3D打印
3D打印原理
使用3D打印机就像打印一封信：轻点电脑屏幕上的“打印”按钮，一份数字文件便被传送到一台喷墨打印机上，它将一层墨水喷到纸的表面以形成一副二维图像。而在3D打印时，软件通过电脑辅助设计技术（CAD）完成一系列数字切片，并将这些切片的信息传送到3D打印机上，后者会将连续的薄型层面堆叠起来，直到一个固态物体成型。3D打印机与传统打印机最大的区别在于它使用的“墨水”是实实在在的原材料。
堆叠薄层的形式有多种多样。有些3D打印机使用“喷墨”的方式。例如，一家名为Objet的以色列3D打印机公司使用打印机喷头将一层极薄的液态塑料物质 喷涂在铸模托盘上，此涂层然后被置于紫外线下进行处理。之后铸模托盘下降极小的距离，以供下一层堆叠上来。另外一家总部位于美国明尼阿波利斯市的公司Stratasys使用一种叫做“熔积成型”的技术，整个流程是在喷头内熔化塑料，然后通过沉积塑料纤维的方式才形成薄层。
还有一些系统使用粉末微粒作为打印介质。粉末微粒被喷撒在铸模托盘上形成一层极薄的粉末层，然后由喷出的液态粘合剂进行固化。它也可以使用一种叫做“激光烧结”的技术熔铸成指定形状。这也正是德国EOS公司在其叠加工艺制造机上使用的技术。而瑞士的Arcam公司则是利用真空中的电子流熔化粉末微粒。以上提到的这些仅仅是许多成型方式中的一部分。
当遇到包含孔洞及悬臂这样的复杂结构时，介质中就需要加入凝胶剂或其他物质以提供支撑或用来占据空间。这部分粉末不会被熔铸，最后只需用水或气流冲洗掉支 撑物便可形成孔隙。如今可用于打印的介质种类多样，从繁多的塑料到金属、陶瓷以及橡胶类物质。有些打印机还能结合不同介质，令打印出来的物体一头坚硬而另 一头柔软。
科学家们正在利用3D打印机制造诸如皮肤、肌肉和血管片段等简单的活体组织，很有可能将有一天我们能够制造出像肾脏、肝脏甚至心脏这样的大型人体器官。如 果生物打印机能够使用病人自身的干细胞，那么器官移植后的排异反应将会减少。人们也可以打印食品，比如康奈尔大学的科学家们已经成功打印出了杯形蛋糕。几 乎所有人都相信，食品界的杀手级应用将是能够打印巧克力的机器。
3D打印的发展前景
3D打印被用作《经济学人》杂志封面，主题为《看制造业新技术如何改变世界》，详细介绍了3D打印的历史和发展，可见人们对于3D打印成为一项可以改变世界的影响力日益关注。回顾2011年，3D打印市场并购整合成为主流，业内主流3D打印公司完成了大规模收购，建立未来3D打印全方位服务平台，以拓展更广的用户与合作伙伴群及联合研发更多适合市场推广的产品。
而3D打印的价值体现在想象力驰骋的各个领域，3D打印正让“天马行空”转变为“脚踏实地”的可能，人们利用3D打印为自己所在的领域贴上了个性化的标签。人们纷纷展示了如何3D打印马铃薯、巧克力、小镇模型，甚至扩展到用3D打印汽车和飞机。3D打印行业的发展犹如其定义本身，始终凸显着“创新突破”这一关键特质。
创新突破1：3D打印应用领域扩展延伸
3D打印的优势在2011年被充分应用于生物医药领域，利用3D打印进行生物组织直接打印的概念日益受到推崇。比较典型的包括Open3DP创新小组宣布3D打印在打印骨骼组织上的应用获得成功，利用3D打印技术制造人类骨骼组织的技术已经成熟；哈佛大学医学院的一个研究小组则成功研制了一款可以实现生物细胞打印的设备；另外，3D打印人体器官的尝试也正在研究中。
随着3D打印材料的多样化发展以及打印技术的革新，3D打印不仅在传统的制造行业体现出非凡的发展潜力，同时其魅力更延伸至食品制造、服装奢侈品、影视传媒以及教育等多个与人们生活息息相关的领域。
