受海外醫療防護物資緊缺影響，利用3D打印設備製作出的口罩、醫用麵罩、護目鏡等一時間成了“救場奇兵”。

根據國內(nei) B2C跨境電商平台全球速賣通的數據顯示，疫情以來該平台上3D打印機的銷售額和去年相比已經翻了一番，盡管今年3D打印機的海外倉(cang) 備貨大幅增加，但疫情之下這些備貨已被搶空。其中，4月份中國3D打印設備產(chan) 量同比大幅增長344.7%。

那麽(me) ，3D打印機的銷量為(wei) 何會(hui) 因疫情而“走俏”？

雷鋒網了解到，歐、美國家由於(yu) 基礎製造業(ye) 較少，他們(men) 選擇用3D打印技術去製造麵罩、呼吸閥、口罩扣等緊缺的醫療物資。與(yu) 傳(chuan) 統製造模式相比，這種製造模式的好處是不受空間的製約，能夠縮短供應鏈流程，生產(chan) 效率更高，並且製造門檻也更低。

國內(nei) 消費級3D打印機製造商創想三維，既是這一波3D打印風潮中的獲益者，同時也是國內(nei) 3D打印行業(ye) 的主要參與(yu) 力量。他們(men) 表示：

“3D打印隻需要事先設計好，製作過程可以完全不用人工，減少了人力成本。其次，3D打印所需的工序更少，傳(chuan) 統工藝在製作需要經過原型塑形、翻模、打磨的階段，而3D打印則不需要加工機床和模具，複雜程度大大降低。雖然單個(ge) 打印時間較長，但是批量化生產(chan) 能縮短工藝流程。”“另外，3D打印的精確度遠高於(yu) 傳(chuan) 統工藝塑形，它能夠從(cong) 一開始就盡早發現產(chan) 品問題，避免沒必要的返工，從(cong) 而縮短產(chan) 品設計周期，更快反應市場，降低企業(ye) 開發成本，提高效率。”

為(wei) 了帶大家更深度地了解3D打印行業(ye) ，近期雷鋒網和創想三維、大勢智慧等這些國內(nei) 3D打印行業(ye) 的主體(ti) 力量進行了對話，從(cong) 3D打印機、3D建模、行業(ye) 未來趨勢等視角展開交流。

如何打印“世界”？

3D打印又稱“增材製造”（Additive Manufacturing），它的出現可以說顛覆了人們(men) 對傳(chuan) 統生產(chan) 製造的認知。

與(yu) 普通打印機相比，3D打印機的工作原理和前者基本相同，隻是打印材料有些不同。普通打印機的打印材料是墨水和紙張，而3D打印機內(nei) 裝有粉末狀的金屬、陶瓷、砂，以及塑料等可粘合的打印材料。當3D打印機與(yu) 電腦連接後，通過電腦控製可以把打印材料一層層疊加起來，最終把計算機上的模型變成實物。

起初，3D打印主要是在模具製造、工業(ye) 設計等領域被用於(yu) 製造模型，後逐漸用於(yu) 某些產(chan) 品或零部件的直接生產(chan) 製造，比如在航空航天、工程施工、醫療、教育、地理信息係統、汽車等垂直領域都有所應用。

2015年，美國國家航空航天局（NASA）基於(yu) 3D打印技術，打印出航空火箭發動機的頭部。這使得零件大量減少，焊縫也隨之減少，降低了火箭發動機出現故障概率的同時，使得迭代周期縮短、成本降低。在迪拜，政府選擇用3D打印來建造政府大樓。3D打印建築主要作業(ye) 由機器完成，一體(ti) 成型，建築速度快，工人的作用多為(wei) 操作和檢驗3D打印機的工作情況，因此對人力的需求比傳(chuan) 統建築行業(ye) 少。2019年，美國加州大學聖迭戈分校利用3D打印技術，製造出模仿中樞神經係統結構的脊髓支架，成功幫助大鼠恢複了運動功能。在英國利茲(zi) 和愛丁堡大學的科學家，他們(men) 成功研製出仿生舌頭。科研人員找到15名成年誌願者，在其舌頭表麵做了矽膠印模，再把印模通過3D掃描，繪製成數百個(ge) 味蕾狀結構的密度和尺寸......另外，今年5月我國首飛成功的長征五號B運載火箭上，搭載著我國新一代載人飛船試驗船，船上還搭載了一台“3D打印機”。這是我國首次太空3D打印實驗，也是國際上第一次在太空中開展連續纖維增強複合材料的3D打印實驗。

