3D打印技术原理是什么？

　　维基百科上的解释：“这是快速成形技术的一种，它运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过一层又一层的多层打印方式，来构造零物件。模具制造、工业设计常将此技术用于建造模型，现在正向产品制造的方向发展，形成“直接数字化制造”。在一些高价值应用中(比如髋关节或牙齿，或一些飞机零部件)也已经有打印而成的零部件出现。”

　　简单来说，3D打印，就是在普通的二维打印的基础上再加一维。打印机先像普通打印一样在一个平面上将塑料、金属等粉末状材料打印出一层，然后在将这些可黏合的打印层一层一层的粘起来。通过每一层不同的“图形”的累积，最后就形成了一个三维物体。就像盖房子一样，砖块是一层一层的，但累积起来后，就成一个立体的房子了。

　　3d打印技术是什么。确切的说，3d打印是一种以金属或者塑料等粘合剂作为打印材料，以数字模型为基础进行逐层打印的一种技术。通过电脑与3d打印机连接起来便可以将绘制的图纸打印出模型的一种手段。如今这一技术在多个领域得到应用，人们用它来制造服装、建筑模型、汽车、巧克力甜品等。

　　3d打印与传统的通过模具生产有很大的不同，3d打印最大的优点是无需机械加工或任何模具，就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件，从而极大地缩短产品的研制周期，提高生产率和降低生产成本。同时，3d打印还能够打印出一些传统生产技术无法制造出的外型，同时，3d打印技术还能够简化整个生产流程，具有快速有效的特点。

　　目前，3d打印主要运用于传统制造业、医疗行业、文物保护行业、建筑设计行业和配件饰品行业，而且在这些行业中已经运用的比较广泛，在医疗行业中，3d打印还可以为器官移植患者量身打造所需器官，当然，打印器官需要特殊的高分子材料，才能做到不对排异!

　　每一层的打印过程分为两步，首先在需要成型的区域喷洒一层特殊胶水，胶水液滴本身很小，且不易扩散。然后是喷洒一层均匀的粉末，粉末遇到胶水会迅速固化黏结，而没有胶水的区域仍保持松散状态。这样在一层胶水一层粉末的交替下，实体模型将会被“打印”成型，打印完毕后只要扫除松散的粉末即可“刨”出模型，而剩余粉末还可循环利用。

　　打印耗材由传统的墨水、纸张转变为胶水、粉末，当然胶水和粉末都是经过处理的特殊材料，不仅对固化反应速度有要求，对于模型强度以及“打印”分辨率都有直接影响。3D打印技术能够实现600dpi分辨率，每层厚度只有0.01毫米，即使模型表面有文字或图片也能够清晰打印。受到喷打印原理的限制，打印速度势必不会很快，较先进的产品可以实现每小时25毫米高度的垂直速率，相比早期产品有10倍提升，而且可以利用有色胶水实现彩色打印，色彩深度高达24位。

　　由于打印精度高，打印出的模型品质自然不错。除了可以表现出外形曲线上的设计，结构以及运动部件也不在话下。如果用来打印机械装配图，齿轮、轴承、拉杆等都可以正常活动，而腔体、沟槽等形态特征位置准确，甚至可以满足装配要求，打印出的实体还可通过打磨、钻孔、电镀等方式进一步加工。同时粉末材料不限于砂型材料，还有弹性伸缩、高性能复合、熔模铸造等材料可供选择。

　　一种利用太阳能将沙子融化并打印出固体物品的机器Solar Sinter。这种机器“打印”出来的作品看似粗糙，但实际上它已经是一个很超前的玩意了——它使用的材料是沙子，能量则是太阳能。换句话说，使用这种机器，你甚至可以在沙漠中轻松造出一座城。

　　但实际上，3D打印的概念在上个世纪 80 年代就出现了。1995 年 MIT 创造了了“3D打印”这个名词，随后3D打印便开始在实验室萌芽。然后慢慢的，3D 技术开始运用在医疗模型、建筑模型等行业，被应用在更广泛的领域。

　　3D技术开始越来越靠近人们的生活，3D打印机也越来越平民化。原来的 3D打印机非常庞大，基本上都只存在于大医院、研究机构以及相关企业中。购买这样的机器不仅要花几十几百万，而且打印材料也价格不菲。

　　但现在，3D打印机可以做到和普通的喷墨打印机一样大小。很多创业公司都提供各种各样的打印机，比如 MakerBot 提供的 彩色3D打印机、香港 Makible 2000块钱的3D打印机、维也纳工业大学能打出 沙粒大小赛车模型的超高速打印机等等。

　　到今天，人们已经用 3D 打印技术打印出了很多东西。除了下面会提到的一些复杂的 3D 几何模型，业内已经用 3D 打印机打印了心脏瓣膜、下颚骨、 电路板、汽车、 房子、 自动，甚至还有鞋子、内衣或生肉。

　　由于 3D打印成品的可塑性非常强，从二维到三维，3D 打印可以精确到 600dpi，每层 0.01 毫米的厚度。所以几乎任何复杂的结构都可以轻松打印出来，例如克莱因瓶、莫比乌斯网、门格尔海绵等。这就给人们带来了 极大的想象力，很多人都在畅想 3D 打印会给各个行业带来哪些性的改变。

　　YC创始人 Paul Graham 说：“ 硬件复兴的时代已经到来。”互联网女王 Mary Meeker 在其《 2012互联网趋势报告》中也声称：“3D 打印机的出现，让个性化定制成为可能，生产制作将面临变革。”而之前曾提出《长尾理论》的 Chris Anderson也从《连线D 打印技术给世界带来的长尾效应。

　　所以说，3D 打印未来已触手可及。如果你真的喜欢的话，现在就可以尝试购买一台 3D 打印机，开启自己的创造之旅吧。

　　3D打印目前普及的障碍在于材料和成本。材料来说，现有的材料种类远不够丰富，也不接近民用材料，换句线D打印，但也不够环保，达不到民用标准。绝大多数的3D打印机只能打印1种或性质接近的几种材料。出现混合材料或多种材料的打印机也是未来的趋势。

　　成本是普及的最大障碍，正如电脑在几十年前的阶段。目前高精度的3D打印机都是比较大型且昂贵，技术专利基本掌握在国外巨头公司手中，民用的小型机使用的是十几年前的开源技术，精度达不到使用需求。国产的3D打印机往往是噱头大于实际，无论从稳定性还是产品质量远远落后国外，所以国外公司的技术垄断无疑也使打印机设备及耗材价格居高不下。通过对国外机器的拆解我们会发现，其实整机成本并不高，主要部件如激光器等则价格高昂，而且目前也无法实现国产化。原材料的配方也是另外一个垄断的因素，国产材料始终无法达到与进口材料一样的质量.举例来讲SLS技术使用的粉末，即使是日本产的替代粉也不及原装的质量好。

　　相信未来3D打印会像以前的2D打印一样，成本和价格会随着国产化和技术成熟而逐步降低，然后逐渐普及。

　　就人才技能而言，我们以MIT团队研制的Form 1举例，他们的团队中，材料专家起了很大的作用，帮助开发了他们低成本的光敏树脂，比同类材料价格低了1半以上。