创新突破2：3D打印速度、尺寸及技术日新月异
在速度突破上，2011年，个人使用3D打印机的速度已突破了送丝速度300mm每秒的极限，达到350mm每秒。在体积突破上，3D打印机体积为适合不同行业的需求，也呈现“轻盈”和“大尺寸”的多样化选择。目前已有多款适合办公室打印的小巧3D打印机，并在不断挑战“轻盈”极限，为未来进入家庭奠定基础。
在Vienna University of Technology的一个研究项目中，该团队设计了迄今为止世界上最小的3D打印设备，并且降低了打印设备的制造成本，也有望未来进驻家庭。 在“大尺寸”领域，在德国的3D打印公司发布了4000x2000x1000mm尺寸的3D打印机，该款大尺寸3D打印机使打印大尺寸部件一次成型成为可能。
3D打印技术日新月异，在2011年Lexus对外发布了新3D打印技术，该技术基于高科技循环编织技术，使用激光进行3D打印， 能够以编织的方式制作复杂的3D模型。
利用3D打印技术改善艺术及生活的例子屡见不鲜。例如荷兰时尚设计师Iris van Herpen 展示了它的服装设计作品，这些服装作品全部使用3D打印机一次成型。通过3D打印技术制造的服装，突破了传统服装剪裁的限制，帮助设计师完整地展现其灵感。而在Cornell大学的一个项目中，研究团队制造了一台3D打印机用于打印食物，展现了烹调的独特方式。其优势在于能够精确控制食物内部材料分布和结构，将原本需要经验和技术的精细烹调转换为电子屏幕前的简单设计。
创新突破3：设计平台革新
基于3D打印民用化普及的趋势，3D打印的设计平台正从专业设计软件向简单设计应用发展，其中比较成熟的平台有基于WEB的3D设计平台——3D Tin，另外，微软、谷歌以及其他软件行业巨头也相继推出了基于各种开放平台的3D打印应用，大大降低了3D设计的门槛，甚至有的应用已经可以让普通用户通过类似玩乐高积木的方式设计3D模型。
最新研究成果
据国外媒体报道，3D打印机曾用于制造一些机械零部件和小玩具，但是目前，美国弗吉尼亚大学工程系的研究人员采用最新的3D打印技术制造了一架无人飞机，机翼宽6.5英尺（约合1.9米），巡航时速达到45英里（约合72千米）。
这个飞机是由美国弗吉尼亚大学工程系学生研制的，它的机翼宽6.5英尺，是由打印零件装配构成。今年8月和9月初，研究小组在弗吉尼亚州米尔顿机场附近进行了4次飞行测试，这是迄今第三架用于建造飞行的3D打印飞机，巡航速度可达到45英里/小时。
美国弗吉尼亚大学工程师大卫-舍弗尔称，3D打印技术现已证实是应用于教导学生的一种宝贵工具。据悉，他和工程系学生史蒂芬-伊丝特和乔纳森-图曼共同建造这架3D飞机。
舍弗尔称，五年前为了设计建造一个塑料涡轮风扇发动机需要两年时间，成本大约25万美元。但是使用3D技术，我们设计和建造这架3D飞机仅用4个月时间，成本大约2000美元。这将创建一个前所未有的飞行教学平台。
问题与瓶颈
3D打印机带来的变革不仅仅是正面的，还有负面的，不过不必太过担心，人类的发展总是伴随着双刃宝剑披荆斩浪冲刺前进的。如果我们抱着全是消极的态度只“堵”不“疏”，那么社会与技术就不会发展，“人类一犯愁，上帝会发笑”，何必自我烦恼，先让我们历数这个制造利器所带来的负面作用吧（按危害顺序及目前技术上实现的可能性排列）。
