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3D打印并非是新鮮的技術，這個思想起源于19世紀末的美國，并在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，上個世紀的技術，這個世紀的市場”。
使用打印機就像打印一封信：輕點電腦屏幕上的“打印”按鈕，一份數字文件便被傳送到一臺噴墨打印機上，它將一層墨水噴到紙的表面以形成一副二維圖像。而在3D打印時，軟件通過電腦輔助設計技術（CAD）完成一系列數字切片，并將這些切片的信息傳送到3D打印機上，后者會將連續的薄型層面堆疊起來，直到一個固態物體成型。3D打印機與傳統打印機最大的區別在于它使用的“墨水”是實實在在的原材料。
堆疊薄層的形式有多種多樣。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 噴涂在鑄模托盤上，此涂層然后被置于紫外線下進行處理。之后鑄模托盤下降極小的距離，以供下一層堆疊上來。另外一家總部位于美國明尼阿波利斯市的公司Stratasys使用一種叫做“熔積成型”的技術，整個流程是在噴頭內熔化塑料，然后通過沉積塑料纖維的方式才形成薄層。
還有一些系統使用粉末微粒作為打印介質。粉末微粒被噴撒在鑄模托盤上形成一層極薄的粉末層，然后由噴出的液態粘合劑進行固化。它也可以使用一種叫做“激光燒結”的技術熔鑄成指定形狀。這也正是德國EOS公司在其疊加工藝制造機上使用的技術。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型方式中的一部分。
當遇到包含孔洞及懸臂這樣的復雜結構時，介質中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。這部分粉末不會被熔鑄，最后只需用水或氣流沖洗掉支 撐物便可形成孔隙。如今可用于打印的介質種類多樣，從繁多的塑料到金屬、陶瓷以及橡膠類物質。有些打印機還能結合不同介質，令打印出來的物體一頭堅硬而另 一頭柔軟。
科學家們正在利用3D打印機制造諸如皮膚、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制造出像腎臟、肝臟甚至心臟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干細胞，那么器官移植后的排異反應將會減少。人們也可以打印食品，比如康奈爾大學的科學家們已經成功打印出了杯形蛋糕。幾乎所有人都相信，食品界的殺手級應用將是能夠打印巧克力的機器。
發展前景
3D打印被用作《經濟學人》雜志封面，主題為《看制造業新技術如何改變世界》，詳細介紹了3D打印的歷史和發展，可見人們對于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打印市場并購整合成為主流，業內主流3D打印公司完成了大規模收購，建立未來3D打印全方位服務平臺，以拓展更廣的用戶與合作伙伴群及聯合研發更多適合市場推廣的產品。
而3D打印的價值體現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3D打印為自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”這一關鍵特質。
創新突破1：3D打印應用領域擴展延伸
3D打印的優勢在2011年被充分應用于生物醫藥領域，利用3D打印進行生物組織直接打印的概念日益受到推崇。比較典型的包括Open3DP創新小組宣布3D打印在打印骨骼組織上的應用獲得成功，利用3D打印技術制造人類骨骼組織的技術已經成熟；哈佛大學醫學院的一個研究小組則成功研制了一款可以實現生物細胞打印的設備；另外，3D打印人體器官的嘗試也正在研究中。
隨著3D打印材料的多樣化發展以及打印技術的革新，3D打印不僅在傳統的制造行業體現出非凡的發展潛力，同時其魅力更延伸至食品制造、服裝奢侈品、影視傳媒以及教育等多個與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