以上這些，大到工程建築、火箭發動機，小到脊髓支架等都有用到3D打印技術，那麽(me) 它是如何打印這一切的？

雷鋒網了解到，3D打印產(chan) 業(ye) 鏈上遊包括3D建模軟件、3D建模掃描儀(yi) 和3D模型數據平台等建模工具，以及各種3D打印材料。產(chan) 業(ye) 鏈中遊主要是桌麵級、工業(ye) 級打印機等設備，再加上航空航天、船舶工業(ye) 、汽車工業(ye) 、軌道交通及醫療為(wei) 主的一些下遊應用。

據公開信息，目前3D打印采用的主流技術有：FDM熔融沉積、SLS粉末材料選擇性激光燒結、DLP光固化、SLA光敏樹脂選擇性固化等。

國內(nei) 主要專(zhuan) 注於(yu) FDM和光固化技術研發與(yu) 製造的3D打印機製造商——創想三維，談及為(wei) 何會(hui) 選擇這兩(liang) 大技術方向，他們(men) 表示：

“因為(wei) 這兩(liang) 大方向是目前運用得最廣泛、普及率最高的技術。創想三維自成立六年來，結合自身的技術、資源選擇了FDM和光固化做運用功能的開發，為(wei) 3D打印產(chan) 業(ye) 化真正落地助力。”

“在不少人眼中，3D打印機體(ti) 積大、價(jia) 格昂貴，並有較大的使用瓶頸，是屬於(yu) 少數人的遊戲，因此創想三維希望將3D打印底層技術優(you) 化，為(wei) 3D打印機的全球普及化發力，並堅持以消費級3D打印機為(wei) 方向，使3D打印機平民化，走進千家萬(wan) 戶，讓人們(men) 享受到科技帶來的便捷。”

此外，針對國外市場3D打印的發燒友玩家動手能力強，創造性高，希望產(chan) 品可以DIY成自己想要的模樣，國內(nei) 一些3D打印機製造商的DIY係列產(chan) 品正在滿足這部分用戶的需求，使其以較少的費用即可組裝出一台他們(men) 需要的3D打印機。比如今年6月在海外Kickstarter平台眾(zhong) 籌的 DIY新品CR-6 SE，就是基於(yu) 此理念的產(chan) 物。

從(cong) 3D打印機到3D建模

3D打印技術之所以受到青睞，一定程度上與(yu) 其無模具限製，能夠縮短研發周期，尤其適用於(yu) 形狀複雜、定製化、輕量化訴求強烈的柔性製造加工場景等因素有關(guan) 。

同時我們(men) 也發現，現階段的3D打印機打印速度比較慢，較為(wei) 耗費時間。而大型的3D打印機，盡管看起來非常高端大氣，但是不適合家庭的場景，同時桌麵型3D打印設備更可以讓3D打印機從(cong) “小眾(zhong) ”走向“大眾(zhong) ”。

近些年，創想三維3D打印機在海外市場的銷售額正在大幅度增長。據創想三維官方信息，創想三維Ender-3 、CR-10 兩(liang) 大係列打印機在全球熱賣，長期占據穀歌3D打印機全球搜索排行榜榜首。

而他們(men) 即將在市場上大力推廣的光固化新品，正是為(wei) 了滿足用戶的精細化要求，製造出速度更快、精度更高、性能更優(you) 、質量更可靠的光固化3D打印機，從(cong) 消費級市場入手，普及光固化3D打印機的運用範圍。

而至於(yu) 3D打印機是如何精準地打印出特定的實物？這裏不得不提到3D建模。

以3D打印在地理信息係統領域的應用為(wei) 例，三維數據製造與(yu) 應用服務商大勢智慧正從(cong) 小場景的3D建模到大場景的3D建模持續發力，可以算是國內(nei) 很有代表性的一家企業(ye) 了。

目前，他們(men) 麵向的垂直領域已從(cong) 食品、文博展示、遊戲等拓展到智慧城市的消防、應急管理和工程施工。

雷鋒網了解到，其對真實世界進行高精度數字化和3D建模時，主要包括數據采集和算法處理兩(liang) 大重點環節。前者中，類似於(yu) SLAM這種激光雷達的數據采集方式，成本相對比較高，並且在工作過程中還受到激光器的能量、接收時間等條件的限製。

因此，對城市進行高精度數字化時，其3D建模的數據采集一般采用攝影測量這種成本較低、性價(jia) 比高的方式。另外，用於(yu) 攝影測量的工業(ye) 相機，由於(yu) 嵌入了GPS等模塊使得相機有了姿態和位置，其建模的結果隻要基於(yu) 一係列照片合成就行。

