其中一個有趣的推廣（guǎng）就是（shì）家庭使用，我們把它稱（chēng）為家庭實用替代物。當你想要燈泡或者任何有著塑料支架的東西（xī）時，它們都可以打印出來。家（jiā）庭用戶也可以使用打印機打印（yìn）玩具和臨時需要的東西（xī），25微米的分辨率甚至可以讓你使用足夠牢固的材料來（lái）打印假牙（yá）。”

　　Duma說道：“普通消費者所使用的3D打印機技術，最令人激動的發展莫過於家庭機器人的（de）出現。3D打印使你能夠進入機器人的世（shì）界（jiè）。如果使用者能夠快速重新設計並開發技術原型，那麽他們就能夠製造出多（duō）功（gōng）能的簡單機器人來做家務。那真的能夠創造出接近（jìn）於終端用戶、消費者（zhě）和普通家庭（tíng）成員的機器人。”Warner相（xiàng）信，3D打印技術在技術領域所帶來轟動，不會遜色於80年代的台式機和最近（jìn）幾年的平板（bǎn）電腦。