3D打印技術也叫增材製造技術，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粘合材料，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。過去其常在模具製造、工業(ye) 設計等領域被用於(yu) 製造模型，現正逐漸用於(yu) 一些產(chan) 品的直接製造，已經有企業(ye) 開始使用這種技術打印而成的零部件。該技術在珠寶、鞋類、工業(ye) 設計、建築、工程和施工、汽車，航空航天、牙科和醫療產(chan) 業(ye) 、教育、地理信息係統、土木工程、槍支以及其他領域都有所應用。

3D打印技術是以計算機三維設計模型為(wei) 藍本，通過軟件分層離散和數控成型係統，利用激光束、熱熔噴嘴等方式將金屬粉末、陶瓷粉末、塑料、細胞組織等特殊材料進行逐層堆積黏結，最終疊加成型，製造出實體(ti) 產(chan) 品。

3D打印的材料主要分成九大類：

第一類：光敏樹脂材料，主要包括丙烯酸樹脂、環氧樹脂及聚酯樹脂等的光固化樹脂材料。這類材料能夠在紫外光的照射下發生聚合反應而固化，一般呈現液體(ti) 狀態。可用來製造航天航空用葉片、齒輪等結構零件。

第二類：工程塑料材料，主要包括ABS材料、聚碳酸酯材料和聚酰胺材料。ABS材料兼具“堅韌、質硬、剛性”等特點，因此在機械、電氣、紡織、汽車、飛機、輪船等製造工業(ye) 及化工中獲得了廣泛的應用。聚碳酸酯材料具有良好的抗衝(chong) 擊、抗熱畸變性能，耐火性好、硬度高，因此適用於(yu) 生產(chan) 轎車和輕型卡車的各種零部件，主要集中在照明係統、儀(yi) 表板、加熱板、除霜器及保險杠等方麵。聚酰胺材料又稱尼龍材料，具有強韌、耐磨、自潤滑、適用的溫度範圍廣等特點，主要代替銅和其他有色金屬來製造機械、化工、電器零件，如柴油發動機燃油泵齒輪、水泵、高壓密封圈、輸油管等。

第三類：金屬材料，主要包括鈦合金材料、不鏽鋼材料、鋁合金材料、其他貴金屬材料等。鈦合金材料強度高、耐熱性高。相比其他金屬，鈦合金還具有抗蝕性好、低溫性能好、化學活性大等優(you) 點，因此被廣泛應用於(yu) 製作飛機發動機壓氣機部件，火箭、導彈和高速飛機的結構件等領域。不鏽鋼材料具有易焊接性、耐腐蝕性、強拋光性及耐熱性等優(you) 點，被廣泛應用於(yu) 建築領域、食品加工、餐飲、釀造、化工和醫療器械領域。鋁合金材料具有密度小、熔點低、可塑性強等特點。鋁合金是目前應用最多的合金，被廣泛應用於(yu) 航空、航天、汽車、機械製造、船舶及化學工業(ye) 中。其他貴金屬材料如黃金材料，具有導電性好、導熱性好、穩定性高等特點，主要應用於(yu) 電子、化學工業(ye) 、航空航天等對材料有特殊性要求的領域。

第四類：陶瓷材料，主要包括粘土、高嶺土等天然矽酸鹽材料和高純度人工合成材料如氧化物陶瓷材料、氮化物陶瓷材料、碳化物陶瓷材料等。由於(yu) 陶瓷材料大多熔點很高甚至無熔點，難以利用外部能量進行直接成形，大多需要在成形後進行再處理（烘幹、燒結等）才能獲得最終的製品，這便限製了陶瓷材料在3D打印行業(ye) 的推廣。然而陶瓷材料具有硬度高、耐高溫、物理化學性質穩定等聚合物和金屬材料不具備的優(you) 點，因此在航天航空、電子、汽車、能源、生物醫療等行業(ye) 有廣泛的應用前景。

第五類：生物材料，主要包括生物醫用金屬材料、生物醫用高分子材料、生物醫用陶瓷材料和生物衍生材料。其中生物衍生材料是由經過特殊處理的天然生物組織形成的生物醫用材料，也稱為(wei) 生物再生材料。生物材料在3D打印中的應用可以分為(wei) 兩(liang) 個(ge) 領域，第一類是根據生物材料可降解、熔點低、具有生物特性、環保等特點而將之應用於(yu) 食品加工、食品包裝等領域；第二類根據生物材料的可再生性、組織相容性和誘導性、力學順應性及降解順應性而被廣泛應用於(yu) 醫學領域，生物材料在醫學領域的應用可以分為(wei) 假體(ti) 的製造，細胞三維間接組裝製造和細胞三維的直接製造三個(ge) 層次。

