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3D打印
3D打印機（3D Printers）是一位名為恩里科·迪尼（Enrico
Dini）的發明家設計的一種神奇的打印機，它不僅可以“打印”出一幢完整的建筑，甚至可以在航天飛船中給宇航員打印任何所需的物品的形狀。2013年6月，美國“太空制造”公司宣布，將于明年為國際空間站提供一臺3D打印機，供宇航員在軌生產零部件，無需再從地球運輸零部件。
基本概述
3D打印機，即快速成形技術的一種機器，它是一種數字模型文件為基礎，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的技術。過去其常在模具制造、工業設計等領域被用于制造模型，現正逐漸用于一些產品的直接制造，意味著這項技術正在普及。
它的原理是：把數據和原料放進3D打印機中，機器會按照程序把產品一層層造出來。打印出的產品，可以即時使用。
通過3D打印機也可以打印出食物。這也是大多吃貨所關心的3D打印機未來的發展方向。
發展歷史
3D打印源自100多年前美國研究的照相雕塑和地貌成形技術，上世紀80年代已有雛形，其學名為“快速成型”。
在20世紀80年代中期，SLS被在美國得克薩斯州大學奧斯汀分校的卡爾Deckard博士開發出來并獲得專利，項目由DARPA贊助的。1979年，類似過程由RF
Housholder得到專利，但沒有被商業化。
1995年，麻省理工創造了“三維打印”一詞，當時的畢業生Jim Bredt和Tim
Anderson修改了噴墨打印機方案，變為把約束溶劑擠壓到粉末床的解決方案，而不是把墨水擠壓在紙張上的方案。
說到3D打印，就不得不提3D打印機。3D打印機又稱三維打印機，是一種累積制造技術，通過打印一層層的粘合材料來制造三維的物體。現階段三維打印機被用來制造產品。
2003年以來三維打印機的銷售逐漸擴大，價格也開始下降。
該技術可用于珠寶，鞋類，工業設計，建筑，工程和施工（AEC），汽車，航空航天，牙科和醫療產業，教育，地理信息系統，土木工程，和許多其他領域。
最早的3D打印出現在上個世紀的80年代，價格極其昂貴且所能打印的產品數量也少得可憐。
3D打印技術的核心制造思想最早起源于19世紀末的美國，到20世紀80年代后期3D打印技術發展成熟并被廣泛應用。3D打印是科技融合體模型中最新的高“維度”的體現之一，據報道，美國科學家發明了一種可打印出三維效果的打印機，并已將其成功推向市場。普通打印機能打印一些報告等平面紙張資料。而這種最新發明的打印機，它不僅使立體物品的造價降低，且激發了人們的想象力。未來3D打印機的應用將會更加廣泛。
在此之前，三維打印機數量很少，大多集中在“科學怪人”和電子產品愛好者手中。他們主要用來打印像珠寶、玩具、工具、廚房用品之類的東西。甚至有汽車專家打印出了汽車零部件，然后根據塑料模型去訂制真正市面上買到的零部件。
人們可以在一些電子產品商店購買到這類打印機，工廠也在進行直接銷售。不過物以稀為貴，一套三維打印機的價格從一般的750美元到上等質量的27000美元不等。
科學家們表示，三維打印機的使用范圍還很有限，不過在未來的某一天人們一定可以通過3D打印機打印出更實用的物品。
3D打印帶來了世界性制造業革命，以前是部件設計完全依賴于生產工藝能否實現，而3D打印機的出現，將會顛覆這一生產思路，這使得企業在生產部件的時候不再考慮生產工藝問題，任何復雜形狀的設計均可以通過3D打印機來實現。它無需機械加工或模具，就能直接從計算機圖形數據中生成任何形狀的物體，
從而極大地所縮短了產品的生產周期，提高了生產率。盡管仍有待完善，但3D打印技術市場潛力巨大，勢必成為未來制造業的眾多突破技術之一。
技術原理
3D打印并非是新鮮的技術，這個思想起源于19世紀末的美國，并在20世紀80年代得以發展和推廣。中國物聯網校企聯盟把它稱作“上上個世紀的思想，上個世紀的技術，這個世紀的市場”。三維打印通常是采用數字技術材料
3d打印機和打印物(19張)
打印機來實現。這種打印機的產量以及銷量在二十一世紀以來就已經得到了極大的增長，其價格也正逐年下降。
使用打印機就像打印一封信：輕點電腦屏幕上的“打印”按鈕，一份數字文件便被傳送到一臺噴墨打印機上，它將一層墨水噴到紙的表面以形成一副二維圖像。而在3D打印時，軟件通過電腦輔助設計技術（CAD）完成一系列數字切片，并將這些切片的信息傳送到3D打印機上，后者會將連續的薄型層面堆疊起來，直到一個固態物體成型。3D打印機與傳統打印機最大的區別在于它使用的“墨水”是實實在在的原材料。
堆疊薄層的形式有多種多樣。有些3D打印機使用“噴墨”的方式。例如，一家名為Objet的以色列3D打印機公司使用打印機噴頭將一層極薄的液態塑料物質
噴涂在鑄模托盤上，此涂層然后被置于紫外線下進行處理。之后鑄模托盤下降極小的距離，以供下一層堆疊上來。另外一家總部位于美國明尼阿波利斯市的公司Stratasys使用一種叫做“熔積成型”的技術，整個流程是在噴頭內熔化塑料，然后通過沉積塑料纖維的方式才形成薄層。
還有一些系統使用粉末微粒作為打印介質。粉末微粒被噴撒在鑄模托盤上形成一層極薄的粉末層，然后由噴出的液態粘合劑進行固化。它也可以使用一種叫做“激光燒結”的技術熔鑄成指定形狀。這也正是德國EOS公司在其疊加工藝制造機上使用的技術。而瑞士的Arcam公司則是利用真空中的電子流熔化粉末微粒。以上提到的這些僅僅是許多成型方式中的一部分。當遇到包含孔洞及懸臂這樣的復雜結構時，介質中就需要加入凝膠劑或其他物質以提供支撐或用來占據空間。這部分粉末不會被熔鑄，最后只需用水或氣流沖洗掉支
撐物便可形成孔隙。如今可用于打印的介質種類多樣，從繁多的塑料到金屬、陶瓷以及橡膠類物質。有些打印機還能結合不同介質，令打印出來的物體一頭堅硬而另
一頭柔軟。
工作步驟
3D打印機工作步驟是這樣的：
