1

基本原理

 

　　 3D打印並非是（shì）新鮮的技術，這個（gè）思想起源於（yú）19世紀末的美國（guó），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（chēng）作“上上個世紀的思想，上個世紀的技術，這個世紀的市場”。三維打印通常是采用數字技術材料 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（jiù）已（yǐ）經得（dé）到了極（jí）大（dà）的增長，其價格也正逐年下降。

 

 

 

　　使用打印機就像打印一封信：輕點電腦屏幕（mù）上的（de）“打印”按（àn）鈕，一份（fèn）數字文（wén）件便被傳送到一（yī）台噴墨（mò）打印機上（shàng），它將一層（céng）墨水噴（pēn）到紙的（de）表麵以形成一副二維圖像。而在3D打印時，軟件通過電腦輔（fǔ）助設計技（jì）術（CAD）完成一係列（liè）數字切片，並將這些切片的信息（xī）傳送到（dào）3D打印機上（shàng），後者會將連續的薄型層麵堆疊起來，直到一個固態物體成型。3D打印機與傳統（tǒng）打印機最大的區（qū）別（bié）在於它使用的“墨水”是實實在在的原材料。

　　堆疊薄層的形式有（yǒu）多種多（duō）樣。有（yǒu）些3D打印機使用“噴墨（mò）”的方式。例如，一家名為Objet的（de）以色列3D打印機公司使用打印機噴頭將（jiāng）一層極薄的液態（tài）塑料（liào）物質 噴塗在鑄模托盤上，此塗層然後（hòu）被置於紫外線下進行處理。之後（hòu）鑄模托（tuō）盤下降極小的（de）距離，以供下一層堆疊上（shàng）來。另外一家總部位於美國明尼阿波利斯市（shì）的公司Stratasys使用（yòng）一種叫做“熔積成型”的技術（shù），整個流程是在噴頭內熔化塑料，然後通過沉積塑料纖維的方（fāng）式才形成薄層。

　

　還有一些係統使用粉末微粒作為（wéi）打印介質。粉末微粒被噴撒在鑄模[2]托盤上形成一層極薄的粉末層，然後由（yóu）噴出的液態（tài）粘合（hé）劑進行（háng）固（gù）化。它也可以使用（yòng）一種叫做“激光燒結”的技術熔鑄成指（zhǐ）定形狀。這也正是德國EOS公司（sī）在其（qí）疊加（jiā）工藝製造機上使用的技術。而瑞士的Arcam公司則是利用（yòng）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，介質中就需（xū）要加入凝膠劑或其他物質以提供支撐或用來占據空間。這部分粉末不會（huì）被熔鑄，最後（hòu）隻需用水或氣流衝洗掉支 撐（chēng）物便（biàn）可形成孔隙。如今可用於打印的介質種類多樣，從繁多的塑料到金屬、陶瓷以及橡膠類（lèi）物質。有些打印機還能結合不同介質（zhì），令打印出（chū）來的物體（tǐ）一頭堅硬而另 一頭柔軟。

 

 

2

發展曆程

 

  3D打（dǎ）印源自100多年（nián）前的照相雕塑和地貌成形技術，上世紀80年代已有雛形，其學名為“快速成型”。它的原理是：把數據和原料放進3D打印機中（zhōng），機器會按照程序把產品一層層造出來。打印（yìn）出的產品，可以即（jí）時使用。中國物聯（lián）網校企聯盟（méng）形象的將它稱作“上上個世紀的思想，上個世紀的技術，這個世紀的市場”。

　　據報道，美國科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 可打印（yìn）出塑料製成的固（gù）體製品推向市場。普通打印機能打印一些報告等平（píng）麵（miàn）紙張（zhāng）資料。而這種最新發明的打印機，它（tā）不僅使立體（tǐ）物（wù）品的造價降低（dī），且激發了人們的想象力（lì）。未來3D打印機的應（yīng）用將（jiāng）會更（gèng）加廣泛。

 

 

 

　　在此之（zhī）前，三維打印機數（shù）量很少，大多集中在“科學怪人”和電子產品愛好者手中。他們主要（yào）用來打印像珠寶、玩具、工具、廚房用品之類的東西（xī）。甚至有汽車專家（jiā）打印出了汽車零部件，然（rán）後（hòu）根據塑料模型去訂製真正市麵上買（mǎi）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印機，工廠也在進行直接銷售。不過物以稀為貴，一套（tào）三維打印（yìn）機的價格從一般的750美元到上等質（zhì）量的27000美元不等。科學家們表示，三維打印機的（de）使用範圍還很有限（xiàn），不（bú）過在未來（lái）的某一天（tiān）人們一定可以（yǐ）通過3D打印機（jī）打印出更實用（yòng）的（de）物品。