今年10月中旬，大勢智慧基於(yu) 實景三維重建引擎G-Engine1.0的三維語義(yi) 化和技術儲(chu) 備，又最新推出G-Engine2.0。

對比1.0版本，G-Engine2.0版本的語義(yi) 三維成果完成度更高，能夠實現“按需單體(ti) 化”，不僅(jin) 可以在建模過程中完成對建築、地形和道路的分類，還能進一步識別房屋樓層與(yu) 路麵植被，實現語義(yi) 信息提取，真正實現三維數據從(cong) 可“看”到可用。

談及3D建模過程中的難點問題，大勢智慧CEO黃先鋒重點提到兩(liang) 點，首先是圖像大規模處理過程的容錯能力，再者是弱紋理區的匹配與(yu) 文件處理。

首先在容錯能力方麵，黃先鋒表示：

“就像我們(men) 拚圖一樣，如果隻有100張圖像要拚在一起，哪怕是人工操作一般也不會(hui) 出錯。然而，當我們(men) 有100萬(wan) 個(ge) 圖像時，僅(jin) 是檢索、匹配等這些操作的複雜程度就會(hui) 大大升級，再加上有些圖像比較相似甚至有損壞，各種各樣的誤差都要在處理過程中被係統自動地挑出來，最終使得計算機的計算過程準確無誤。”

在弱紋理區的匹配與(yu) 文件處理，黃先鋒提到城市中有大量的區域是弱紋理的，這種情況下計算機在進行圖像匹配時是很難分辨的，為(wei) 此大勢智慧將人工智能引入到這種細節的處理。

“比如同一張圖像他們(men) 會(hui) 提取很多特征點，通過計算點和點之間對應的連接圖像的區域參數判斷能不能匹配上。在此過程中，實際上會(hui) 出現很多的這種不匹配的情況，但總能有一部分正確的匹配留下來，再以這些數據作為(wei) 訓練樣本讓計算機學習(xi) 這些規則，人工智能技術根據原來數值解的匹配結果再來去做訓練。”

在具體(ti) 的應用中，大勢智慧正用實景三維賦能行業(ye) ，將三維數據服務廣泛應用於(yu) 眾(zhong) 多行業(ye) 領域中。

從(cong) “小眾(zhong) ”到“大眾(zhong) ”

追溯其起源，我們(men) 發現3D打印這項技術是自上世紀80年代發明以來逐漸地走進人們(men) 的生產(chan) 生活中，同時人們(men) 一步步在把萬(wan) 物皆可打印推向現實。

到了未來，3D打印將會(hui) 是怎樣的？

有專(zhuan) 家觀點認為(wei) ，精密、微小的器械是未來3D打印的重點，同時行業(ye) 發展也麵臨(lin) 一些製約因素。一方麵是生產(chan) 速度，微納3D打印一直在打印時間上無法超越傳(chuan) 統注塑，很難形成批量化生產(chan) ，所以較多的還是應用於(yu) 前期產(chan) 品研發階段。

另一方麵，是打印材料，現在主流的微納3D打印仍然使用的是光固化（DLP）的方法，使用的材料較多的還是光敏樹脂，有很多性能還無法達到工業(ye) 產(chan) 業(ye) 化的要求。

創想三維則表示：

“製約3D產(chan) 業(ye) 發展的因素，首先3D打印機的使用門檻較高，由於(yu) 3D打印涉及到建模這種比較專(zhuan) 業(ye) 的技術，因此它的使用有一定的技術壁壘。而創想三維通過建立創想雲(yun) APP平台，匯集了萬(wan) 餘(yu) 種精致實用的模型，致力於(yu) 做到一鍵化打印。”“其次，3D打印畢竟還是較新的行業(ye) ，還處於(yu) 功能開發運用階段，創想三維也一直在努力，希望在3D打印技術上能有全新的突破。”

除了以上提到的這些，雷鋒網(公眾(zhong) 號：雷鋒網)了解到，目前3D打印產(chan) 業(ye) 還存在用戶認知度不夠的問題。不少人認為(wei) 3D打印離自己的生活較遠，並不知道3D打印能幹什麽(me) ，以及怎樣為(wei) 自己的生活帶來便利......

而這一係列常態的背後，意味著我們(men) 需要更多有影響力的廠商來推動產(chan) 業(ye) 的進步，讓普通百姓了解3D打印，使他們(men) 享受到科技帶來的紅利，隻有這樣，3D打印才能更好地從(cong) “小眾(zhong) ”走向“大眾(zhong) ”。