先通過計算機建模軟件建模，如果你有現成的模型也可以，比如動物模型、人物、
實際過程(6張)
或者微縮建筑等等。
然后通過SD卡或者USB優盤把它拷貝到3D打印機中，進行打印設置后，打印機就可以把它們打印出來，其工作結構分解圖如下。
3D打印機的工作原理和傳統打印機基本一樣，都是由控制組件、機械組件、打印頭、耗材和介質等架構組成的，打印原理是一樣的。3D打印機主要是在打印前在電腦上設計了一個完整的三維立體模型，然后再進行打印輸出。
3D打印與激光成型技術一樣，采用了分層加工、疊加成型來完成3D實體打印。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。
三維設計
三維打印的設計過程是：先通過計算機建模軟件建模，再將建成的三維模型“分區”成逐層的截面，即
切片，從而指導打印機逐層打印。
設計軟件和打印機之間協作的標準文件格式是STL文件格式。一個STL文件使用三角面來近似模擬物體的表面。三角面越小其生成的表面分辨率越高。PLY是一種通過掃描產生的三維文件的掃描器，其生成的VRML或者WRL文件經常被用作全彩打印的輸入文件。
打印過程
打印機通過讀取文件中的橫截面信息，用液體狀、粉狀或片狀的材料將這些截面逐層地打印出來，再將各層截面以各種方式粘合起來從而制造出一個實體。這種技術的特點在于其幾乎可以造出任何形狀的物品。
打印機打出的截面的厚度（即Z方向）以及平面方向即X-Y方向的分辨率是以dpi（像素每英寸）或者微米來計算的。一般的厚度為100微米，即0.1毫米，也有部分打印機如Objet
Connex 系列還有三維 Systems' ProJet
系列可以打印出16微米薄的一層。而平面方向則可以打印出跟激光打印機相近的分辨率。打印出來的“墨水滴”的直徑通常為50到100個微米。
用傳統方法制造出一個模型通常需要數小時到數天，根據模型的尺寸以及復雜程度而定。而用三維打印的技術則可以將時間縮短為數個小時，當然其是由打印機的性能以及模型的尺寸和復雜程度而定的。
傳統的制造技術如注塑法可以以較低的成本大量制造聚合物產品，而三維打印技術則可以以更快，更有彈性以及更低成本的辦法生產數量相對較少的產品。一個桌面尺寸的三維打印機就可以滿足設計者或概念開發小組制造模型的需要。
制作完成
三維打印機的分辨率對大多數應用來說已經足夠（在彎曲的表面可能會比較粗糙，像圖像上的鋸齒一樣），要獲得更高分辨率的物品可以通過如下方法：先用當前的三維打印機打出稍大一點的物體，再稍微經過表面打磨即可得到表面光滑的“高分辨率”物品。
有些技術可以同時使用多種材料進行打印。有些技術在打印的過程中還會用到支撐物，比如在打印出一些有倒掛狀的物體時就需要用到一些易于除去的東西（如可溶的東西）作為支撐物。
太空應用
未來航天員即使像度假者一樣忘記攜帶太空之旅用品，也沒有什么大問題，因為美國“太空制造”
美國“太空制造”公司展開飛行試驗
公司宣布，將于2014年為國際空間站提供一臺3D打印機，供宇航員在軌生產零部件，無需再從地球運輸零部件。
美國“太空制造”公司將與美國太空總署馬歇爾航天中心合作，開展在零重力環境中的3D打印技術試驗硏究，并計劃在明年八月利用美國太空探索技術公司的“龍”飛船，將新硏發的太空3D打印機送往國際空間站。
“太空制造”公司說，國際空間站現有的三成以上的備用部件都可由這臺3D打印機制造。這臺設備將使用聚合物和其他材料，利用擠壓增量制造技術逐層制造物品。
該公司首席執行官亞倫·科梅爾表示：“3D打印實驗是美國太空總署未來重點硏究項目之一，3D打印零部件和工具將增強太空任務的可靠性和安全性，同時由于不必從地球運輸，可降低太空任務成本。
此外，該公司還計劃在2015年為國際空間站提供一個名為“增量生產設備”的太空打印設備，該設備不僅可“打印”物品，還能修理組件并升級硬件等。
馬歇爾航天中心的3D打印項目負責人沃克海澤在聲明中說，3D打印技術對美國太空總署的太空探索任務來說至關重要。
“太空制造”公司于2010年在加利福尼亞州莫菲特場的美國太空總署艾姆斯硏究中心內成立，由奇點大學的校友創建。該公司自2011年秋天以來已展開四百多次拋物線飛行試驗，以在微重力環境下驗證3D打印技術。
相關案例
最小的3D打印機
世上最小的3D打印機來自維也納技術大學，由其化學研究員和機械工程師研制。這款迷你3D打印機只有大裝牛奶盒大小，重量約3.3磅(約1.5公斤)，造價1200歐元(約1.1萬元人民幣)。相比于其他的打印技術，這款3D打印機的成本大大降低。研發人員還在對打印機進行材料和技術的進一步實驗，希望能夠早日面世。
最大的3D打印機
華中科技大學史玉升科研團隊經過十多年努力，實現重大突破，研發出全球最大的“3d打印機”。這一“3D打印機”可加工零件長寬最大尺寸均達到1.2米。從理論上說，只要長寬尺寸小于1.2米的零件（高度無需限制），都可通過這部機器“打印”出來。
據介紹，由于這項技術將復雜的零件制造變為簡單的由下至上的二維疊加，大大降低了設計與制造的復雜度，讓一些傳統方式無法加工的奇異結構制造變得快捷，一些復雜鑄件的生產由傳統的3個月縮短到10天左右。
同時，對研發出的新產品，可快速根據圖紙做出樣品，大大縮短研發周期。
如今，該設備被國內外200多家用戶購買使用，每臺價格從幾十萬元到200多萬元不等。
由大連理工大學參與研發的最大加工尺寸達1.8米的世界最大激光3D打印機進入調試階段，其采用“輪廓線掃描”的獨特技術路線，可以制作大型工業樣件及結構復雜的鑄造模具。這種基于“輪廓失效”的激光三維打印方法已獲得兩項國家發明專利。
據介紹，該激光3D打印機只需打印零件每一層的輪廓線，使輪廓線上砂子的覆膜樹脂碳化失效，再按照常規方法在180℃加熱爐內將打印過的砂子加熱固化和后處理剝離，就可以得到原型件或鑄模。這種打印方法的加工時間與零件的表面積成正比，大大提升打印效率，打印速度可達到一般3D打印的5—15倍。