1.安全隐患：前不久一个狂人的大胆想象用3D打印机去制造实践，着实让人大大捏了一把冷汗，枪械机件的数码模型十分容易传播的÷，也许一个.STL文件带上U盘就能让万能制造机吞吐出极具杀伤性武器，这一点真希望3D打印机不要那么万能啊。
2.盗版问题：万能的拷贝和万能的复制功能让靠智慧吃饭的人士再次担忧，从信息共享时代就吃尽苦头的创作人士找了好久才摸索到了盈利机制，如今3D来了，新形势下，人们再次将面临新的版权问题。呵呵，也许利好电子钱包的发展－－因为彩色复印机解决不了的防伪问题，3D打印轻而易举就“打印”实现了。
3.资源消耗增加，环境问题：环境保护者要特别头痛了，在自由想像与创造欲望的驱动下，随心所欲地涂鸦将带来灾难性的后果，耗材厂商要乐了，而模型设计软件将分支出与结构优化与耗材压缩相关的数学模型，尽可能减少材料使用但能强化结构。
4.道德与伦理：2D平面时代，偷拍、艳照已经足够令人恐慌，如今3D时代来临，在港产3D情欲影片的引领下，人们更应当做好屏蔽与自我保护，偷透扫、偷拍、平面照片直接转为3D等高科技的民用化将让人们防不胜防－－透视扫描一个人体简直就是秒杀，这不，前阶段机场透视安检引起的个人隐私问题已招人反对，应当忧虑，打印人像嫁接PS（PrintingShop）不雅照成为网购热卖，一个电子邮件就能传播出一具具某明星脸的充气娃娃做宅男闺蜜的现象出现。
5.设计海洋：创意疲劳将很快出现，信马由缰积极滥造，前仆后继地个性化展示反而让人们有了新的审美需求，类似谷歌那样的信息海洋指南必将出现，帮助人们搜寻出最实用符合要求的产品。某种程度的“审美倒退”其实是对优秀设计有了更高需求－－人们反而更加注重简约性和实用性结合的设计，尤其功能与巧思绝妙结合设计的商品更能得到关注，人们愿意为此付钱。这与2D时代谁都能照相，但取材与视点绝对需要天赋，一个道理。
6.怪异变造人或人造人出现：人兽更加难辨、雌雄更加难分。医学上往有益应用，比如像医学修复、整形，骨植、义肢等等无疑能帮助人们摆脱疾病与残疾的困扰。但邪恶的想象一定会让人类生出恶魔的翅膀，打印出零件组合成功能模块，结合核心驱动或智能芯片，钢铁侠绝不会是科幻影片主角。当优秀自然的人种成为稀缺，星球变成阿凡达，人之发肤，受之父母，你愿意选择哪种？
7.动物的浩劫，是进化还是毁灭？也许上面的第6点在人类方面有所收敛，但在动物身上一定变本加厉地出现，邪恶的动物变造－－把动物变成人类，超越人类，人类社会若果进入猿人星球，是3D时代的生态？
8.打印食品，是更加可口富于营养还是破坏口味，这是萝卜青菜各有所需的问题，反正大多数人是不会选择吃打印成蟑螂、老鼠的美味食品。
9.果然是先有盾再有矛，白领痛恨的杀手“打卡机”将扫进历史垃圾，无论是掌纹、虹膜、眼底还是面部识别都将被3D打印这只“利矛”逐一破解。
10.艺术品收藏：先善意提醒各位，当赝品泛滥充斥时、真品就弥显珍贵了，趁现在高位收藏还来得及。3D打印让文物制造者有了更好的工具。举例说：油画耗材的出现，只要做油画表面的精细扫描，轻易就能一比一打印出一件艺术品。有人也许从各种角度反驳，你应当考虑这种可能性，也许在某一个角落，就已经有人已经调好颜料，打算用电子商场买来的2D喷墨打印机逐层细打实现以上所设想的。
主要代表品牌
3D Systems Objet Dimension RapMan Solido MicroJet Makerbot Stratasys
3D Systems Z Corporation Objet Stratasys Studiomill Concept Makerbot
