3D打印（3D Printing）技術，又稱“添加製造”（Additive Manufacturing）技術。根據美國材料與(yu) 試驗協會(hui) （ASTM）2009年成立的添加製造技術子委員會(hui) F42公布的定義(yi) ，“添加製造”技術是“一種與(yu) 傳(chuan) 統的材料去除加工方法相反的，基於(yu) 三維數字模型的，通常采用逐層製造方式將材料結合起來的工藝，同義(yi) 詞包括添加成型、添加工藝、添加技術、添加分層製造、分層製造，以及無模成型”。不過，為(wei) 與(yu) 現下流行的“3D”概念相契合，人們(men) 又為(wei) 該技術起了一個(ge) 更通俗的名字——“3D打印”，其內(nei) 容涵蓋了產(chan) 品生命周期前端的“快速原型”（Rapid Prototyping）、全生產(chan) 周期的“快速製造”（Rapid Manufacturing），以及其他所有添加工藝、技術、係統類別和應用。“3D打印”和“添加製造”這兩(liang) 種稱謂，均表示同一概念。自1984年Charles Hull製作出第一台3D打印機以來，3D打印技術曆經了近30年的發展，正逐步成為(wei) 最有生命力的先進製造技術之一，其主要特點有：

　　第一，設計製造一體(ti) 化。由三維模型直接驅動，在一定程度上實現了設計、製造的一體(ti) 化，這是三維打印技術的一個(ge) 最顯著特點。

　　第二，高度柔性。添加製造技術不受零件的形狀和結構的任何約束，使複雜模型的直接製造成為(wei) 可能。

　　第三，縮短新產(chan) 品的研製周期，降低研發成本。三維打印技術可以自動、直接、快速、精確地將設計思想轉換成真實的產(chan) 品模型，從(cong) 而可以對正處於(yu) 設計階段的產(chan) 品做出快速評價(jia) 、修改及功能試驗，這樣既有效地縮短了產(chan) 品的研發周期，又降低了經濟損耗。

　　3D打印原理：

　　所謂3D打印，即快速成型技術的一種，它是一種以數字模型文件為(wei) 基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可黏合材料，通過逐層打印的方式來構造物體(ti) 的技術。3D打印通常是采用數字技術材料打印機來實現的。這一成型過程不再需要傳(chuan) 統的刀具、夾具和機床就可以打造出任意形狀。它可以自動、快速、直接和精確地將計算機中的設計轉化為(wei) 模型。

　　3D打印機采用分層加工，迭加成型方式來“造型”，會(hui) 將設計品分為(wei) 若幹薄層，每次用原材料生成一個(ge) 薄層，再通過逐層疊加獲得3D實體(ti) 。這一點它與(yu) 噴墨打印機工作方法十分類似，3D打印是一層一層地印，而噴墨打印機是一條直線一條直線地噴，通過若幹直線的疊加形成圖像。它通過對計算機中三維軟件的識別，進行STL(三角網格格式)轉換，再結合切層軟件確定擺放方位和切層路徑，並進行切層工作和相關(guan) 支撐材料的構造。

　　最後使用噴頭將固態的線型成型材料加熱成半熔融狀態之後擠出來，和支撐材料自下而上，一次一層的構鑄成最終實體(ti) 。簡單地說，可以理解為(wei) 軟件把物體(ti) 分成若幹個(ge) 橫截麵，而三維打印機將這些橫截麵一次一層的沉澱、堆積，最終形成我們(men) 所需的實體(ti) 。

　　3D打印簡史：

　　1986年，Charles Hull開發了第一台商業(ye) 3D印刷機。

　　1993年，麻省理工學院獲3D印刷技術專(zhuan) 利。

　　1995年，美國ZCorp公司從(cong) 麻省理工學院獲得唯一授權並開始開發3D打印機。

　　2005年，市場上首個(ge) 高清晰彩色3D打印機Spectrum Z510由ZCorp公司研製成功。

　　2010年11月，世界上第一輛由3D打印機打印而成的汽車Urbee問世。

　　2011年6月6日，發布了全球第一款3D打印的比基尼。

　　2011年7月，英國研究人員開發出世界上第一台3D巧克力打印機。

　　2011年8月，南安普敦大學工程師開發出世界上第一架3D打印的飛機。

　　2012年11月，蘇格蘭(lan) 科學家利用人體(ti) 細胞首次用3D打印機打印出人造肝髒組織。　3D打印的意義(yi) 和影響：

　　以3D打印技術為(wei) 典型代表的新型製造技術成為(wei) 引領未來製造業(ye) 變革的重要技術之一，該技術有可能從(cong) 根本上改變生產(chan) 組織方式。3D打印技術是通過計算機輔助設計技術完成一係列數字切片，並將這些切片的信息傳(chuan) 送到3D打印機上，後者采用分層加工、疊加成形，即將連續的薄型層麵堆棧起來，直到一個(ge) 固態物體(ti) 成型。其工作原理與(yu) 普通打印機基本相同，與(yu) 計算機連接後，通過計算機控製把“打印材料”一層層疊加起來，最終把計算機上的藍圖變成實物。