打印色彩最多的3D打印機
顏色數達到600萬色以上
美國3D
Systems公司2013年5月上市了這種類型的3D打印機新產品“ProJet
x60”系列。ProJet品牌主要有四種造型方法的裝置。其余三種均是使用光硬化性樹脂的類型，包括用激光硬化光硬化性樹脂液面的類型、從噴嘴噴出光硬化性樹脂后照射光進行硬化的類型（這種類型的造型材料還可以使用蠟）、向薄膜上的光硬化性樹脂照射經過掩模的光的類型。
其中，高端機型ProJet 660Pro和ProJet 860Pro可以使用CMYK（青色、洋紅、黃色、黑色）4種顏色的粘合劑，實現600萬色以上的顏色ProJet
260C和ProJet 460Plus使用CMY三種顏色的粘合劑）。3D
Systems稱，這一水平“可將‘Adobe Photshop’上能表現的顏色最大再現90%”。原來的ZPrinter最多只能實現39萬色。
西安大學生3D打印出機器人：能做家務 照顧老人
2013年11月23日，西安電子科技大學展出兩千余件大學生科技競賽作品，很多創意令人耳目一新。
現場一臺機器人吸引了不少同學圍觀。機器人的主要部件都是3D打印，特別是仿生手，能像人手一樣實現各個手指單獨靈活運動。
電子工程學院的謝雯雯說，這是一臺遠程體感控制服務機器人，最主要的功能是照顧老人。很多老人行動不便，有了機器人助手，只要對著攝像頭做出手勢，機器人就能模仿動作去做家務。記者感受了一下，發出命令后，記者走到哪，機器人就跟到哪，隨時準備服務。記者對著攝像頭抬手、轉頭，機器人也做出相同動作。
應用領域
3D打印機的應用對象可以是任何行業，只要這些行業需要模型和原型。以色列的Objet公司（已更名為Stratasys，2012年)認為，3D打印機需求量較大的行業包括政府、航天和國防、醫療設備、高科技、教育業以及制造業。
航天、航海、國防業
GE中國研發中心的工程師們仍在埋頭研究3D打印技術。就在這之前，他們剛剛用3D打印機成功“打印”出了航空發動機的重要零部件。與傳統制造相比，這一技術將使該零件成本縮減30%、制造周期縮短40%。來不及慶祝這一喜人成果，他們就又匆匆踏上了新的征程。鮮為人知的是，他們已經“秘密”研發3D打印技術十年之久了。
一位叫Jim
Smith的工程師又通過3D打印技術造出了世界首艘3D打印皮劃艇，并且成功下水。
這艘“皮劃艇”是他花費了42天時間，使用一臺自制大型3D打印機打造的。它身長5米，由28塊彩色ABS塑料組裝而成，每個部件都是由3D打印機制作，然后再用螺栓固定在一起。
制造的過程看似簡單，其實頗費功夫。從開始規劃到制造完成花了Smith近6年的時間，下水前的最后調整也花費了40天。這艘成品長5.08米，寬0.52米，總重量為29.29公斤，其中ABS部分重26.48公斤，黃銅螺紋部件重0.86公斤，螺栓重2.068公斤，總造價只有500美元。
3D打印技術已經日趨成熟，未來人們用它來造房子、造汽車，甚至更多東西也不無可能
音樂行業
打印音樂的3D打印機
為了探索3D打印機更多的應用，Rickard Dahlstrand使用Lulzbot
3D打印機創造出獨特的藝術。在2013斯德哥爾摩藝術黑客節上，Lulzbot
3D打印機不僅為參加的藝術家和黑客們打印出藝術節的LOGO，而且作為一個表演項目，它還一邊播放古典音樂一邊相應地打印出可視化的音樂作品。Lulzbot
3D打印機打印可視化音樂的原理是：該步進電機的運動進行控制可以以不同的速度運行，聲音的音調決定速度，從而音樂控制了打印過程。三臺電機分別代表一個音軌，它們使用獨特的模式運動。兩個馬達控制Z軸移動。
醫療行業
一位83歲的老人由于患有慢性的骨頭感染，因此換上了由3D打印機“打印”出來的下顎骨，這是世界上首位使用3D打印產品做人體骨骼的案例。
骨骼打印
據國外媒體報道，在不久的將來外科醫生們或許就將可以在手術中現場利用打印設備打印出各種尺寸的骨骼用于臨床使用。這種神奇的3D打印機已經被制造出來了，而用于替代真實人體骨骼的打印材料則正在緊鑼密鼓地測試之中。
在實驗室測試中，這種骨骼替代打印材料已經被證明可以支持人體骨骼細胞在其中生長，并且其有效性也已經在老鼠和兔子身上得到了驗證。未來數年內，打印出的質量更好的骨骼替代品或將幫助外科手術醫師進行骨骼損傷的修復，用于牙醫診所，甚至幫助骨質疏松癥患者恢復健康。
3D打印技術迅速興起，成為炙手可熱的新型產業，它可以打印的立體產品種類正迅速增加。為了打印骨
3D打印機圖片(20張)
骼材料，博斯和她的同事們使用了一臺商業銷售的ProMetal
3D打印機進行測試。這種3D打印機最初的設計目的是為了打印金屬件。它會逐層噴灑塑料膠粒在一層粉末基底之上并逐層成型。每一層的厚度僅相當于人的頭發絲寬度的一半。
這種骨骼支架的主要材料成分是磷酸鈣，其中還額外添加了硅和鋅以便增強其強度。當它被植入人體內之后可以暫時起到骨骼的支撐作用，并在此過程中幫助正常骨骼細胞生長發育并由此修復之前的損傷，隨后這種材料可以在人體內自然溶解。
科學家們花費4年時間才找出這種材料的合適配方，其中涉及化學，材料學，生物學和工藝科學的諸多學科。
文物行業
美國德雷塞爾大學的研究人員通過對化石進行3D掃描，利用3D打印技術做出了適合研究的3D模型，不但保留了原化石所有的外在特征，同時還做了比例縮減，更適合研究。
博物館里常常會用很多復雜的替代品來保護原始作品不受環境或意外事件的傷害，同時復制品也能將藝術或文物的影響傳遞給更多更遠的人。史密森尼博物館就因為原始的托馬斯·杰弗遜要放在弗吉尼亞州展覽，所以博物館用了一個巨大的3D打印替代品放在了原來雕塑的位置。
建筑設計業
在建筑業里，工程師和設計師們已經接受了用3D打印機打印的建筑模型，這種方法快速、成本低、環保，同時制作精美。完全合乎設計者的要求，同時又能節省大量材料。
