3D打印已經成為一種潮流，并開始廣泛應用在設計領域，尤其是工業設計，數碼產品開模等，可以在數小時內完成一個模具的打印，節約了很多產品從開發到投入市場的時間。

 

3D 打印機可以用各種原料打印三維模型，使用3D 輔助設計軟件，工程師設計出一個模型或原型之后，無論設計的是一所房子還是人工心臟瓣膜，之后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機或者無機的的材料，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，即快速成形技術的一種機器，它是一種數字模型文件為基礎，運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造物體的技術。過去其常在模具制造、工業設計等領域被用于制造模型，現正逐漸用于一些產品的直接制造。

 

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打印而成的零部件。“三維打印”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，其價格也正逐年下降。

 

該技術珠寶，鞋類，工業設計，建筑，工程和施工（AEC），汽車，航空航天，牙科和醫療產業，教育，地理信息系統，土木工程以及其他領域都有所應用。

 

 

3D打印源自100多年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，機器會按照程序把產品一層層造出來。打印出的產品，可以即時使用。

 

在20世紀80年代中期，SLS被在美國德州大學奧斯汀分校的卡爾Deckard博士開發出來并獲得專利，項目由DARPA贊助的。1979年，類似過程由RF Housholder得到專利，但沒有被商業化。 

 

3d打印機

1995年，麻省理工創造了“三維打印”一詞，當時的畢業生Jim Bredt和Tim Anderson修改了噴墨打印機方案，變為把約束溶劑擠壓到粉末床的解決方案，而不是把墨水擠壓在紙張上的方案。

 

說到3D打印，就不得不提3D打印機：

 

3D打印機又稱三維打印機，是一種累積制造技術，通過打印一層層的粘合材料來制造三維的物體。現階段三維打印機被用來制造樣品。 2003年以來三維打印機的銷售逐漸擴大，價格也開始下降。

 

該技術可用于珠寶，鞋類，工業設計，建筑，工程和施工（AEC），汽車，航空航天，牙科和醫療產業，教育，地理信息系統，土木工程，和許多其他領域。

 

最早的3D打印出現在上個世紀的80年代，價格極其昂貴且所能打印的產品數量也少得可憐。 

 

最早的3d打印機

 

 

3D打印機工作步驟是這樣的：使用CAD軟件來創建物品，如果你有現成的模型也可以，比如動物模型、人物、或者微縮建筑等等。

 

然后通過SD卡或者USB優盤把它拷貝到3D打印機中，進行打印設置后，打印機就可以把它們打印出來，其工作結構分解圖如下。

 

3D打印機的工作原理和傳統打印機基本一樣，都是由控制組件、機械組件、打印頭、耗材和介質等架構組成的，打印原理是一樣的。3D打印機主要是在打印前在電腦上設計了一個完整的三維立體模型，然后再進行打印輸出。

 

3D打印與激光成型技術一樣，采用了分層加工、疊加成型來完成3D實體打印。每一層的打印過程分為兩步，首先在需要成型的區域噴灑一層特殊膠水，膠水液滴本身很小，且不易擴散。

 

然后是噴灑一層均勻的粉末，粉末遇到膠水會迅速固化黏結，而沒有膠水的區域仍保持松散狀態。這樣在一層膠水一層粉末的交替下，實體模型將會被“打印”成型，打印完畢后只要掃除松散的粉末即可“刨”出模型，而剩余粉末還可循環利用。

 

 

3D打印機的應用對象可以是任何行業，只要這些行業需要模型和原型。以色列的Objet公司認為，3D打印機需求量較大的行業包括政府、航天和國防、醫療設備、高科技、教育業以及制造業。

 

醫療行業。一位83歲的老人由于患有慢性的骨頭感染，因此換上了由3D打印機“打印”出來的下顎骨，這是世界上首位使用3D打印產品做人體骨骼的案例。

　

骨骼打印　據國外媒體報道，在不久的將來外科醫生們或許就將可以在手術中現場利用打印設備打印出各種尺寸的骨骼用于臨床使用。這種神奇的3D打印機已經被制造出來了，而用于替代真實人體骨骼的打印材料則正在緊鑼密鼓地測試之中。

