3D打印领域的持续创新看看它的一些最新用途

对许多人来说，3D打印(也称为"添加剂制造")是让我们觉得自己真的生活在未来的惊人技术之一。能够制造出像假肢或全功能汽车这样复杂的东西，似乎仍然是一个无法解释的神奇壮举，而不是正常的技术进步。

然而，在过去的几年里，3D打印只成为主流和廉价，但它实际上已经三十年了。事实上，自20世纪80年代末以来，工业设计师和工程师已经可靠地使用大型和昂贵的3D打印机来制造飞机和汽车的原型零件。

为什么3D打印机在今天更受欢迎，在可预见的未来，这项技术将走向何方？先说说它的过去。

3D打印的历史。

三维打印机的第一个原型是由儿玉秀夫博士在1981年开发的。他发明了一种创新的方法，利用紫外光聚合的光敏树脂，一层一层制作出三维塑料模型。然而，由于他没有及时提交专利要求，立体光刻的第一个专利(SLA)仅在三年后的1984年由查尔斯赫尔提出。几年后的1988年，又提出了另外两种3D打印技术。由德克萨斯大学的卡尔德卡德和斯特拉斯公司的斯科特克伦普发明

1992年，Stratasys开发了其融合沉积建模(FDM)，这是目前大多数3D打印机使用的制造技术。随着新技术的不断发明，3D打印行业逐渐兴起。随着计算机辅助设计工具越来越先进和可用，添加制造逐渐变得越来越普遍。

21世纪初，3D打印技术的一些最惊人的应用出现了曙光，比如第一个带有3D打印的假肢。当所有专利在2009年进入公共领域时，3D打印革命始于数十家先驱公司投资新的雄心勃勃的项目。新方法提高了效率，降低了成本，使这项技术越来越主流。在2010年至2016年的短短6年时间里，3D打印成功用于制造全功能汽车，一种食品打印机，用于滋养太空中的宇航员，为外科医生提供极其复杂的手术。

我们今天所知道和想象的3D打印时代终于开始了。

价格下跌与游戏世界。

价格下降是3D打印如此受欢迎的最重要原因之一。基础技术进步最大，低端打印机更加精准、高效、价格合理。类似于个人计算技术或移动设备的情况，3D打印机几乎是每个人都能负担得起的。虽然它们离普通的家用电器如冰箱或电视还很远，但许多中小企业现在已经买得起了。

大规模定制允许许多初创公司以三维形式打印自己的微型模型和小雕像，以开发新的棋盘游戏。通过众筹平台实现其他高不可攀的目标，很多独立公司都在市场上开发推出了惊人的创意。从传统的战争游戏到更具革命性的项目，3D打印为棋盘游戏世界带来了新的黄金时代。每天都有数百万新的精美雕塑模型、小雕像和微型模型大量生产和销售，以满足全世界爱好者的喜悦。

进展和新材料。

3D打印最重要的进步之一是添加了大量新材料，可以广泛使用。印刷现在可以是软的、塑料的、柔性的或非常坚固的。

形状记忆聚合物(SMP)在受到特定刺激(如热或压力)时，具有在变形后恢复其原始形状的能力。该添加剂可用于印刷大规模人体植入所需的骨、软骨和肌肉结构。新药丸可以一层一层地打印出来，以操纵药物组合物，并在摄入后准确地将其释放到血液中。3D打印甚至可以用来充分利用世界上最薄、最强、最柔韧的材料：石墨烯。

然而，这项技术最大的进步之一是未来的金属印刷。虽然仍然比塑料印刷贵很多，但它有很多应用(从汽车到航空航天和医疗行业，仅举几例)，预计它的价格在不久的将来会迅速下降。(关于3D打印的更多信息--以及它不是什么--请注意，3D打印机不是复制器，但这些人正在使用它。)

革命中的革命。

因为可以用它制造的产品，3D打印不仅仅是一场技术革命。它改变了整个制造业的传统规模经济。

只需在相对简单的软件界面中更改数字蓝图，就可以使用相同的设备生成不同的项目。现在不需要一个装满备件的仓库，因为它们只存在于云中，几分钟就可以下载到任何地方。

使用3D打印机开发的设计比传统打印机复杂得多，需要的材料和工作更少，去除粗糙表面所需的精加工和机械加工也更少。成品更轻，更容易运输，所以更便宜。

3D打印和纳米技术。

添加剂制造已经准备好与另一项惊人的技术相结合：纳米技术。几家公司已经实现了碳纳米管，通过在细丝上涂上碳纳米管墨水来增强3D打印塑料物体。因此，产品更强大、更灵活，但这只是冰山一角。

有些应用简直太神奇了。2013年，一组美国科学家通过使用含有锂离子纳米粒子的墨水，开发出了一种极其高效的电池。整个电池是3D打印的，像一粒沙子一样小！通过这项技术，我们可以预见3d打印柔性屏幕和电池的生产，或者厚度不超过一个原子的涂层。

未来和挑战。

3D打印无疑是上个世纪最具革命性的发明之一。尽管它还处于早期阶段，但它注定会以某种方式改变我们生产和制造几乎所有东西的方式。

使用3D打印机的能力，甚至只是校准它们，仍然是一项非常复杂的任务，需要适当的培训和专职人员。并非每家公司都有资源来教育其员工处理建模界面。

尽管已经可以进行大规模生产，但该行业尚未准备好管理大多数当前市场(如汽车行业)所需的数量。3D打印技术仍然需要随着体积扩展才能超越传统制造。我们经济的大规模复兴也必然会面临某种形式的阻力。

总而言之，随着成本的降低和可用性的扩大，3D打印机的使用将继续深入渗透。增材制造将无处不在的那一刻每天都会变得更加紧密。