在速度突破上，2011年，個人使用3D打印機的速度已突破了送絲速度300mm每秒的極限，達到350mm每秒。在體積突破上，3D打印機體積為適合不同行業的需求，也呈現“輕盈”和“大尺寸”的多樣化選擇。目前已有多款適合辦公室打印的小巧3D打印機，并在不斷挑戰“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最小的3D打印設備，并且降低了打印設備的制造成本，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打印技術，該技術基于高科技循環編織技術，使用激光進行3D打印， 能夠以編織的方式制作復雜的3D模型。
據國外媒體報道，對于大多數消費者來說，3D打印機可以算是一種奢侈品。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3萬美元，投資研發出了一種廉價的3D打印技術可以打印出一些復雜結構物體的“3D涂鴉手”。據了解，這支價值50美元的“3D涂鴉手”通過利用特殊“墨水”塑料線來書寫，當用筆尖畫出一個圖形后，會立即冷卻，隨后出現一個3D結構模型。WobbleWorks公司希望該“3D涂鴉手”在2013年年末就可上市，而且還讓藝術家為該“3D涂鴉手”模型設計出更多的圖形，從3D動物到壯觀的埃菲爾鐵塔。該公司發言人表示，每個人都會用筆，所以他們設計了這款3D打印筆。如果你喜歡亂涂鴉、描繪或者在空中比劃手勢，都可以在這支“3D涂鴉手”中發現樂趣。使用者用這支“3D涂鴉手”畫出一個東西，隨后就會有一個相應的塑料3D模型“拔地而生”。同時，研究人員還表示，這支“3D涂鴉手”還可以作為塑料焊接工具使用。使用者甚至可以在任何表面上繪制圖像，繪制時將筆尖向上抬，就會出現逼真的3D物體了，十分神奇。
利用3D打印技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 展示了它的服裝設計作品，這些服裝作品全部使用3D打印機一次成型。通過3D打印技術制造的服裝，突破了傳統服裝剪裁的限制，幫助設計師完整地展現其靈感。而在Cornell大學的一個項目中，研究團隊制造了一臺3D打印機用于打印食物，展現了烹調的獨特方式。其優勢在于能夠精確控制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設計。
創新突破3：設計平臺革新
基于3D打印民用化普及的趨勢，3D打印的設計平臺正從專業設計軟件向簡單設計應用發展，其中比較成熟的平臺有基于WEB的3D設計平臺3D Tin，另外，微軟、谷歌以及其他軟件行業巨頭也相繼推出了基于各種開放平臺的3D打印應用，大大降低了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玩樂高積木的方式設計3D模型。
發展趨勢
3D打印按需定制、以相對低廉的成本制造產品一度被認為是科幻想象，而現在已經變成現實。在2013年，這種趨勢將逐漸加速。以下就是明年以及今后3D打印領域值得關注的十大趨勢：
1、3D打印成為工業化力量
3D打印原先只能用于制造產品原型以及玩具，而現在它將成為工業化力量。你乘坐的飛機將使用3D打印制造的零部件，這些零部件能夠讓飛機變得更輕、更省油。
事實上，一些3D打印的零部件已經被應用于飛機上。該技術也將被國防、汽車等工業應用于特種零部件的直接制造。總之，在你不知不覺的情況下，通過3D打印制造的飛機、汽車乃至家電的零部件數量將越來越多。
2、3D打印開始治病救人
通過3D打印制造的醫療植入物將提高你身邊一些人的生活質量，因為3D打印產品可以根據確切體型匹配定制，如今這種技術已被應用于制造更好的鈦質骨植入物、義肢以及矯正設備。
打印制造軟組織的實驗已在進行當中，很快通過3D打印制造的血管和動脈就有可能應用于手術之中。目前，3D打印技術在醫療應用方面的研究涉及納米醫學、制藥乃至器官打印。做最理想的情況是，3D打印技術在未來某一天有可能使定制藥物成為現實，并緩解（如果不能消除的話）器官供體短缺的問題。