　　在20世紀80年代中期，SLS被在美國德州大（dà）學奧斯汀分（fèn）校的卡爾Deckard博士開發出來（lái）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，但沒有被商業化。 1995年，麻省理工創造了“三（sān）維打印”一詞，當（dāng）時的畢業（yè）生Jim Bredt和Tim Anderson修改了（le）噴墨打印機方案，變為把約束溶（róng）劑擠壓到粉末床的解決方案（àn），而不是（shì）把墨水（shuǐ）擠壓在紙張上的方案。

 

 

3

國產3D打印機

 

 

 

　　隨著3D打印技術的不斷成熟，國（guó）內3D打印研發人員（yuán）也在不斷更新與改進，隨著3D打印技術的熱度不斷升溫，3D打印便是一項時尚的話題。國內眾多打印設備品牌廠家也在著力研發3D打印產品，例如深圳武騰3D打印機、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（kuài）速成型（Fused Deposition Modeling，FDM）

　　熔融沉積又叫熔絲沉積，它是將絲狀熱熔性材料加熱融（róng）化，通過帶有一個微細噴嘴的噴頭擠噴出來。熱熔材料融化（huà）後從噴（pēn）嘴噴出，沉（chén）積在製作麵板或者前一層已（yǐ）固化（huà）的（de）材料上（shàng），溫度低於固化溫度（dù）後開始（shǐ）固化，通過材料的層層堆（duī）積形成最終成品。

　　在3D打印技術中，FDM的機械結構（gòu）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（de）桌麵級3D打印機（jī）中（zhōng）使用得最（zuì）多的技術，而工業級FDM機器，主（zhǔ）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（hé）PLA為材料，ABS強度較高，但是有（yǒu）毒性，製作時臭味嚴重（chóng），必須擁有良好通風（fēng）環境（jìng），此外（wài）熱（rè）收縮性（xìng）較大，影響成品精度；PLA是一種生（shēng）物可分解（jiě）塑料，無毒性，環保，製作（zuò）時幾乎（hū）無味，成品形（xíng）變也較小，所以國外主流桌麵級3D打印機均以轉為使用PLA作為材料。

 

 

 

　　FDM技術的優勢在於製造簡單，成本低廉，但是桌麵（miàn）級的FDM打印機，由於出料結構簡單，難以精確控製出料形態與成型效果，同時溫度對於FDM成型效果影響非常大，而桌麵級FDM 3D打印機通常都（dōu）缺乏恒溫（wēn）設備，因（yīn）此基於FDM的桌麵級3D打印機的成品精（jīng）度（dù）通常為0.3mm-0.2mm，少數高端機型能夠支持0.1mm層（céng）厚，但是受溫度影響非常大，成品效果依然不夠穩定。此外，大部分FDM機型製作的產（chǎn）品邊緣都有分層沉積產生的“台階效應”，較難達到所見即所（suǒ）得的3D打印效果，所以在（zài）對精度要求較高的快速成型領（lǐng）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、粉狀或片狀的材料將這些截麵（miàn）逐層地打印出來，再（zài）將各層截（jié）麵以各種方式粘合起來從而製造（zào）出一個實體。這種技術的特點在於其幾乎可以造出任何形狀的物品。

 

 

 

 

 

　　打印機打出（chū）的截麵的厚（hòu）度（即（jí）Z方（fāng）向）以及平麵方向即（jí）X-Y方向的分辨率是以dpi（像（xiàng）素每英（yīng）寸）或者（zhě）微米來計（jì）算的。一般的厚度為100微米，即0.1毫米（mǐ），也有部分打印機如Objet Connex 係（xì）列還（hái）有三維 Systems' ProJet 係列（liè）可以打印出16微米薄的一（yī）層。而平麵方向則可以打印出跟激光打印機（jī）相近的分辨率。打印出來（lái）的“墨水滴”的直徑通常為50到100個微米。 用傳統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（jí）複雜程度而（ér）定。而用三維打印的技（jì）術則可以將時間縮短為數個小時，當然其（qí）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（chuán）統的（de）製造技術如注塑（sù）法可以以較低的成本大量製造聚合物產品，而三維打印技術則（zé）可以以更快，更有彈性以及（jí）更低成本的辦法生產數量相對較少的（de）產品。一（yī）個桌麵尺寸的三維打印機就（jiù）可以滿足設計者或（huò）概念開發（fā）小組製造（zào）模型的需要。