蘭海牙核安全峰會近日舉行，各國國家元首皆出席此次峰會，忙里偷閑各國元首也會參加一些有趣的聚會或活動，如前天晚間習近平主席攜夫人彭麗媛女士參加的荷蘭國王舉行的國宴，與此同時前來與會的美國總統奧巴馬先生卻在DUS公司的3D打印展覽館，參觀全球最大的3D打印建筑物。
該3D打印展覽館目前正在利用3D打印技術準備打印全球最大的3D打印房屋，該公司使用名為KamerMaker的3D打印機，高達6米可安置在廢棄集裝箱內。KamerMaker的功能與桌面3D打印機相似，可在連續層次中擠壓出熱塑料。它還可以用來打印較小物件，比如板凳。
制造業
制造業也需要很多3D打印產品，因為3D打印無論是在成本、速度和精確度上都要比傳統制造好很多。而3D打印技術本身非常適合大規模生產，所以制造業利用3D技術能帶來很多好處，甚至連質量控制都不再是個問題。
比如微軟的3D模型打印車間，在產品設計出來之后，通過3D打印機打印出來模型，能夠讓設計制造部門更好的改良產品，打造出更出色的產品。不是說你的車是3D打印機打印出來的（當然或許有一天這也有可能），而是說汽車行業在進行安全性測試等工作時，會將一些非關鍵部件用3D打印的產品替代，在追求效率的同時降低成本。
食品產業
沒錯，就是“打印”食品。研究人員已經開
始嘗試打印巧克力了。或許在不久的將來，很多看起來一模一樣的食品就是用食品3D打印機“打印”出來的。當然，到那時可能人工制作的食品會貴很多倍。
3D食物打印機Atomium(16張)
2013年5月22日，NASA已選中總部位于得克薩斯州的系統和材料研究公司，向其投資12.5萬美元，研發能為宇航員制造“營養可口”食品的3D打印機。
3D食物打印機的概念設計方案中，打印機的“墨盒”——也就是裝載食物的部分使用壽命長達30年。這款產品的實驗版本已經可以成功“打印”巧克力，而比薩餅將是它未來幾周內的下一個目標。據透露，食物打印機制造比薩餅的步驟如下：首先，打印一層面餅，并在打印的同時烤好；然后機器會將使用裝載番茄的“墨盒”和水、油混合，打印出番茄醬。最后將醬料和奶油打印在比薩餅的表面。
一位名叫Luiza Silva的學生就設計了一個3D概念打印機Atomium，它能夠打印分子級的材料，幾乎能夠打印各種形狀。如果這個概念得以實現，它將會改變我們與食物間的關系。
Atomium的工作原理是這樣的：用戶事先注冊基本信息，比如醫療數據（對什么過敏等）和飲食偏好等。然后，用戶可以簡單勾畫出他們喜歡的形狀類型，Atomium就會分析這些指令并創造出相應的食物。
Atomium參加了“伊萊克斯設計實驗室”（Electrolux Design
Lab）的競賽并入圍半決賽。Silva稱，Atomium的目的在于為兒童創造出即好看，又有營養的食物。
（圖冊《3d食物打印機Atomium》圖片來源）
位于西班牙巴塞羅那的自然機器公司日前向市場推出首款3D食物打印機，目前已收到400多份訂單，不久將在中國投入生產。
這款名為Foodini的機器使用3D技術，像是將食物打印出來一樣制作出甜品、漢堡、面包、巧克力或意大利面。自然機器公司對于這款特殊“打印機”的銷售前景十分樂觀。據介紹，每臺Foodini售價約1000歐元(約合8600元人民幣)，屬于高端家電。Foodini食物打印機通過互聯網操作并配有觸摸屏，從而使人們可以自由選擇或自制食譜。和傳統打印機一樣，這款機器操作簡單，但代替墨盒的是5個配料槽。
4月這款機器將在美國銷售，而到4月末的時候，世界各地都可在網上購買。不過買家要到今年下半年才能收到這款產品。
公司高管透露，公司已經收到400多份訂單，主要來自于美國、中國、巴西、俄羅斯及北歐國家。
生活時尚用品
配件、飾品
這是最廣闊的一個市場。在未來不管是你的個性筆筒，還是有你半身浮雕的手機外殼，抑或是你和愛人擁有的世界上獨一無二的戒指，都有可能是通過3D打印機打印出來的。甚至不用等到未來，就可以實現。
美容護膚
3D打印技術未來也可能會幫助愛美人士進行整容，說不定未來最有效果的青春痘的治療方法就是通過3D打印技術來實現呢！不僅青春痘,包括祛斑、美白等領域都有希望使用到3D打印技術的！
發展前景
1、價格因素
大多數桌面級3D打印機的售價在2萬元人民幣左右，一些國內的仿制品價格可以低到6000元。但是據3D打印機代理商透露，國產的3D打印機雖然價格低，但質量很難保障。
對于桌面級3D打印機來說，由于僅能打印塑料產品，因此使用范圍非常有限，而且對于家庭用戶來說，3D打印機的使用成本仍然很高。因為在打印一個物品之前，人們必須會懂得3D建模，然后將數據轉換成3D打印機能夠讀取的格式，最后再進行打印。
2、原材料
3D打印不是一項高深艱難的技術。它與普通打印的區別就在于打印材料。
以色列的Object是掌握最多打印材料的公司。它已經可以使用14種基本材料并在此基礎上混搭出107種材料，兩種材料的混搭使用、上色也已經是現實。但是，這些材料種類與人們生活的大千世界里的材料相比，還相差甚遠。不僅如此，這些材料的價格便宜的幾百元一公斤，最貴的要四萬元左右。
3、社會風險成本
如同核反應既能發電，又能破壞一樣。3D打印技術在初期就讓人們看到了一系列隱憂，而未來的發展也會令不少人擔心。如果什么都能徹底復制，想到什么就能制造出什么，聽上去很美的同時，也著實讓人恐懼。
4.著名的3D打印悖論
3d打印是一層層來制作物品，如果想把物品制作的更精細，則需要每層厚度減小；如果想提高打印速度，則需要增加層厚，而這勢必影響產品的精度質量。若生產同樣精度的產品，同傳統的大規模工業生產相比，沒有成本上的優勢，尤其是考慮到時間成本，規模成本之后。
5.整個行業沒有標準，難以形成產業鏈
21世紀3d打印機生產商是百花齊放。
3D打印機缺乏標準，同一個3d模型給不同的打印機打印，所得到的結果是大不相同的。