3、定制化成為常態
今后購買的產品將根據自己確切的具體信息進行定制，該產品通過3D打印制造并直接送到你的家門口。通過3D打印技術，創新公司將憑借與競爭對手的標準化產品相同的價格為用戶提供定制化體驗，以此獲得競爭優勢。
起初，這種體驗可能包括制造定制智能手機外殼這樣的新奇物品或是為標準化工具進行符合人體工程學的改造，但它很快就會擴張到新的市場。
公司領導者將對銷售、分銷以及營銷渠道進行調整，以充分利用其直接向消費者提供定制化體驗的能力。定制化同樣也將在醫療器械領域發揮重要作用，比如通過3D打印制造助聽器和義肢。
4、產品創新速度加快
從新車型到更好的家電，一切產品的設計速度都將加快，從而將創新更快地推向消費者。
由于運用3D打印的快速原型制造技術能夠縮短把產品概念轉化為成熟產品設計的時間，設計人員將能夠專注于產品的功能。
雖然使用3D打印的快速原型制造技術并不是新鮮事物，但迅速降低的成本、功能得到改進的設計軟件以及越來越多的打印材料意味著設計人員將能更方便地使用3D打印機，使他們能夠在設計的早期階段就打印出原型產品、進行修改以及重新打印等等，從而加速創新，其結果將是更好的產品以及更快的設計速度。
5、新公司基于3D打印開發出創新的商業模式
你今后將有機會投資購買一家3D打印公司的IPO。新一代公司將作為發明家、黑客以及“制造者”大量涌現，利用3D打印技術創造新的產品，并向蓬勃發展的3D打印機市場提供服務。
一些公司將走向失敗，并有可能出現一個盛衰循環，但3D打印將催生出創造性的新商業模式。
6、3D打印店在購物商場開張
3D打印店將開始出現，它們最初會憑借高品質的3D打印技術為本地市場提供服務。一開始是快速原型制造以及其他利基功能，但這些打印店會轉移到消費市場。
零售商開始“運送設計，而不是產品”，在這種情況下，本地的3D打印店有一天將成為你獲取自己定制的本地制造產品的地方，就像如今你在本地沃爾瑪商場內沖印照片一樣。
7、關于知識產權歸屬的激烈辯論浮現出來
3D打印機可以很容易地復制擁有版權的產品設計，隨著制造商和設計者開始應對這種情況，未來將出現關于產品設計知識產權歸屬的高調訴訟案例。
文件共享網站使音樂的復制和共享變得簡單，從而撼動了整個音樂行業，與此類似，3D打印技術輕松復制、共享、修改以及打印3D產品的能力將引發新一波知識產權問題。
8、具備神奇特性的新產品將讓我們意亂情迷
跟如今制造的產品相比，那些只能通過3D打印機制造的新產品將融新材料、納米尺度以及印刷電子器件于一體，從而展示出堪稱神奇的新特性。這些通過3D打印制造的產品將令人喜愛，并具備明顯的競爭優勢。
其秘訣在于，3D打印技術可以在制造過程中控制所用材料，精度可達分子和原子級別。隨著目前對未來可行的商用3D打印機的研究不斷完善，我們可以期待令人興奮和向往的新產品攜驚人的特性出現在世人面前。現在的問題是：這些產品都是什么以及誰將銷售它們？
9、3D打印機為制造工廠提供助力
我們有望在制造工廠里看到3D打印機。一些特殊的零部件已經由3D打印機更經濟地生產出來了，但僅僅是在小規模范圍內。對于3D打印技術，很多制造商將開始嘗試原型制造以外的應用。
隨著3D打印機的性能不斷提高以及制造商將其整合進生產線和供應鏈的經驗變得更加豐富，我們有望看到集成了3D打印零部件的混合制造工藝。而消費者渴望的那些需要通過3D打印機制造的產品將進一步加速此進程。
10、“看我做出了什么東西！”
你孩子將從學校帶回通過3D打印制造的物品。
在學校，數字素養包括網頁和應用程序開發、使用電子設備、協作以及3D設計的能力的培育將得到3D打印機的支持。很多中學和高中已經裝備了3D打印機，隨著3D打印技術的成本持續下降，更多的學校將會開始使用。數字素養將不僅關乎“字節”，還關乎實物。
11. 3D打印開始廣泛應用于電影工業
3D打印也開始在電影工業中取得廣泛應用。由于3D打印是一種快速成型技術，對于制作復雜電影道具具有成本低，時間快的優勢，高仿真的電影道具已經使用了3D打印技術來制作面具模型，汽車模型，和其他功能性道具。
來源：PChome