人類從蒸汽時代(第一次工業革命)到電氣時代(第二次工業革命)，再到科技時代(第三次工業革命)，已經走過近300年的滄桑歷程。如今，實物的出品或出產已經突破傳統觀念上的制作或制造，那就是“3D打印”。說實話如果買的起的話，誰不想弄一臺 3D 打印機回家玩玩呢?但現實是其高高在上的價格難免會讓許多人卻步。日前，Solidoodle 推出了全新的第二代 Solidoodle 3D 打印機，4月中旬開始預售，最低端的配置竟然只賣 499 美元(約合人民幣 3140 元)，最高配的版本也不過是在這個基礎上加上 99 美元(約合人民幣 620 元)。下面我們一起來了解一下3D打印技術的神奇。

3D打印原理

3D打印是添加劑制造技術的一種形式，在添加劑制造技術中三維對象是通過連續的物理層創建出來的。3D打印機相對于其他的添加劑制造技術而言，具有速度快，價格便宜，高易用性等優點。3D打印機就是可以“打印”出真實3D物體的一種設備，功能上與激光成型技術一樣，采用分層加工、迭加成形，即通過逐層增加材料來生成3D實體，與傳統的去除材料加工技術完全不同。稱之為“打印機”是參照了其技術原理，因為分層加工的過程與噴墨打印十分相似。

最近幾年，3D打印機的價格已經能讓中小企業負擔的起，從而使得重工業的原型制造環節進入辦公環境完成，并且可以放入不同類型的原材料進行打印。

Dimension uprint 個人3D打印機

世界上最小的3D打印機

Solidoodle 3D 打印機

因為快速成型技術在市場上占據主導地位，3D打印機在生產應用方面有著巨大的潛力。3D打印技術在珠寶首飾、鞋類、工業設計、建筑、汽車、航天、牙科及醫療方面都能得到廣泛的應用。

每一層的打印過程分為兩步，首先在需要成型的區域噴灑一層特殊膠水，膠水液滴本身很小，且不易擴散。然后是噴灑一層均勻的粉末，粉末遇到膠水會迅速固化黏結，而沒有膠水的區域仍保持松散狀態。這樣在一層膠水一層粉末的交替下，實體模型將會被“打印”成型，打印完畢后只要掃除松散的粉末即可“刨”出模型，而剩余粉末還可循環利用。

打印耗材由傳統的墨水、紙張轉變為膠水、粉末，當然膠水和粉末都是經過處理的特殊材料，不僅對固化反應速度有要求，對于模型強度以及“打印”分辨率都有直接影響。目前的3D打印技術能夠實現600dpi分辨率，每層厚度只有0.01毫米，即使模型表面有文字或圖片也能夠清晰打印。當然受到噴打印原理的限制，打印速度勢必不會很快，目前較先進的產品可以實現每小時25毫米高度的垂直速率，相比早期產品有10倍提升，而且可以利用有色膠水實現彩色打印，色彩深度高達24位。

由于打印精度高，打印出的模型品質自然不錯。除了可以表現出外形曲線上的設計，結構以及運動部件也不在話下。如果用來打印機械裝配圖，齒輪、軸承、拉桿等都可以正常活動，而腔體、溝槽等形態特征位置準確，甚至可以滿足裝配要求，打印出的實體還可通過打磨、鉆孔、電鍍等方式進一步加工。同時粉末材料不限于砂型材料，還有彈性伸縮、高性能復合、熔模鑄造等其它材料可供選擇。

不過，雖然3D打印機價格在不斷降低，很多廠商、設計院、大學等都開始或準備配備，但產品價格依然較高。3D Systems推出的新款InVision LD入門級桌面型產品價格為1.59萬美元，而Z Corporation出品的中端型號Z510要價10萬美元。好在3D打印機的耗材成本并不夸張，例如打印手機模型，大概花費20美元材料費，比起其它成型技術成本要低得多。

3D打印改變生活

眼下，“3D”這個概念可謂在全球火得一塌糊涂。近期英國《經濟學人》雜志封面文章，就介紹了3D領域又一前瞻性產品——3D打印機(3D　printers)，稱之為改變未來世界新的創造性科技。其封面照片上那把用3D打印機打印出來、可演奏美妙音樂的小提琴，更是引起人們無限的遐想。