此外，打印原材料也缺乏標準，2012-2013年3d打印機廠商都想讓消費者買自己提供的打印原料，這樣他們能獲取穩定的收入。這樣做雖然可以理解，畢竟普通打印機也走這一模式，但3d打印機生產商所用的原料一致性太差，從形式到內容千差萬別，這讓材料生產商很難進入，研發成本和供貨風險都很大，難以形成產業鏈。
表面上是3D打印機捆綁了3D打印材料，事實上卻是材料捆綁了打印機，非常不利于降低成本和抵抗風險。
6.意料之外的工序：3d打印前所需的準備工序，打印后的處理工序
很多人可能以為3d打印就是電腦上設計一個模型，不管多復雜的內面，結構，摁一下按鈕，3d打印機就能打印一個成品。這個印象其實不正確。真正設計一個模型，特別是一個復雜的模型，需要大量的工程，結構方面的知識，需要精細的技巧，并根據具體情況進行調整。用塑料熔融打印來舉例，如果在一個復雜部件內部沒有設計合理的支撐，打印的結果很可能是會變形的。后期的工序也通常避免不了。媒體將3d打印描述成打印完畢就能直接使用的神器。可事實上制作完成后還需要一些后續工藝：或打磨，或燒結，或組裝，或切割，這些過程通常需要大量的手工工作。
7. 缺乏殺手锏產品及設計
都說3d打印能給人們巨大的生產自由度，能生產前所未有的東西。可直到2012年，這種“殺手”級別的產品還很少，幾乎沒有。做些小規模的飾品，藝術品是可以的，做逆向工程也可以的，但要談到大規模工業生產，3d打印還不能取代傳統的生產方式。如果3d打印能生產別的工藝所不能生產的產品，而這種產品又能極大提高某些性能，或能極大改善生活的品質，這樣或許能更快的促進3d打印機的普及。可2012-2013年3d打印機這方面并不盡如人意。
其它相關
編輯
廠商（部分廠家型號列表：）
銷售商店
國家
生產工廠
型號
是否組裝
打印尺寸(長寬高 mm)
北京友科萊科技有限公司中國
3D SYSTEMS
ROBO
FEILIX
Leapfrog
MakerBot
BFB 3D touch
Cubex
Xeed
Flashforge Creator
Felix2.0
MakerBot 2
Robo ABS
YES
275x275x210
275x265x240
370x340x290
230x270x200
255x205x235
285x153x155
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· 打印體積：210x190x140mm
· 總體體積：500x460x410mm
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納米級別微型3D打印機
納米級別微型3D打印機
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3D打印機，國內首款3000元級別的工業級桌面3D打印機，于2014年初上市。
德國公司Nanoscribe
GmbH在美國舊金山某展會上，發布了一款迄今為止最高速的納米級別微型3d打印機——Photonic
Professional GT。 這款Photonic Professional
GT
3D打印機，能制作納米級別的微型結構，以最高的分辨率，快速的打印寬度，打印出不超過人類頭發直徑的三維物體。
家用3D打印機
3D Systems公司還在CES2013展會上推出了一款Cubify系列家用3D打印機，與第一代產品相比，第二代Cube有許多改進，其中包括打印速度是原來的1.5倍，既可以使用ABS，也可以使用可回收的PLA塑料。第二代Cube保持了第一代產品的許多特性，例如方便加載的粉盒(交回舊粉盒可獲得折扣)、觸控屏控制和WiFi連接。
發展前景
科學家們正在利用3D打印機制造諸如皮膚、肌肉和血管片段等簡單的活體組織，很有可能將有一天我們能夠制造出像腎臟、肝臟甚至心臟這樣的大型人體器官。如
果生物打印機能夠使用病人自身的干細胞，那么器官移植后的排異反應將會減少。人們也可以打印食品，比如康奈爾大學的科學家們已經成功打印出了杯形蛋糕。幾乎所有人都相信，食品界的殺手級應用將是能夠打印巧克力的機器。
3D打印被用作《經濟學人》雜志封面，主題為《看制造業新技術如何改變世界》，詳細介紹了3D打印的歷史和發展，可見人們對于3D打印成為一項可以改變世界的影響力日益關注。回顧2011年，3D打印市場并購整合成為主流，業內主流3D打印公司完成了大規模收購，建立未來3D打印全方位服務平臺，以拓展更廣的用戶與合作伙伴群及聯合研發更多適合市場推廣的產品。
而3D打印的價值體現在想象力馳騁的各個領域，3D打印正讓“天馬行空”轉變為“腳踏實地”的可能，人們利用3D打印為自己所在的領域貼上了個性化的標簽。人們紛紛展示了如何3D打印馬鈴薯、巧克力、小鎮模型，甚至擴展到用3D打印汽車和飛機。3D打印行業的發展猶如其定義本身，始終凸顯著“創新突破”這一關鍵特質。
創新突破1：3D打印應用領域擴展延伸
3D打印的優勢在2011年被充分應用于生物醫藥領域，利用3D打印進行生物組織直接打印的概念日益受到推崇。比較典型的包括Open3DP創新小組宣布3D打印在打印骨骼組織上的應用獲得成功，利用3D打印技術制造人類骨骼組織的技術已經成熟；哈佛大學醫學院的一個研究小組則成功研制了一款可以實現生物細胞打印的設備；另外，3D打印人體器官的嘗試也正在研究中。
隨著3D打印材料的多樣化發展以及打印技術的革新，3D打印不僅在傳統的制造行業體現出非凡的發展潛力，同時其魅力更延伸至食品制造、服裝奢侈品、影視傳媒以及教育等多個與人們生活息息相關的領域。
創新突破2：3D打印速度、尺寸及技術日新月異
在速度突破上，2011年，個人使用3D打印機的速度已突破了送絲速度300mm每秒的極限，達到350mm每秒。在體積突破上，3D打印機體積為適合不同行業的需求，也呈現“輕盈”和“大尺寸”的多樣化選擇。已有多款適合辦公室打印的小巧3D打印機，并在不斷挑戰“輕盈”極限，為未來進入家庭奠定基礎。
在Vienna University of
