揭秘3D打印机的那些事儿

要说近什么话题火爆，3D打印机绝对首当其冲。这种有趣的新型设备挂着打印机之名，生产出来的东西却是五花八门——小到医疗材料、大到航空航天，3D打印机都在崭露头角，不停地创新，给人们带来了耳目一新的感觉。那么，究竟什么是3D打印机？它是怎么生产物件的呢？别急，你的种种疑问都能在下文中找到答案。

3D打印技术与传统生产技术的区别在哪？

大部分物品的生产方式都是从大到小。比如键盘，是整块塑料加工成小零件，然后再将这些零件拼装起来成为整体；芯片生产中，也是先制造好一整张晶圆，然后再将成品从晶圆上切割下来。这种传统的生产方式从古至今，一直都是人类生产产品的主流方式，但它依旧存在不少问题。

首先就是材料的浪费。从大到小，总有部分材料会成为废品被浪费，当然，生产材料、加工材料的时间、能量的消耗也不能忽视。

其次是生产规模大、生产条件苛刻。为了更有效率地从大到小生产产品，人们设计了庞大的流水线和大规模工厂，部分产品还需要专业人士额外设计模具等才能加工，无论是产品的入门门槛还是生产难度都很高。

再次，缺乏个性化。所有的工业流水线上下来的产品，外形和配置都差不多。除了上述缺点外，还有一个问题在于某些产品对生产者有较高要求，这种方式无法随心所欲随时随地制造、生产，一些形体比较复杂的产品也难以制造（比如中空产品）。从19世纪开始，就有很多有识之士开始思考生产方式的改革——既然从大到小生产存在这么多问题，那么能不能从小到大生产呢？从原料开始，一点点堆积、结合，终成为人们需要的产品。这就是3D打印技术初的思想，它隶属于快速成型技术，这个技术类别中还包含了诸如光固化立体造型、片叠加制造、熔融沉积造型等多种产品制造手段，其中火热、发展迅速的，就是今天的主角——3D打印技术。

那么3D打印机又是什么？它的发展历史中有什么有趣的故事？

所谓3D打印机，顾名思义就是能够使用3D打印技术来生产人们所需要的物品的机器。3D打印的思想在19世纪就出现了，受限于当时的技术和条件，直到本世纪80年代，3D打印技术和3D打印机才开始大行其道。不过，早期并没有“3D打印”和“3D打印机”这些名词，比如上个世纪80年代由S. Scott Crump开发成功的热熔解挤压成形设备，就是早期的采用3D打印思想的实际产品，随后人们又开发出了诸如立体光刻工艺等产品。直到1995年，麻省理工学院的两名毕业生Jim Bredt和Tim Anderson创造了“3D打印”这个专有名词，他俩受到喷墨打印机的原理影响，将原始的墨水改成约束溶剂，将打印纸改成粉末床，终确立3D打印机和相关技术。

3D打印技术整架构一览

从3D打印机被开发出来的那一刻起，这项技术就成为众人瞩目的焦点。无论是媒体还是工业界，都认为3D打印技术将成为下一场工业革命的开始。英国《金融时报》评价说：“3D打印机将像蒸汽机、内燃机和计算机一样，开创一个崭新的工业时代。”同期，美国总统奥巴马在发表2013年度国情咨文时也表示，3D打印“革新了关于制造的一切”。