只需3分钟，让你彻底搞懂3D打印的前世今生及未来

本文由机器人大讲堂（ID:RoboSpeak）授权转载，作者：堂博士

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3D打印定义

3D打印技术出现在20世纪90年代中期，实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。它与普通打印工作原理基本相同，打印机内装有液体或粉末等“打印材料”，与电脑连接后，通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。这打印技术称为3D打印技术。

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3D打印原理及过程

3d打印过程如下：3d打印机在设计文件指令的引导下，先喷出固体粉末或熔融的液态材料，使其固化为一个特殊的平面薄层。第一层固化后，3d打印机打印头返回，在第一层外部形成另一薄层。第二层固化后，打印头再次返回，并在第二层外部形成另一薄层。如此往复，最终薄层累积成为三维物体。与传统制造机器那样通过切割或模具塑造制造物品的方法不同，3d打印机通过层层堆积形成实体物品的方法从物理的角度扩大了数字概念的范围。对于要求具有精确的内部凹陷或互锁部分的形状设计，3d打印机是首选的加工设备，它可以将这样的设计在实体世界中实现。

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3D打印的应用领域

3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工（AEC）、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。

1）航天和国防

制造火箭发动机的喷射器需要精度较高的加工技术，如果使用3D打印技术，就可以降低制造上的复杂程度，在计算机中建立喷射器的三维图像，打印的材料为金属粉末和激光，在较高的温度下，金属粉末可被重新塑造成我们需要的样子。

2）医学领域

最近美国FDA批准了第一款3D打印药物。这个药物可以造福300万患有癫痫的成人和儿童。而且这个好消息也有可能成为 “敲门砖”，为以后药物3D打印奠定坚实的基础，通过3D打印制作更多易于使用，测试，生产的药物。华盛顿邮报一文章中预测，将来医生们不会直接开药给病患，而是提供药物配方，病患可以在家使用3D打印机定制药物。再比如，一位83岁的老人由于患有慢性的骨头感染，换上了由3D打印机“打印”出来的下颚骨，这是世界上首位使用3D打印产品做人体骨骼的案例。纽约长老会医院的埃米尔·巴查博士(Dr.Emile Bacha)医生使用3D打印的心脏救活一名2周大婴儿等等。

3）建筑领域应用

如果不是建筑学专业的人，恐怕没有几个人能够在看建筑图纸的时候就在头脑中构想出建筑物的3D形状。而通过人手工制作建筑模型则往往成本很高，因为欧美国家人工很贵。而通过3D打印技术，则可以很容易、很快的就能在短时间内打印出一个建筑模型，即便客户有修改意见，同样可以短时间内就完成一个的模型，提高设计阶段的效率。

4）娱乐业

在电影中，我们看到过很多演员扮演的类人形的怪物，传统上，诸如好莱坞这样的制片基地，都是通过手工技术来进行这些特殊的造型，但是现如今已经基本都是3D打印模型的天下，很方便就能打印出一个个性化的怪物头套和全身装备，效果可以乱真。

5）文物保护

博物馆里常常会用很多复杂的替代品来保护原始作品不受环境或意外事件的伤害，同时复制品也能将艺术或文物的影响传递给更多更远的人。史密森尼博物馆就因为原始的托马斯·杰弗逊要放在弗吉尼亚州展览，所以博物馆用了一个巨大的3D打印替代品放在了原来雕塑的位置。

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我国3D打印行业前景分析

在欧美，3D打印已经有30年的历史，目前已经拓展到医学、能源、航空航天等领域应用，产业规模已有几十亿美元，而我国3D 打印技术起步较晚，资金投入较少，导致我国3D技术发展较为缓慢，且主要有以下几点原因：商业模式单一；人才严重短缺；比较优势不明显；设备和材料成本太高；技术本身处于不断完善和成熟过程。

世界3D打印技术产业协会CEO、中国3D打印技术产业联盟执行理事长罗军表示，尽管存在诸多问题与瓶颈，但是，随着国家政策的重视和推进，未来三到五年，3D打印会进入一个产业化的爆发期，工业3D打印和生物医学3D打印领域可能是最终的发展方向，但这需要更多的市朝手段、更脚踏实地来推动研发和产业化。

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最近出现的3D案例

俄罗斯工厂打造3d打印版的《权利的游戏》临冬城

中国用激光3D打印造歼20

江苏省苏州工业园区多栋3D打印建筑令人目不暇接

3D打印制作的足协杯奖杯和奖牌

迪拜世界上首个3D打印办公室

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