第三次工业革命与当代中国：3D打印重组世界

网讯： 3D打印（3D Printing）技术，又称“添加制造”（Additive Manufacturing）技术。根据美国材料与试验协会（ASTM）2009年成立的添加制造技术子委员会F42公布的定义，“添加制造”技术是“一种与传统的材料去除加工方法相反的，基于三维数字模型的，通常采用逐层制造方式将材料结合起来的工艺，同义词包括添加成型、添加工艺、添加技术、添加分层制造、分层制造，以及无模成型”。不过，为与现下流行的“3D”概念相契合，人们又为该技术起了一个更通俗的名字——“3D打印”，其内容涵盖了产品生命周期前端的“快速原型”（Rapid Prototyping）、全生产周期的“快速制造”（Rapid Manufacturing），以及其他所有添加工艺、技术、系统类别和应用。“3D打印”和“添加制造”这两种称谓，均表示同一概念。自1984年Charles Hull制作出第一台3D打印机以来，3D打印技术历经了近30年的发展，正逐步成为最有生命力的先进制造技术之一，其主要特点有：

　　第一，设计制造一体化。由三维模型直接驱动，在一定程度上实现了设计、制造的一体化，这是三维打印技术的一个最显著特点。

　　第二，高度柔性。添加制造技术不受零件的形状和结构的任何约束，使复杂模型的直接制造成为可能。

　　第三，缩短新产品的研制周期，降低研发成本。三维打印技术可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转换成真实的产品模型，从而可以对正处于设计阶段的产品做出快速评价、修改及功能试验，这样既有效地缩短了产品的研发周期，又降低了经济损耗。

3D打印原理：

　　所谓3D打印，即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可黏合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。这一成型过程不再需要传统的刀具、夹具和机床就可以打造出任意形状。它可以自动、快速、直接和精确地将计算机中的设计转化为模型。

　　3D打印机采用分层加工，迭加成型方式来“造型”，会将设计品分为若干薄层，每次用原材料生成一个薄层，再通过逐层叠加获得3D实体。这一点它与喷墨打印机工作方法十分类似，3D打印是一层一层地印，而喷墨打印机是一条直线一条直线地喷，通过若干直线的叠加形成图像。它通过对计算机中三维软件的识别，进行STL(三角网格格式)转换，再结合切层软件确定摆放方位和切层路径，并进行切层工作和相关支撑材料的构造。

　　最后使用喷头将固态的线型成型材料加热成半熔融状态之后挤出来，和支撑材料自下而上，一次一层的构铸成最终实体。简单地说，可以理解为软件把物体分成若干个横截面，而三维打印机将这些横截面一次一层的沉淀、堆积，最终形成我们所需的实体。

　3D打印简史：

　　1986年，Charles Hull开发了第一台商业3D印刷机。

　　1993年，麻省理工学院获3D印刷技术专*。

　　1995年，美国ZCorp公司从麻省理工学院获得唯一授权并开始开发3D打印机。

　　2005年，市场上首个高清晰彩色3D打印机Spectrum Z510由ZCorp公司研制成功。

　　2010年11月，世界上第一辆由3D打印机打印而成的汽车Urbee问世。

　　2011年6月6日，发布了全球第一款3D打印的比基尼。

　　2011年7月，英国研究人员开发出世界上第一台3D巧克力打印机。

　　2011年8月，南安普敦大学工程师开发出世界上第一架3D打印的飞机。

　　2012年11月，苏格兰科学家利用人体细胞首次用3D打印机打印出人造肝脏组织。