　　目前三維打印機的分辨（biàn）率對大多數應用（yòng）來說已（yǐ）經足夠（在彎曲（qǔ）的表麵（miàn）可能會比較粗糙，像（xiàng）圖像上的鋸齒一樣），要獲得更高分辨（biàn）率的物（wù）品（pǐn）可以通過如下方法：先用當前（qián）的三維打印機打出稍大一點的物體，再（zài）稍微經過表麵打磨即可得到表麵光滑的“高分辨率”物品（pǐn）。

 

　　有些技術可以同時使用多種材料進行打印（yìn）。有些技術在（zài）打印的過程中還會用到支撐（chēng）物，比如在打印出（chū）一（yī）些（xiē）有（yǒu）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（zhī）撐物（wù）。

 

6

基本特點

 

 

 

　　3D打印技術對於生產者來說，可大幅降低生產成本（běn），提高原材料（liào）和能源的使用（yòng）效率，減少對環境的（de）影響，它還使（shǐ）消費者能根據自己的需求量身定製產品。

 

　　3D打印機既不需（xū）要用紙，也不需要用墨，而是通過電子製圖（tú）、遠程數據傳（chuán）輸、激光掃描、材料熔化等一係列技術，使（shǐ）特定金屬粉或（huò）者記憶材料熔化，並按照電子模型圖的指（zhǐ）示一層層重新疊加起來，最終把電子模型圖變成實物（wù）。其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（pǐn）。因此許多（duō）專家認為，這種技術代表製造業發展新趨勢。

 

 

7

相關技術

 

 

7.1 技（jì）術影響

　　有些（xiē）業（yè）內人認為，三維打印技術對製造業的影（yǐng）響將可與噴墨打印機對文件（jiàn）打印的影響相（xiàng）媲美。三維打印技術帶來的變化或將改變製（zhì）造業的經濟麵貌。許（xǔ）多人認為，這項技術將讓商業完全去中心化，逆轉伴隨著工業化到來的城市化進程，人們（men）將不再需要工廠，屆（jiè）時，每個村莊都將擁有一個由打印機（jī）組成的（de）製造（zào）廠，製造（zào）所（suǒ）需的物品。但是，也有人認為（wéi），城市的經濟和社會利益遠遠超出吸引工人到裝配線上工作的能力（lì）。

　　有人堅持認為，三維打印技術（shù）減少了對工廠工人的需求，削減低成本、低工資國家（jiā）的優勢，因而會增加發達國家（jiā）的生產能（néng）力。不過，也有人對此表示懷疑，他們稱（chēng），亞洲製造商也有能力（lì）采用該技（jì）術，而且，即使三維打印技（jì）術確實會讓生產重回發達國家（jiā），它也無法提供更多的工作（zuò）機會，因為（wéi）與標準（zhǔn）的製造過程相（xiàng）比，它並非（fēi）勞動密集型的技術。而三維打印技術給（gěi）物（wù）流公司帶來（lái）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（le）這（zhè）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（jiàn）時，為（wéi）什麽還會從國外（wài）空運呢？

 

7.2 麵臨問題

　　現在三維打印技術（shù）的精度約為0.1毫米，而且（qiě）打印機本身的售價偏高，不過，隨著技術的進步（bù）和成本的降低，一台普通三維打印機的（de）成本（běn）有望（wàng）比1985年的激光打印機還要低。

　　但生物三維打印機（jī）也麵臨著諸多挑戰，其中之一（yī）是其打印出（chū）的物體如何與身體其他（tā）器官尤其是大的組織更好地結合，因（yīn）為任何打印出來的器官或身體組織都需要同身體的血管相連，而這可能非常難實現。一旦克服了（le）這個技術障礙，在未來幾十年內，生物打印技術將（jiāng）成（chéng）為一項標準技術。

 