第六類：橡膠材料，橡膠類材料具備多種彈性材料特征，如肖氏A級硬度、斷裂伸長率、抗撕裂強度和拉伸強度，使其非常適合應用在要求防滑或柔軟表麵的領域，如消費類電子產(chan) 品、醫療設備和汽車內(nei) 飾等。

第七類：砂石材料，主要為(wei) 石英砂。在3D打印中，根據它的傳(chuan) 統功能和特性，砂石材料主要應用在建築當中，製造一些建築材料或構造。低成本、高效率以及環保是砂石材料在3D打印建築領域的優(you) 點。

第八類：石墨烯材料，是一種以sp雜化連接的碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結構的新材料。石墨烯材料具有優(you) 異的光學、電學、力學特性，可用於(yu) 替代各種傳(chuan) 統材料，被認為(wei) 是一種未來革命性的材料。隨著石墨烯製備水平的發展和石墨烯應用技術水平的發展，石墨烯材料能夠應用在更多的下遊產(chan) 品和領域中。根據中國科學院預計，到2024年前後，石墨烯器件有望替代互補金屬氧化物半導體(ti) 器件，在納米電子器件，光電化學電池、超輕型飛機材料等研究領域得到應用。

第九類：纖維素材料，是一種由葡萄糖組成的大分子多糖，不溶於(yu) 水及一般有機溶劑。纖維素是植物細胞壁的主要成分，是自然界中分布最廣、含量最多的一種多糖，占植物界碳含量的50%以上。研究人員一直致力於(yu) 開發使用纖維素進行3D打印的方法，目前已有了一些突破。纖維素材料還存在一些不足，比如其成本高、擴展性差以及和塑料結合會(hui) 產(chan) 生汙染物等。

3D打印技術主要分為(wei) 桌麵級和工業(ye) 級兩(liang) 種。桌麵級3D打印機是3D打印技術的初級階段，能夠很直觀地闡述3D打印技術的工藝原理。由於(yu) 桌麵級3D打印機價(jia) 格相對便宜、攜帶方便、易於(yu) 操作等，因而其應用主要集中於(yu) 家庭、辦公等場所。工業(ye) 級3D打印機主要分為(wei) 快速原型製造機和直接產(chan) 品製造機兩(liang) 種。工業(ye) 級3D打印機在批量生產(chan) 模具、金屬零部件等方麵，能更好的滿足高精度、短時間的製作要求。工業(ye) 級3D打印機借助計算機控製激光或電子束，可以打印出傳(chuan) 統機械加工無法完成的複雜精密結構，並且免去了不必要的製造工序，實現對材料的充分利用。

3D打印技術的出現降低了產(chan) 品製造的複雜程度，擴大了生產(chan) 製造的範圍，縮短生產(chan) 製造的時間，提高了生產(chan) 效率，提高原材料的利用率，提高產(chan) 品規格的精確度。同時，3D打印技術滿足了客戶個(ge) 性化定製的需求，可以開發出更加豐(feng) 富多樣的產(chan) 品。

我國3D打印行業(ye) 當前也存在著一些不足。由於(yu) 技術水平和裝備等級的局限性，我國的3D打印企業(ye) 目前僅(jin) 能進行少批量、小尺寸的零部件加工製造，難以代替大規模、大批量的加工製造。另一方麵，一直困擾我國的3D打印材料短缺的問題還沒有解決(jue) ，主要的材料來源仍然依賴從(cong) 美國進口，使我國數量本就不多的3D打印企業(ye) 又要麵臨(lin) 高昂的成本壓力，限製了我國3D打印行業(ye) 的規模和應用範圍。

3D打印行業(ye) 是十分具有前景的行業(ye) 。隨著世界人口的不斷增加，對住房的需求量會(hui) 持續增加，這勢必將導致未來房屋建造高度的提升。房屋建造高度的提升將大大提高對建造技術、人工和材料標準的要求；同時，建造的風險也會(hui) 呈指數式增加。成熟的3D打印房屋技術可以規避人工建造高樓的風險，降低建造高樓的難度，提高建造高樓的效率。另一方麵，隨著人類對宇宙的不斷探索以及科技的不斷進步，使未來在其他星球建立基地或移民的計劃成為(wei) 可能。成熟的3D打印技術可被應用在未來的“星際殖民”活動中，來滿足宇航員在星際中的製造需求，還能降低星際間相關(guan) 活動的籌備難度。

3D打印技術的應用當然不會(hui) 隻局限於(yu) 現在被大家所熟知的這些。未來此行業(ye) 所隱藏的價(jia) 值，還有待於(yu) 開發。