 

在實驗室測試中，這種骨骼替代打印材料已經被證明可以支持人體骨骼細胞在其中生長，并且其有效性也已經在老鼠和兔子身上得到了驗證。未來數年內，打印出的質量更好的骨骼替代品或將幫助外科手術醫師進行骨骼損傷的修復，用于牙醫診所，甚至幫助骨質疏松癥患者恢復健康。

 

3D打印技術迅速興起，成為炙手可熱的新型產業，它可以打印的立體產品種類正迅速增加。為了打印骨骼材料，博斯和她的同事們使用了一臺商業銷售的Prometal 3D打印機進行測試。

 

這種3D打印機最初的設計目的是為了打印金屬件。它會逐層噴灑塑料膠粒在一層粉末基底之上并逐層成型。每一層的厚度僅相當于人的頭發絲寬度的一半。

 

這種骨骼支架的主要材料成分是磷酸鈣，其中還額外添加了硅和鋅以便增強其強度。當它被植入人體內之后可以暫時起到骨骼的支撐作用，并在此過程中幫助正常骨骼細胞生長發育并由此修復之前的損傷，隨后這種材料可以在人體內自然溶解。

 

科學家們花費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，生物學和工藝科學的諸多學科。

 

科學研究。美國德雷塞爾大學的研究人員通過對化石進行3D掃描，利用3D打印技術做出了適合研究的3D模型，不但保留了原化石所有的外在特征，同時還做了比例縮減，更適合研究。

 

產品原型。比如微軟的3D模型打印車間，在產品設計出來之后，通過3D打印機打印出來模型，能夠讓設計制造部門更好的改良產品，打造出更出色的產品。

 

文物保護。博物館里常常會用很多復雜的替代品來保護原始作品不受環境或意外事件的傷害，同時復制品也能將藝術或文物的影響更多更遠的人。

 

史密森尼博物館就因為原始的托馬斯·杰弗遜要放在弗吉尼亞州展覽，所以博物館用了一個巨大的3D打印替代品放在了原來雕塑的位置。

 

建筑設計。在建筑業里，工程師和設計師們已經接受了用3D打印機打印的建筑模型，這種方法快速、成本低、環保，同時制作精美。完全合乎設計者的要求，同時又能節省大量材料。

 

制造業。制造業也需要很多3D打印產品，因為3D打印無論是在成本、速度和精確度上都要比傳統制造好很多。而3D打印技術本身非常適合大規模生產，所以制造業利用3D技術能帶來很多好處，甚至連質量控制都不再是個問題。

 

食品產業。沒錯，就是“打印”食品。研究人員已經開始嘗試打印巧克力了。或許在不久的將來，很多看起來一模一樣的食品就是用食品3D打印機“打印”出來的。當然，到那時可能人工制作的食品會貴很多倍。

 

汽車制造業。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。

 

配件、飾品。這是最廣闊的一個市場。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。甚至不用等到未來，就可以實現。

 

 

恩里科·迪尼稱，他已經在和建筑大師諾曼·福斯特、阿爾塔空間公司等進行討論，希望能設計出一種可以使用月球塵土的打印機，屆時在月球上就可以使用這種打印機快速的建造出人類的月球基地。

 

預計2050年實現3D打印機制造飛機

 

歐洲飛機制造公司Airbus的設計師透露3D打印飛機打造計劃，預計2050前達成。 

 

據Forbes報導，此計劃將使用機庫般大小的3D打印機，制造飛機零件，Airbus的員工Bastian Schafer描述他的構想：此架飛機80米長，曲面機身由透明材質制成，乘客就感覺彷佛翱翔在云端中。 

 

Airbus提出的概念型飛機具自我清潔功能，在2011年時已完成內建類神經網絡、抗氧化空氣，以及體熱采集設備，Schafer在過去兩年集合一群Airbus工業設計師團隊，為了這概念而努力，他表示：「這個機會讓我們能做些不一樣的事」