　　新型製造技術的單個(ge) 產(chan) 品生產(chan) 成本與(yu) 大規模生產(chan) 的單位產(chan) 品成本的無差將顛覆傳(chuan) 統的規模經濟理論。大規模產(chan) 品生產(chan) 優(you) 勢的削弱使得中小企業(ye) 甚至個(ge) 體(ti) 企業(ye) 家變得更具有競爭(zheng) 力，並使集約式的生產(chan) 模式向著分布式生產(chan) 的方向發展。此外，新型製造技術可以極大地釋放人的創造力和想象力，使創新經濟商業(ye) 模式成為(wei) 可能。一台筆記本計算機和一個(ge) 3D打印機便可完成產(chan) 品的製造，同時將導致勞動力成本占總成本的比例會(hui) 越來越小，新興(xing) 國家的低勞動力成本優(you) 勢將急劇下降。靠廉價(jia) 勞動力獲得大量就業(ye) 崗位的新興(xing) 國家，可能又要將這些崗位拱手讓給發達國家，並改變世界產(chan) 業(ye) 格局。

　　3D打印技術的現狀及未來前景：

　　在過去的一年多時間裏，3D打印業(ye) 界進入了高度活躍期，與(yu) 3D打印相關(guan) 的新聞和概念頻頻出現在公眾(zhong) 視野中，越來越多的中國民眾(zhong) 開始了解3D打印。事實上，3D打印技術和3D打印機在一些歐美發達國家的應用已經相當普遍。

　　近期全球第一本全麵講述3D打印技術及其應用的圖書(shu) ——《3D打印：從(cong) 想象到現實》，根據多年來對3D打印技術及其產(chan) 業(ye) 發展的研究成果，該書(shu) 作者從(cong) 不同層麵和角度為(wei) 讀者描述了3D打印的技術原理、曆史和現狀、廣泛應用、未來前景以及困難與(yu) 挑戰。根據本書(shu) 介紹，我們(men) 可以從(cong) 以下幾方麵來理解3D打印的現狀及未來前景：

　　第一，3D打印已蔓延至日常生活的每個(ge) 角落。

　　越來越多的事實表明，3D打印機已不再是設計師和科學家的專(zhuan) 屬機器，它已經從(cong) 實驗室和工廠逐漸走出來，走進學校和家庭，與(yu) 我們(men) 每個(ge) 普通人的生活息息相關(guan) 。3D打印的衣服和鞋子已經多次出現在全球各大時裝展，3D打印的餅幹和蛋糕已經成為(wei) 一些家庭餐桌上最受歡迎的小點心，3D打印的咖啡桌和個(ge) 性家具頗受年輕人的喜愛，而在自行車和汽車等交通工具的設計中也越來越多地體(ti) 現出3D打印元素。從(cong) 小朋友的“喜羊羊”牙刷和定製玩具，到父母的立體(ti) 婚紗照，再到爺爺奶奶的助聽器和義(yi) 齒，3D打印讓家庭中的每個(ge) 成員都感到驚喜並從(cong) 中受益。正如書(shu) 中所描繪的，3D打印技術正在遵循三步走的發展路線，逐漸從(cong) 打印物體(ti) 外形過渡到打印物體(ti) 內(nei) 部構成，最終發展到可以打印物體(ti) 的高級功能和行為(wei) 的階段，因此我們(men) 相信：在不遠的將來，每個(ge) 人都可以在家中打印可通話的手機、爬來爬去的迷你機器人，以及其他新奇好玩的電子產(chan) 品。

　　第二，3D打印將波及各行各業(ye) 。

　　3D打印這種新式製造方法將使你的工作方式發生巨大改變，也許變得更有效率，也許變得更困難，作者針對這一趨勢在書(shu) 中列舉(ju) 了很多有代表性的案例。如果你是一位中學老師，當你帶著花費數小時用3D打印製作的恐龍化石或者喜馬拉雅山模型來到教室，這堂課一定會(hui) 令你的學生們(men) 印象深刻；如果你是一位資深醫生，當你將帶著使用3D打印機製造的與(yu) 患者身體(ti) 完美匹配的骨骼或者心髒瓣膜走進手術室時，整個(ge) 醫療界必定為(wei) 之振奮；如果你是一位考古工作者，利用3D掃描和3D打印技術快速複製那些脆弱、不可觸碰的珍貴文物，那麽(me) 繁冗細致的考古研究工作必將事半功倍；如果你是一位藝術品設計師，使用3D打印技術實現你的設計，此時自然界中那些美妙複雜的曲線和外形都不再遙不可及，人們(men) 的審美標準也會(hui) 大幅提升。然而，如果你是一位立體(ti) 雕刻大師，那麽(me) 3D打印出的作品會(hui) 使你自歎不如；如果你擁有一間模型製作工廠，3D打印技術極有可能使你的業(ye) 務量大幅縮水。諸如此類，3D打印必將影響各行各業(ye) 的工作模式，或者增強很多行業(ye) 的生命力，或者導致某些行業(ye) 走向消亡。