Technology的一個研究項目中，該團隊設計了迄今為止世界上最小的3D打印設備，并且降低了打印設備的制造成本，也有望未來進駐家庭。
在“大尺寸”領域，在德國的3D打印公司發布了4000x2000x1000mm尺寸的3D打印機，該款大尺寸3D打印機使打印大尺寸部件一次成型成為可能。
3D打印技術日新月異，在2011年Lexus對外發布了新3D打印技術，該技術基于高科技循環編織技術，使用激光進行3D打印，
能夠以編織的方式制作復雜的3D模型。
據國外媒體報道，對于大多數消費者來說，3D打印機可以算是一種奢侈品。為了讓更多消費者感受到3D打印機的神奇，玩具廠商
WobbleWorks在互聯網上發起活動籌集3萬美元，投資研發出了一種廉價的3D打印技術可以打印出一些復雜結構物體的“3D涂鴉手”。據了解，這支價值50美元的“3D涂鴉手”通過利用特殊“墨水”塑料線來書寫，當用筆尖畫出一個圖形后，會立即冷卻，隨后出現一個3D結構模型。WobbleWorks公司希望該“3D涂鴉手”在2013年年末就可上市，而且還讓藝術家為該“3D涂鴉手”模型設計出更多的圖形，從3D動物到壯觀的埃菲爾鐵塔。該公司發言人表示，每個人都會用筆，所以他們設計了這款3D打印筆。如果你喜歡亂涂鴉、描繪或者在空中比劃手勢，都可以在這支“3D涂鴉手”中發現樂趣。使用者用這支“3D涂鴉手”畫出一個東西，隨后就會有一個相應的塑料3D模型“拔地而生”。同時，研究人員還表示，這支“3D涂鴉手”還可以作為塑料焊接工具使用。使用者甚至可以在任何表面上繪制圖像，繪制時將筆尖向上抬，就會出現逼真的3D物體了，十分神奇。
利用3D打印技術改善藝術及生活的例子屢見不鮮。例如荷蘭時尚設計師Iris van
Herpen
展示了它的服裝設計作品，這些服裝作品全部使用3D打印機一次成型。通過3D打印技術制造的服裝，突破了傳統服裝剪裁的限制，幫助設計師完整地展現其靈感。而在Cornell大學的一個項目中，研究團隊制造了一臺3D打印機用于打印食物，展現了烹調的獨特方式。其優勢在于能夠精確控制食物內部材料分布和結構，將原本需要經驗和技術的精細烹調轉換為電子屏幕前的簡單設計。
創新突破3：設計平臺革新
基于3D打印民用化普及的趨勢，3D打印的設計平臺正從專業設計軟件向簡單設計應用發展，其中比較成熟的平臺有基于WEB的3D設計平臺3D
Tin，另外，微軟、谷歌以及其他軟件行業巨頭也相繼推出了基于各種開放平臺的3D打印應用，大大降低了3D設計的門檻，甚至有的應用已經可以讓普通用戶通過類似玩樂高積木的方式設計3D模型.
創新突破4：色彩絢爛形態逼真
3D打印機的創造物除了色彩豐富之外也相當精美。Warner說道：“目前為止，大多數創造物的最高分辨率為100微米。但是我們能夠以25微米的分辨率進行打印，創造出非常光潔的表面。”打印出色彩逼真而且沒有任何毛刺的物體，不僅會受到3D打印發燒友的喜愛，對于普通消費者來說也是大受歡迎。MikeDuma說道：“其中一個有趣的推廣就是家庭使用，我們把它稱為家庭實用替代物。當你想要燈泡或者任何有著塑料支架的東西時，它們都可以打印出來。家庭用戶也可以使用打印機打印玩具和臨時需要的東西，25微米的分辨率甚至可以讓你使用足夠牢固的材料來打印假牙。”
Duma說道：“普通消費者所使用的3D打印機技術，最令人激動的發展莫過于家庭機器人的出現。3D打印使你能夠進入機器人的世界。如果使用者能夠快速重新設計并開發技術原型，那么他們就能夠制造出多功能的簡單機器人來做家務。那真的能夠創造出接近于終端用戶、消費者和普通家庭成員的機器人。”Warner相信，3D打印技術在技術領域所帶來轟動，不會遜色于80年代的臺式機和最近幾年的平板電腦。
未來趨勢
科幻電影成現實
好萊塢大作《十二生肖》電影，小編相信各位成龍迷們對該部影片也不陌生，但該部影片中有項非常流行技術不知各位是否有留意，《十二生肖》中成龍佩戴了專業掃描手套來掃描劇中十二生肖銅像，另外一邊通過專業設備將所掃描的銅像完美打印，看似很科幻不切實際，其實，影片中出現的專業設備就是流行的3D打印技術，對于曾經來說這類技術可能屬于試驗階段的產品，對于技術高速發展的時代來說，已經有國產品牌推出萬元內3D打印機產品，并且還在京城首家3D打印機體驗館中進行了展示。
打印機是款一直被定義于辦公用戶的產品，但小編卻覺得3D打印機并不屬于辦公用品，而是一款生活中常會使用到的家電產品，為什么說3D打印機是款家電產品呢？首先，小編大膽假設下，如果生活中安裝某設備，突然發現少掉一顆螺絲，正常情況下可能會去五金店里配，但有了3D打印機之后，就完全可以在家中打印一個相符的螺絲，用戶無須出門就會解決困擾。另外，用戶也可通過3D打印機制作DIY產品，比如在網絡上看見非常別致的裝飾品，就可通過3D打印機將其打印出來，當然生活中會使用到3D打印機的機會當然不止這些。
技術特性
許多相互競爭的技術是可用的。它們的不同之處在于以不同層構建創建部件，并且以可用的材料的方式。一些方法利用熔化或軟化可塑性材料的方法來制造打印的“墨水”，
title
例如：選擇性激光燒結（selective laser sintering，SLS）和混合沉積建模（fused
deposition modeling，FDM），還有一些技術是用液體材料作為打印的“墨水”的，例如：立體平板印刷（stereolithography，SLA）、分層實體制造（laminated
object manufacturing，LOM）。每種技術都有各自的優缺點，因而一些公司會提供多種打印機以供選擇。一般來說，主要的考慮因素是打印的速度和成本，三維打印機的價格，物體原型的成本，還有材料以及色彩的選擇和成本。
可以直接打印金屬的打印機價格昂貴。有時候人們會先使用普通的三維打印機來制作模具，然后用這些模具制作金屬部件。
主流3D打印技術簡介 FDM,SLA,3DP,SLS.
