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长久以来，科学家和技术工作者一直有着一个用机器制作立体模型的设想，科幻电影中也常出现这样的镜头，成龙的《十二生肖》中制作生肖头像的神奇技术让大家大为惊奇。这个神奇的技术思想来源就是3D打印，3D打印技术的核心制造思想在美国早已经出现。
1892年，J.E.Blanther在其美国专利中建议用分层构造法构建立体地形图，首创了叠层制造原理。
1902年，Carlo Baese的专利提出了用光敏聚合物制造塑料件的原理。
1904年，Perera提出了将硬纸板切割出轮廓线，再将这些纸板粘接成三维地形图的方法。
20世纪50年代后，出现了几百个有关3D打印的专利。尤其在80年代后期，3D打印技术有了根本性的发展，出现的专利更多，仅在1986—1998年间注册的美国专利就有24个。1982年，日本名古屋市工业研究所首次公开实现实体模型的印制；1986年，查尔斯·W.赫尔（Chuck Hull）发明的立体光刻成型技术（Stereolithography Appearance，SLA，也被称为光固光成型）被授予了专利，所以我们认为发明“现代”3D打印机的人是查尔斯·W.赫尔；1988年，Feygin发明了分层实体制造；1989年，美国得克萨斯州大学奥斯汀分校的Deckard博士发明了选择性激光烧结技术（Selective Laser Sintering，SLS），其实在1979年，类似的过程已经由RF Housholder得到专利，但没有被商业化；1992年，Crump发明了熔融沉积制造技术（Fused Deposition Modeling，FDM），随后美国麻省理工学院（MIT）的E.M.Scans和M.J.Cima等首先提出了3D打印技术的概念，并创建了3D打印企业ZCorp。
随着3D打印专利技术的不断发明，相应地用于生产的设备也被研发出来。
1988年，美国的3DSystems公司根据查尔斯·W.赫尔的专利，生产出了第一台现代3D打印设备——SLA-250（光固化成型机），开创了3D打印技术发展的新纪元。
在此后的十年中，3D打印技术蓬勃发展，涌现出了十余种新工艺和相应的3D打印设备。
1991年，Stratasys公司的FDM设备、Cubital的实体平面固化（Solid Ground Curing，SGC）设备和Helisys的LOM（Laminated Object Manufacturing，分层实体制造）设备都实现了商业化。
1992年，DTM（现在属于3DSystems公司）的SLS技术研发成功。
1994年，德国公司EOS推出了EOSINT选择性激光烧结设备。
1996年，3D Systems公司使用喷墨打印技术制造出其第一台3D打印机——Actua2100。同年，Z Corp也发布了Z402 3D打印机。
近年来，随着3D打印技术的推广和媒体的广泛报道，除了军工、工业制造等传统领域，3D打印机开始走向民用，国内外出现了巧克力、陶瓷、黏土、纸张等多种材料、小型化的3D打印机，甚至连面向教育界的儿童3D打印机都已经问世，如图1-1、图1-2所示。
图1-1 巧克力3D打印机
图1-2 儿童3D打印机
3D打印（3D Printing），又称为增材制造（Additive Manufacturing，AM），目前国内习惯把快速成型技术形象地称为“3D打印”或者“三维打印”，但实际上“3D打印”或者“三维打印”只是快速成型的一个分支。简而言之，3D打印是一种以数字模型文件为基础的直接制造技术，基本分为软件建模—切片—选材料—累加打印4个主要过程。
首先用软件通过计算机辅助设计技术（CAD）完成一系列数字切片，也就是我们常说的数字建模；建模之后将这些切片的信息传送到3D打印机上；3D打印机通过读取文件中的横截面信息，根据实际需要选用液体状、粉状或片状的可粘合材料将这些截面逐层打印，并将各层截面以各种方式粘起来，直到一个固态物体成型，从而累加制造出一个实体。
3D打印过程如图1-3所示。
图1-3 3D打印过程
从图1-3可以看出，3D打印，以采用计算机，满足快速柔性化需求为主要目标，必须有几何模型的计算机设计和对其进行分层解析的软件技术，还要有能够控制激光束（或电子束、电弧等高能束）按任意设定轨迹运动的振镜技术、数控机床或机械手。3D打印需要依托至少包括信息技术、精密机械和材料科学三大技术。因此，3D打印技术应被称为“信息化增材制造技术”或“数字化增材制造技术”更准确。
3D打印的优点如下：
1）传统的机械加工技术通常采用切削或钻孔技术（减材工艺）实现，而3D打印技术可以大幅度地节省材料，不仅大大降低了制造的复杂程度，而且使用快速成型技术和快速制造技术，是不需要开模具的，可使新产品研制的成本下降和周期缩短。再加上快速成型和快速制造设备大部分可以实现无人值守、24h的不间断加工，也就为厂商节约了人工成本，提高了生产效率。
2）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。3D打印技术的特点在于其几乎可以制造任意形状的三维实体，“打印”的产品是自然无缝连接的，一体成型，结构之间的稳固性和连接强度要远远高于传统方法，而且不受产品结构和形状的限制。任何复杂的造型和结构，只要有CAD数据，都可以打印完成，这样就给产品的个性化、定制化提供了可能性。
3）由于采用3D打印快速成型和快速制造，后期辅助加工量大大减小，避免了委托外界加工的数据泄密和时间跨度，尤其适合一些高保密性的行业，如军工、核电领域、新产品研发等。苹果、微软等公司在新产品的设计研发阶段，已经采用3D打印技术。
4）3D打印技术可以贯穿使用在产品设计、开发、试制、小批量生产等环节，而且无论是工业制造领域、教育领域、医疗领域、文物保护领域还是其他领域，大至一架飞机，小到一枚戒指，只要需要进行实物打样或者试制，都可以使用3D打印技术，适用面非常广泛。