7.3 產權保護

　　三維打印技術的（de）意義（yì）不僅在（zài）於改變資本和工作的（de）分（fèn）配模式（shì），而且（qiě）也在於它（tā）能改變知識產權的規則。該技術的出現使製造業的成功不再（zài）取決於生產規模，而取決於創意。然而，單靠創意也不夠，模仿（fǎng）者和創新者都能輕而（ér）易舉地在市場上快速推出新產品。因此，競爭優勢可能將前所未（wèi）有地變得比以前更短。

　　一（yī）旦物品能用（yòng）數字文件來描述，它們就會變得很容（róng）易複製和傳播，當然，盜版也會變得更加猖獗，就（jiù）像音樂工業出現的情況一樣。當一個新玩具的草圖（tú）或一雙鞋的設計方案在網上（shàng）流傳時，其知識產權的擁有者會失去更多，因此，人們在知識產（chǎn）權領（lǐng）域進行的鬥爭會更加激烈。並且，隨著開源軟件、新的非商業模式的出現，三維打印技術需（xū）要比目前更（gèng）加嚴謹還是更（gèng）加寬鬆的法規（guī）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完（wán）成。點（diǎn）擊（jī）打印（yìn），然後走開，幾小時後你就擁有（yǒu）一支槍了。這樣製作槍支不（bú）需要接受背景調查，沒有年齡限製，槍支（zhī）身上也不需要刻上序列號或需要跟（gēn）蹤槍支去處的銷售收據。所以3D打印（yìn）技術帶來的安（ān）全問（wèn）題也是存在爭議的，未來（lái）如何發展，還需進一步明確。

 

7.4 稅務問題

　　過（guò）去（qù）稅務（wù）局（jú）、海關對（duì）交易征稅都是基於商品的價值。如果將來貨物的製造模式都是通過購（gòu）買3D打印機和“耗材（cái）”，從網上下載（zǎi）設計文件（大多數將是免費的）自行打（dǎ）印出（chū）所需的物品，那麽（me）傳統的征稅模式將難以為繼。未來的稅基將很（hěn）可能從增值稅、消費稅轉向個（gè）人（rén）所得稅和（hé）營業（yè）稅。

 

 

8

應用範疇

 

 

8.1 醫療行業

　　一位83歲的老人由於患有慢性（xìng）的骨頭感（gǎn）染，因此換上了由3D打印機“打印”出（chū）來的下顎（è）骨（gǔ），這是世界（jiè）上首位使用3D打印產品做人體骨骼的案例。　

 

8.2 骨骼打印（yìn）

　　據國外（wài）媒體報道，在（zài）不久的將來外科（kē）醫生（shēng）們或（huò）許就將可以在手術中現場利用打印設備打印出各種（zhǒng）尺寸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（zhēn）實人體骨骼的打印材料則正在緊鑼密鼓地測試之中。

 

　　在（zài）實（shí）驗室測試中，這種骨骼替（tì）代（dài）打印材料已經被（bèi）證明（míng）可以支（zhī）持人體骨骼細胞在其中生長，並且其有效性也已經在老鼠和兔子身上得到了驗證（zhèng）。未來數年內，打印出的質量更（gèng）好的骨骼替代品或將幫助外科手術醫師進行（háng）骨骼損傷的修複，用於牙醫診所，甚（shèn）至幫助骨質疏鬆症患者（zhě）恢複健（jiàn）康。

　　3D打印技術迅速興起，成為（wéi）炙手可熱的新（xīn）型（xíng）產業，它（tā）可以打印（yìn）的立體產品種類正迅速增加。為了打印骨骼材（cái）料，博斯和她的同事們使用了一台商業銷售的ProMetal 3D打印機進行測試。這種（zhǒng）3D打印機最初的設計目的是為了打印（yìn）金屬件。它會（huì）逐（zhú）層噴灑塑料膠粒（lì）在一層粉末基（jī）底之上並逐層成型（xíng）。每（měi）一層的厚度僅相當於人的頭發絲（sī）寬度的一半。

　　這種骨（gǔ）骼支架的主要材（cái）料成分是磷酸鈣，其中還額外添加了（le）矽和（hé）鋅以便增強其強度。當它被植入人體內之後可以暫時起到骨骼的支撐作用，並在此過程中幫助正常骨骼細胞生長發育並由此修複之前的（de）損傷，隨後（hòu）這種材（cái）料可以在人體內自然溶解。

　　科學（xué）家們花費（fèi）4年（nián）時間才找出（chū）這種（zhǒng）材料的合適（shì）配方，其中涉及化學，材料學，生物學和（hé）工藝科（kē）學的（de）諸多學科。

