第一节　3D打印机概述

1.3D打印机的起源

3D打印思想起源于19世纪末的美国，并在20世纪80年代得以推广和发展。3D打印是科技融合体模型中最新的“高维度”的体现之一，中国物联网校企联盟把它称作“上上个世纪的思想，上个世纪的技术，这个世纪的市场”。

19世纪末，美国的学者研究出了照相雕塑和地貌成型技术，随后产生了3D打印技术的核心制造思想。20世纪80年代以前，3D打印机的数量很少，大多数集中在“科学怪人”和电子产品爱好者手中，主要用来打印像珠宝、玩具、工具、厨房用品之类的东西。甚至有汽车专家打印出了汽车零部件，然后根据塑料模型去订制市面上真正能买到的零部件。

1979年，美国科学家RF Housholder获得了类似“快速成型”（Rapid Prototyping）技术的专利，但没有被商业化。20世纪80年代初，该专利已有雏形，其学名为“快速成型”。20世纪80年代中期，选区激光烧结技术（Selective Laser Sintering，SLS）被美国得克萨斯大学奥斯汀分校的Carl Deckard博士开发出来并获得专利，项目得到美国国防高级研究计划局（DARPA）的赞助。20世纪80年代后期，美国科学家发明了一种可打印出三维效果的打印机，并将其成功推向市场。至此，3D打印技术的发展逐渐走向成熟并被广泛应用。普通打印机只能打印一些报告等平面纸张资料，而这种新发明的打印机不仅能使立体实物的造价降低，而且能激发人们的想象力。未来3D打印机的应用将会更加广泛。

1995年，麻省理工学院创造了“三维打印”（Three Dimensional Printing，3DP，即3D打印）一词，当时的毕业生Jim Bredt和Tim Anderson修改了喷墨打印机方案，把打印墨迹变为约束溶剂喷射的粉末，而不是再把“墨水”喷射到纸张上。2003年以后，3D打印机的销售量逐渐扩大，价格也开始下降。

2.什么是3D打印机

3D打印，是一种快速成型技术。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粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。它将复杂的三维制造转换为二维平面制造的叠加，所以不需要借助模具和工具就可以生成几乎任何形状的零部件，能够极大地简化制造环节，并有效地提高制造柔性。

3D打印技术曾被美国《时代周刊》列为“美国十大增长最快的工业”之一，英国《经济学人》杂志则认为它将“与其他数字化生产模式一起推动实现第三次工业革命”。虽然这项技术已被世界认可和推广，但是受到技术和材料的限制，3D打印技术还没有传说中那么无所不能。想要真正地推动第三次工业革命，3D打印技术还有很长的路要走。

3D打印机是一台怎样的设备呢？我们可以通过与传统打印机对比来理解。3D打印机比传统打印机多了一个维度，它可以在高度方向上打印。简单来说，3D打印机就是可以打印出立体实物的打印机。它与普通的打印机不同，3D打印机并不打印墨迹。它所打印的材料很广泛，包括陶瓷、金属、塑料、食品、橡胶甚至是活体组织等。从理论上讲，它能够打印一切固态物体，比如玩具、服装、食品、房屋等，好好欣赏一下下面几幅图，看看3D打印机的发光之处吧（如图1.1-1所示）。

图1.1-1　3D打印机效果图