　第三，3D打印將催生眾(zhong) 多新機會(hui) ，同時也帶來很多新挑戰。

　　如前所述，一些傳(chuan) 統行業(ye) 將受到3D打印技術的衝(chong) 擊而逐漸萎縮，然而我們(men) 必須意識到3D打印同樣會(hui) 催生大量前所未有的行業(ye) 和巨大機遇。最顯而易見的機會(hui) 就是，隨著廉價(jia) 家用3D打印機需求的增長，其相關(guan) 產(chan) 業(ye) 鏈（包括零配件製造、打印材料等行業(ye) ）也會(hui) 進入高速發展期。更重要的機會(hui) 在互聯網領域，圍繞3D打印會(hui) 出現越來越多的電子商務模式，例如在線3D打印服務、個(ge) 人定製設計製造服務、共享3D打印模型小區以及麵向雲(yun) 製造的3D打印網絡。與(yu) 互聯網類似，移動信息平台和智能手機的普及也為(wei) 某些簡單易用卻十分有趣的3D打印增值服務提供了理想的應用推廣平台。還有就是基於(yu) 3D打印的實體(ti) 商業(ye) 模式將迅速成長，例如遍布大街小巷和旅遊景點的3D打印店與(yu) 3D打印照相館。

　　然而，我們(men) 必須認識到在3D打印創造無數新機會(hui) 的同時，它也帶來了許多前所未有的挑戰：3D打印行業(ye) 的人才培養(yang) 問題，現有設計軟件與(yu) 3D打印的不匹配問題，3D打印物品的版權和知識產(chan) 權糾紛問題，以及3D打印設備和3D打印產(chan) 品的質量安全問題，還有就是3D打印產(chan) 品對公共安全和環境構成的威脅，等等。這些問題迫切需要3D打印業(ye) 界人士、產(chan) 業(ye) 經濟研究者、法律工作者以及公共事務管理者通過共同努力來解決(jue) 。

　　第四，3D打印將改變現有產(chan) 業(ye) 結構，衝(chong) 擊中國經濟模式。

　　毋庸置疑，3D打印將創造新的商業(ye) 模式，改變現有的產(chan) 業(ye) 結構，對世界經濟產(chan) 生巨大影響。最近一段時間，主要發達國家紛紛開始布局，陸續出台了相關(guan) 政策和投資發展計劃，大力發展3D打印產(chan) 業(ye) ，旨在占領新工業(ye) 革命的前沿陣地。美國總統奧巴馬在2013年2月“國情谘文”中多次提及3D打印，並籌劃建立3D打印國家創新中心，旨在提升美國製造業(ye) 的競爭(zheng) 力。從(cong) 歐美各國最新的太空探索計劃中，也可以看到對3D打印技術相關(guan) 項目的巨額資助。

　　同時應該指出，3D打印技術將會(hui) 給中國產(chan) 業(ye) 經濟帶來一些直接的負麵影響。首先，隨著中國製造業(ye) 勞動力成本上漲，基於(yu) 3D打印技術和互聯網平台的全球雲(yun) 製造模式將體(ti) 現出更廉價(jia) 、更快捷並且更綠色環保的優(you) 勢，這將有可能部分取代現有的中國製造模式。其次，3D打印的廣泛應用使得整個(ge) 產(chan) 品研發過程都可以在企業(ye) 內(nei) 部進行，這將使研發周期縮短並且很好地保護了設計方案。然而，對於(yu) 大量依靠模仿而生存且缺乏原創設計力量的中國微小企業(ye) 來說，這無疑是一個(ge) 沉重的打擊。令人欣慰的是，在中國北京、西安、成都和武漢等城市，政府已經陸續開始著手對3D打印相關(guan) 產(chan) 業(ye) 進行布局和規劃，從(cong) 設備研發、軟件設計、材料製備和技術服務等眾(zhong) 多環節全麵鼓勵發展3D打印產(chan) 業(ye) ，相信中國能夠把握此次製造業(ye) 轉型改革機遇，成為(wei) 世界3D打印產(chan) 業(ye) 強國。

　　綜上所述，3D打印時代已經到來，我們(men) 的生活、工作以及思考方式都會(hui) 為(wei) 之改變，世界經濟產(chan) 業(ye) 格局也將受其影響。因此我國必須及早謀劃，更好應對，以免被動落後。