8.3 科學研究

　　美國德雷塞爾大學的研究人員通過對化石（shí）進行（háng）3D掃描，利用3D打印技術做出（chū）了（le）適合研（yán）究的3D模型，不但保留了原化石所有的外在特征，同時還做了比例（lì）縮減，更適合研究。

 

8.4 文物保護

　　博物館裏常常（cháng）會用很多複雜的（de）替代品來保護原（yuán）始作品不受環境或意外事件的傷（shāng）害，同時複製品也能（néng）將藝術或文物的影響更多更遠的（de）人。史（shǐ）密森（sēn）尼博物館就因為原始的托馬斯·傑弗遜要放在弗吉尼亞州（zhōu）展覽，所以博物館用了一個（gè）巨大的3D打印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（shè）計師們已經接受了用3D打印機打印（yìn）的建築模型，這（zhè）種方法快速、成本低（dī）、環保，同時製（zhì）作精美。完全合乎設計者的要求，同時（shí）又能節省大量材料。

 

8.6 製造業

　　製造業也需要很多3D打印產品，因為3D打印無（wú）論是在成本、速度和精確度上都要比傳統製造（zào）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（dài）來很多好處，甚（shèn）至連質量控製都不再（zài）是（shì）個問題。

 

8.7 食品產（chǎn）業

　　沒錯，就（jiù）是“打印”食品。研究人員已（yǐ）經開始嚐試打印巧克力了。或許（xǔ）在不久（jiǔ）的將來，很多看起來一模一樣的食品（pǐn）就是用（yòng）食品3D打印機“打印”出來的。當然，到那時可能人工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打印機打印出來的（當然或許有一天這也有可能），而是說汽車行業在進行安全性測（cè）試等工作時，會將一些非關鍵部件用3D打印的產品替代，在追求效率的同時降低成本。

8.9 配件、飾品

　　這（zhè）是最廣闊的一個（gè）市場。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（rén）擁有的世界上獨（dú）一無二的戒指，都有可能（néng）是通過3D打印機打印出來的（de）。甚（shèn）至不用等到未來，就可以實現。

 

8.10 美（měi）容護膚（fū）

　　3D打印技術未來也可能會幫助愛美人士進（jìn）行整容，說不定未來最有效（xiào）果的青春痘的（de）治療方法就是通（tōng）過3D打印技術來實現呢（ne）！不僅青春痘,包括祛斑,美（měi）白等領域都有（yǒu）希望（wàng）使（shǐ）用到3D打印技術的！

 

 

9

相關背景

 

 

　　3D打印已經成為一種潮流，並開始廣泛應用在（zài）設計領域，尤其是工業（yè）設計（jì），數碼產品（pǐn）開模（mó）等（děng），可以在數小（xiǎo）時（shí）內完成一個模具（jù）的打印，節約了很多產品從開發到投入市場的時間。而事實上，3D打印（yìn）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（shì）紀80年代得以發展（zhǎn）和推（tuī）廣。

　　3D 打印（yìn）機（jī）可以用各種原料打印三維模型，使用3D 輔助設（shè）計軟件，工程師設計出一個（gè）模型或原型之後，無論設計的是一所房子還是人工心髒瓣膜，之後通過（guò）相關公司生產的3D打印機進行打印，打印的原料可以是有機或者無機（jī）的的（de）材料，例如（rú）橡膠、塑料，不同的打（dǎ）印機廠商所提供的打印材質（zhì）不同。

　　3D打印機，即快速（sù）成形技術的一種機器，它是（shì）一種數字模型文件為基（jī）礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料（liào），通過逐層打印的方式來構造物體的技（jì）術。過（guò）去（qù）其常在模具製造（zào）、工業設計等領域被用於製造模（mó）型，現（xiàn）正逐漸用於一些產品的（de）直接製造。特別是（shì）一些高價值應用（比如髖關節或牙齒，或一（yī）些飛機零部件）已經有使（shǐ）用這種技術打印而成的零部件。“三維打（dǎ）印（yìn）”意味著這項技術的普及。

3D打印通常是采（cǎi）用數字（zì）技術材料（liào）打印（yìn）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（yǐ）經得到了極大的增長，其（qí）價格也正逐年下降。