熔融沉積快速成型（Fused Deposition Modeling，FDM）
熔融沉積又叫熔絲沉積，它是將絲狀熱熔性材料加熱融化，通過帶有一個微細噴嘴的噴頭擠噴出來。熱熔材料融化后從噴嘴噴出，沉積在制作面板或者前一層已固化的材料上，溫度低于固化溫度后開始固化，通過材料的層層堆積形成最終成品。
在3D打印技術中，FDM的機械結構最簡單，設計也最容易，制造成本、維護成本和材料成本也最低，因此也是在家用的桌面級3D打印機中使用得最多的技術，而工業級FDM機器，主要以Stratasys公司產品為代表。
FDM技術的桌面級3D打印機主要以ABS和PLA為材料，ABS強度較高，但是有毒性，制作時臭味嚴重，必須擁有良好通風環境，此外熱收縮性較大，影響成品精度；PLA是一種生物可分解塑料，無毒性，環保，制作時幾乎無味，成品形變也較小，所以國外主流桌面級3D打印機均以轉為使用PLA作為材料。
FDM技術的優勢在于制造簡單，成本低廉，但是桌面級的FDM打印機，由于出料結構簡單，難以精確控制出料形態與成型效果，同時溫度對于FDM成型效果影響非常大，而桌面級FDM
3D打印機通常都缺乏恒溫設備，因此基于FDM的桌面級3D打印機的成品精度通常為0.3mm-0.2mm，少數高端機型能夠支持0.1mm層厚，但是受溫度影響非常大，成品效果依然不夠穩定。此外，大部分FDM機型制作的產品邊緣都有分層沉積產生的“臺階效應”，較難達到所見即所得的3D打印效果，所以在對精度要求較高的快速成型領域較少采用FDM。
光固化成型（Stereolithigraphy Apparatus，SLA）
光固化技術是最早發展起來的快速成型技術，也是研究最深入、技術最成熟、應用最廣泛的快速成型技術之一。光固化技術，主要使用光敏樹脂為材料，通過紫外光或者其他光源照射凝固成型，逐層固化，最終得到完整的產品。
光固化技術優勢在于成型速度快、原型精度高，非常適合制作精度要求高，結構復雜的原型。使用光固化技術的工業級3D打印機，最著名的是objet，該制造商的3D打印機提供超過123種感光材料，是目前支持材料最多的3D打印設備。
光固化快速成型應該是3D打印技術中精度最高，表面也最光滑的，objet系列最低材料層厚可以達到16微米（0.016毫米）。但是光固化快速成型技術也有兩個不足，首先光敏樹脂原料有一定毒性，操作人員使用時需要注意防護，其次光固化成型的原型在外觀方面非常好，但是強度方面尚不能與真正的制成品相比，一般主要用于原型設計驗證方面，然后通過一系列后續處理工序將快速原型轉化為工業級產品。此外，SLA技術的設備成本、維護成本和材料成本都遠遠高于FDM，因此，基于光固化技術的3D打印機主要應用在專業領域，桌面領域已有兩個桌面級別SLA技術3D打印機項目啟動，一個是Form1，一個是B9，相信不久的將來會有更多低成本的SLA桌面3D打印機面世。
三維粉末粘接（Three Dimensional Printing and
Gluing,3DP）
3DP技術由美國麻省理工大學開發成功，原料使用粉末材料，如陶瓷粉末、金屬粉末、塑料粉末等，3DP技術工作原理是，先鋪一層粉末，然后使用噴嘴將粘合劑噴在需要成型的區域，讓材料粉末粘接，形成零件截面，然后不斷重復鋪粉、噴涂、粘接的過程，層層疊加，獲得最終打印出來的零件。
3DP技術的優勢在于成型速度快、無需支撐結構，而且能夠輸出彩色打印產品，這是其他技術都比較難以實現的。3DP技術的典型設備，是3DS旗下zcorp的zprinter系列，也是3D照相館使用的設備，zprinter的z650打印出來的產品最大可以輸出39萬色，色彩方面非常豐富，也是在色彩外觀方面，打印產品最接近于成品的3D打印技術。
但是3DP技術也有不足，首先粉末粘接的直接成品強度并不高，只能作為測試原型，其次由于粉末粘接的工作原理，成品表面不如SLA光潔，精細度也有劣勢，所以一般為了產生擁有足夠強度的產品，還需要一系列的后續處理工序。此外，由于制造相關材料粉末的技術比較復雜，成本較高，所以3DP技術主要應用在專業領域，桌面級別僅有一個PWDR項目在啟動，但仍然處于0.1狀態，尚需觀察后續進展。
選擇性激光燒結（Selecting Laser Sintering，SLS）
該工藝由美國德克薩斯大學提出，于1992年開發了商業成型機。SLS利用粉末材料在激光照射下燒結的原理，由計算機控制層層堆結成型。SLS技術同樣是使用層疊堆積成型，所不同的是，它首先鋪一層粉末材料，將材料預熱到接近熔化點，再使用激光在該層截面上掃描，使粉末溫度升至熔化點，然后燒結形成粘接，接著不斷重復鋪粉、燒結的過程，直至完成整個模型成型。
激光燒結技術可以使用非常多的粉末材料，并制成相應材質的成品，激光燒結的成品精度好、強度高，但是最主要的優勢還是在于金屬成品的制作。激光燒結可以直接燒結金屬零件，也可以間接燒結金屬零件，最終成品的強度遠遠優于其他3D打印技術。SLS家族最知名的是德國EOS的M系列。