根據3D打印機的原理，只要電腦能設計出產品，或是對原來的物體進行360度的掃描，打印機就能夠根據圖紙把它制作出來。如2010年9月網絡上出現的一個視頻，說的就是“日本3D打印機問世，立體物瞬間復制”。在視頻中，科技人員將石膏粉注入3D打印機，現場復制了一個哈密瓜，無論顏色、紋路、大小都和原來那個一模一樣。日本藝人在綜藝節目上還測試用3D打印機制造人臉模型，其相似程度也讓現場來賓驚呼連連。3D打印機的出現，讓從前科幻電影中出現的畫面真的成了現實。

3D打印機“打印”出來的食物

只要能想象出來的東西，3D打印機幾乎都能打印出來。這極大地滿足了人們想將平面圖像制作成立體實物的愿望，刺激了人們無限的想象力。

3D打印機制作出來的衣物

3D打印機制作出來的人體器官

世界首款3D打印機制造的汽車

3D打印機制造的建筑

麻省理工學院研究人員使用3D打印機成功“打印”出一支長笛

3D打印機制造的飛機

英國《每日電訊報》2009年8月曾報道，英國數碼成形公司現階段正向大型企業推銷3D打印機。該公司的薩瓦什·馬赫達維博士對記者說，3D打印技術可以改變設計方式。比如，商店安裝3D打印機，顧客可以自己設計首飾甚至衣服和鞋子，自己定制形狀、顏色和材質，然后再打印出想要的東西。這既能使顧客免除遍尋不著的苦惱，還使得每一件商品更具獨特性。

有人說，以后木匠工作時，只需要帶一臺3D打印機就可以喝茶看報紙去了。3D打印機更是開車族的福音，它能快速打印出各種汽車零部件，免去上維修店修車的麻煩。此外，3D打印機某一天也會進入醫院。自2009年瑞士科學家首次用3D打印機復制人體骨骼后，加拿大科學家隨后也宣布研制成功“骨骼打印機”。可以設想，既然3D打印機能精確地噴出人造骨，那么我們以后看牙醫，人造牙不是唾手可得嗎?

由此可見，隨著未來科技的發展，普通人擁有一臺符合自己需求的3D打印機已不是夢想。不久的將來，食物打印機極有可能入主年輕人的廚房，無論是做蛋糕、做菜，還是情人節的浪漫大餐，只需幾分鐘就能輕松搞定。省時省力，干凈衛生，而且可以定量進行營養搭配。家里的餐具也不用買，樹脂碗盤可以隨意打印出來。

不喜歡逛街的男士可以將自己或家人的外形掃描，打印出合適的衣服;姑娘可以隨心所欲設計首飾、箱包和鞋襪，然后打印出來;孩子的玩具也可以自己設計、自己制造;蠟像也不是名人的專利了，普通人也可以驕傲地復制自己的光輝形象。

3D打印可能致使盜版機率大增

《經濟學人》的文章指出，3D打印機讓資本和工作重組，同時也有可能涉及到知識產權。如同音樂作品一樣，數字文件更容易復制和擴散。新玩具、新鞋子的設計構想一旦流入互聯網，被盜版的幾率大增。

正因為如此，有限制使用3D打印機，以及明確IP地址法律定位的呼聲一直存在。矛盾在于，如果對3D打印工藝收緊，有可能阻礙創新;如果放松現行監管法律，則是在鼓勵盜版。為此，法律界人士正在急切地尋找可行的對策。

該文還說，如同前人無法預料1750年的蒸汽機、1450年的印刷術，還有1950年的半導體對人類進步所帶來的影響，我們也無法預見3D打印技術的長遠影響。但這項新的技術已經向我們走來，而且有可能顛覆其所涉及的所有領域。因而公司、監管者、企業經營者從現在開始，應該對它的應用做認真的思考。

結語：

沒人預料到1450年產生的打印機、1750年的蒸汽機及1950年的晶體管等新技術帶來的深遠影響，同樣沒人可以預測3D打印技術的廣泛影響力。3D打印技術來勢洶洶，很可能打亂所接觸到的每個領域。盡管3D打印技術在短期內就會劃分出在此應用上的勝利者和失敗者，但長遠來看，它必將擴大整個打印行業的版圖，也必將迅速擴展人們的想象力。