該技術（shù）珠寶，鞋（xié）類，工業設計，建築，工程和施工（AEC），汽車，航空航天，牙科和（hé）醫療產業（yè），教育，地理信息係統，土木工程（chéng）以及其他領域都（dōu）有所應（yīng）用。

 

 

10

發展前景

 

 

 

　　科學家們正（zhèng）在（zài）利用3D打印（yìn）機製造諸如皮膚、肌肉和血管（guǎn）片段等簡單的活體組（zǔ）織，很有可能（néng）將有一天我們能夠製（zhì）造出像腎髒、肝髒甚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（shēn）的幹細胞，那麽器官移植後的排異反應將會減少。人們也可以打印食品，比如康（kāng）奈爾大學的科學家們已經成功打印（yìn）出了杯形蛋糕。幾乎所有人都相信，食（shí）品界的殺手級應用（yòng）將是能夠打印巧克力的機器。[2]

　　3D打印被（bèi）用作《經濟學人》雜誌封（fēng）麵，主題為《看製造業（yè）新技術如何改變世界》，詳細介紹（shào）了3D打印（yìn）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（chǎng）並購整合（hé）成為主流，業內（nèi）主流（liú）3D打印公司（sī）完成了大規模收購，建立未來3D打印全方位服務平台，以（yǐ）拓展更廣（guǎng）的（de）用戶與合作夥伴群及聯合研發更多適合市場推廣的產品。

　　而3D打（dǎ）印的價值體（tǐ）現在想象（xiàng）力馳騁的各個領域，3D打印正讓“天（tiān）馬行空”轉變為“腳踏實地”的可能，人們（men）利用3D打印為自己所在的（de）領域貼上了個性化的標簽。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打印汽車和飛機。3D打印行業的發展猶如其定義本身，始終凸顯著“創新突破（pò）”這一關鍵特質。

 

　　創新突破（pò）1：3D打印（yìn）應用領域擴展延伸

　　3D打印的優勢在2011年被充分（fèn）應用於生物醫藥領域，利用3D打印進行（háng）生物組（zǔ）織直接打印的概念日益受到推（tuī）崇。比較典型的包括Open3DP創新小組宣布3D打印在打印骨骼（gé）組織上的應用獲得成（chéng）功（gōng），利（lì）用3D打印（yìn）技術製造人類骨骼組織（zhī）的技術已經成熟；哈佛大學醫學院的一個研究小組則成功研製了一款可以實（shí）現生物細胞（bāo）打印（yìn）的（de）設備；另外，3D打（dǎ）印人體器官的嚐試也正在研究（jiū）中。

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

 

　　創新突破2：3D打印速度、尺寸及技術日新（xīn）月異（yì）

　　在速度突破上，2011年，個人使用3D打印機的速度（dù）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打印機體積為適合不同行業（yè）的需（xū）求，也呈（chéng）現“輕盈”和“大尺寸”的多樣化選擇。目前已有多款適合（hé）辦（bàn）公室打印（yìn）的小巧3D打印機，並在不斷挑戰“輕盈”極限，為未來進（jìn）入家庭奠定基礎。

　　在（zài）Vienna University of Technology的一個研究項目中（zhōng），該團隊設計了（le）迄今（jīn）為止（zhǐ）世界上（shàng）最（zuì）小的3D打印設備，並且降低了打印設備的製造成本（běn），也（yě）有望未來進駐家庭。 在“大尺寸”領域，在德（dé）國（guó）的3D打印公司發布了4000x2000x1000mm尺寸的（de）3D打印機，該款大尺寸3D打印機使打印大（dà）尺寸部件一次成型成為可能。

　　3D打印技術日新月異（yì），在2011年Lexus對外發布了新3D打印技術，該技術基於高（gāo）科技（jì）循環編織技術，使用激光（guāng）進行3D打印， 能夠（gòu）以編織的方（fāng）式製作複雜的3D模型。