激光燒結技術雖然優勢非常明顯，但是也同樣存在缺陷，首先粉末燒結的表面粗糙，需要后期處理，其次使用大功率激光器，除了本身的設備成本，還需要很多輔助保護工藝，整體技術難度較大，制造和維護成本非常高，普通用戶無法承受，所以應用范圍主要集中在高端制造領域，而尚未有桌面級SLS
3D打印機開發的消息，要進入普通民用領域，可能還需要一段時間。
3D打印領域發展迅猛，從巨型的房屋打印機到微型的納米級細胞打印機，各種新技術層出不窮，但是主要還是集中在專業領域，民用市場還是以簡單架構的FDM為主，無論效果還是精度都差強人意，我們期待著隨著技術發展和成本降低，桌面級3D打印機也能夠真正實現所見即所得的打印效果，那時候3D打印改變世界將不再是一個夢想。
累積技術
基本材料
選擇性激光燒結（selective laser sintering，SLS）
熱塑性塑料、金屬粉末、陶瓷粉末
直接金屬激光燒結（Direct metal laser
sintering，DMLS）
幾乎任何合金
熔融沉積成型（fused deposition modeling，FDM）
熱塑性塑料, 共晶系統 金屬、可食用材料
立體平版印刷（stereolithography，SLA）
光硬化樹脂（photopolymer）
數字光處理（DLP）
液態樹脂
熔絲制造（Fused Filament Fabrication，FFF）
聚乳酸（PLA）、ABS樹脂
融化壓模（Melted and Extrusion Modeling，MEM）
金屬線、塑料線
分層實體制造（laminated object
manufacturing，LOM）
紙、金屬膜、塑料薄膜
電子束熔化成型（Electron beam melting，EBM）
鈦合金
選擇性熱燒結（Selective heat sintering，SHS）
Thermoplastic powder
粉末層噴頭三維打印（PP）
石膏
注：粉末層噴頭三維打印 en：Powder bed and inkjet
head 3d printing，PP
其他
3D打印機將抵太空 可打印空間站30%零部件
據國外媒體報道，
3D打印機進行零重力測試飛行實驗
2014年，一臺3D打印機將抵達國際空間站，宇航員將使用它打印制造地球之外首個工具或者儀器零部件。
“太空制造”公司與美國宇航局馬歇爾太空飛行中心建立合作關系，共同完成3D打印零重力實驗(簡稱3D打印實驗)，他們將開啟太空制造能力，幫助人類在太陽系其它星球建立殖民基地。
該公司CEO亞倫-科梅爾(Aaron Kemmer)說：“3D打印實驗是美國宇航局未來重點研究項目之一，3D打印零部件和工具將增強太空任務的可靠性和安全性，同時可以降低生產制造成本。首臺3D打印機將制造一些測試試樣，之后再用于制造大量零部件，以及工具和科學裝置。”
2014年8月，這臺3D打印機將連同太空貨物由SpaceX飛行器攜帶升空抵達國際空間站，采用“擠制遞增制造”技術將聚合物和其它材料逐層打印，最終形成所需的打印物體。3D打印設計藍圖可從空間站計算機中預先載入或者從地面上行傳輸。
太空制造公司首席技術專家詹森-鄧恩(Jason
Dunn)稱，這種3D打印技術將使人們的太空生活更加簡單便捷，成本降低，空間站超過30%的零部件都可以通過這臺3D打印機制造。
美國宇航局馬歇爾太空飛行中心3D打印項目負責人尼基-沃克海瑟(Niki
Werkheiser)說：“3D打印是一項令人興奮的技術，它將使我們以同等地球生活效率和生產能力的方式在太空中生活工作。我們的最終目標是消除對地球制造的材料和零部件的依賴性。”
美國宇航局研制一款3D打印機可采用廉價原料制造太空食物，并且具有較長的保質期。這種3D比薩打印機還可幫助宇航員完成遠程太空旅行，例如：500天火星之旅。
同時，太空制造公司正在研制一種叫做“遞增生產設備”的永久性太空打印裝置，預計2016年將交付國際空間站使用。
危害
3D打印技術日漸普及，應用于醫學、建筑和軍事等范疇，甚至開始家用化。但該技術在逐漸被廣泛應用的同時，危害也日趨暴露出來。據香港《東方日報》報道，美國研究顯示，家用3D打印機在室內運作時，會釋放大量有毒超微細粒子(UFP)，有害程度相當于吸食香煙，影響人體健康。
美國伊利諾伊州理工大學研究稱，市面上的3D打印機首先將塑料加熱，然后通過噴嘴噴出，造出設計模型。這過程類似工業生產，會釋出有毒物質，但一般家用者不會使用防護裝備。微粒會在空中飄浮，容易被人吸入肺部甚至腦部，過度積聚可能會引發肺病、血液及神經系統疾病，甚至導致死亡。
研究員測試五款市面熱銷的3D打印機，發現它們釋放的超微細粒子數量驚人。例如，以PLA聚合物作低溫打印，最低每分鐘釋放二百億微粒;在高溫下以其他物料打印，每分鐘釋放的微粒更可多達二千億粒。這些3D打印機的微粒釋放量，有如在室內開火爐、燒香味蠟燭或燃燒香煙。
除健康問題，3D打印也引發公眾安全隱憂。一名加拿大男子上傳短片展示他以3D打印手槍為藍本，打印出一支塑膠步槍，并成功發射子彈，但發射后槍管裂開。 |