　　據國外媒體報道，對於大多數消費者來說，3D打印機可以算（suàn）是一種奢侈品。為了讓更多消（xiāo）費者感（gǎn）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（dǎ）印技術可以打印出一些複雜結構物體（tǐ）的（de）“3D塗鴉（yā）手”。據了解，這支價值50美元（yuán）的“3D塗鴉手”通過利用特殊“墨水”塑料線來書（shū）寫，當用筆尖畫出一個圖形後，會立即冷卻，隨後出現一個3D結構模型。WobbleWorks公司希望該“3D塗鴉手”在2013年年（nián）末就可上市，而且還讓藝術家為該“3D塗鴉手”模型設計出更多的圖（tú）形，從3D動物到（dào）壯觀的埃（āi）菲（fēi）爾鐵塔。該公司發言人表示，每個人都會（huì）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（zài）空中比劃手勢，都（dōu）可（kě）以在這支“3D塗（tú）鴉手”中發現樂趣。使用者（zhě）用（yòng）這支（zhī）“3D塗鴉手（shǒu）”畫出一個（gè）東西，隨後就會有一個相（xiàng）應的塑料3D模（mó）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。使用者甚至可以（yǐ）在任何（hé）表麵上繪製圖像，繪製時將筆尖向上抬，就會（huì）出現逼真的3D物體了，十分神奇。

　　利用3D打印技術（shù）改善（shàn）藝術及生活的例子屢見不鮮。例如荷蘭（lán）時尚設計師Iris van Herpen 展示了它的服裝設計作品，這些服裝作品全（quán）部使用3D打印（yìn）機一（yī）次成型。通過3D打印技術製造的服裝，突破了傳統服裝剪裁的（de）限製（zhì），幫助設計師完整地展現其靈感。而在Cornell大學的一個（gè）項目中，研究團隊製造了一台3D打（dǎ）印機用於打印食物，展（zhǎn）現（xiàn）了烹調的（de）獨特方式。其優勢在於能夠（gòu）精（jīng）確控製食物內部材料分布和結構，將原本需要經驗和技術的精細烹調轉換為電子屏幕前的簡單（dān）設計（jì）。

 

　　創新突（tū）破3：設計（jì）平台（tái）革新

　　基於3D打印（yìn）民用化普及的趨勢，3D打印的設計平台（tái）正從專業設計軟件向簡單設計應用發（fā）展，其中比（bǐ）較成熟的平（píng）台有（yǒu）基（jī）於WEB的3D設計平台3D Tin，另外（wài），微軟、穀歌以及其他軟件行業巨頭也相繼推出了基於各種開放平台的3D打印應用，大大降低（dī）了3D設計的門檻，甚至有的應用已經可以讓普通用戶通過類似（sì）玩樂高（gāo）積（jī）木的方式設計3D模型（xíng）。

　　由於3D打印設備、耗材昂貴，更加適（shì）合企業和個人的3D打印在線服務平台，如雨後春筍般出現（xiàn），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，製作自己喜愛的（de）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（xún）常百姓家.。

 

　　創新突破4：色彩絢（xuàn）爛形態逼真

　　3D打印機（jī）的創造物除了色彩豐富之外也相當精美。

 

 

 

 

 

Warner說道：“目前為止，大多數創造物的最高分辨率為（wéi）100微米。但是我們能夠以25微米的分（fèn）辨率進行打（dǎ）印，創造出（chū）非常光潔的表（biǎo）麵。”打印出色彩逼真而且（qiě）沒有任何毛（máo）刺的物體，不僅會受到3D打（dǎ）印發燒友的喜愛，對於普通消費者（zhě）來（lái）說（shuō）也是大受歡迎。MikeDuma說道：“其中一個有趣的推廣就是家庭使用（yòng），我們把它稱為家庭實用替代物。當你想要燈泡（pào）或者任（rèn）何有（yǒu）著塑料支架的東西時，它們都可以打印出來。家庭用戶（hù）也可以使用打印機打印玩（wán）具和（hé）臨時需要的東西，25微米的（de）分（fèn）辨率（lǜ）甚至可以讓你使用足夠（gòu）牢固的材料來（lái）打（dǎ）印假牙。”

　　Duma說道：“普通消費（fèi）者所使（shǐ）用的（de）3D打印機技術，最令人激動的發展莫過於家庭機（jī）器人的出現。3D打印（yìn）使你能夠（gòu）進入機器人的世（shì）界（jiè）。如果使用（yòng）者能夠快速（sù）重新設（shè）計並開發技術原型，那麽他們就能夠製造出多功能的（de）簡單機器（qì）人來做家務。那真的能（néng）夠創造出接近於終端用（yòng）戶（hù）、消費者（zhě）和普通家庭成（chéng）員的機器人。”Warner相信，3D打印技術（shù）在（zài）技術領域所帶來轟動，不會遜（xùn）色於80年代的台式機（jī）和（hé）最近幾年的平板電腦。