近年来3D打印技术风靡全球，引领这第三次工业革命。虽然3D打印技术尚处在萌芽期，但是其前景非常诱人。激光技术结合3D打印，将会带来全新的制造方式，势必对传统的制造行业造成强大的冲击。3D打印技术将成制造业新命题。
简单来说，3D打印，就是在普通的二维打印的基础上再加一维。打印机先像普通打印一样在一个平面上将塑料、金属等粉末状材料打印出一层，然后在将这些可黏合的打印层一层一层的粘起来。通过每一层不同的“图形”的累积，最后就形成了一个三维物体。就像盖房子一样，砖块是一层一层的，但累积起来后，就成一个立体的房子了。
3D打印，是增材制造的俗称，其核心是数字化、智能化制造与材料科学的结合。与传统上对原材料进行切削的减材制造方法正相反，3D打印的过程好比用砖头砌墙，逐层增加材料，最终形成物件。
以3D打印为代表的数字化制造技术，被《经济学人》杂志认为是引发第三次工业革命的关键因素，“其将改写制造业的生产方式，进而改变产业链的运作模式”。
3D打印不仅与制造业相关，也与普通人越走越近。许多人希望拥有个人特质明显的商品，欧美一些提供3D打印业务的网店广受追捧。日本一家公司推出了 “Baby复原服务”：只需提供婴儿在母亲肚子里的X光照片，便可打印出一个“肚子里的婴儿”模型作为纪念。但在米希尔斯看来，3D打印在医疗领域更能显身手。譬如连体婴儿的分离手术前，可通过X光扫描后打印婴儿模型，连体器官一目了然；罕见的心脏疾病外科手术前，可扫描病人心脏并打印出来，针对病源进行诊断，从而提高手术成功率。
“3D打印机现在的确可以做很多事情，但并非无所不能”，米希尔斯认为，网络上对新技术的一些描述并不准确，有的简直是异想天开。“构想应有确凿证据，而不能盲目地向公众承诺新技术可以做什么”，米希尔斯举例说，可以打印很多汽车零件，但不能打印出一整辆车；可以打印许多人体器官，但不是所有；受伤的士兵可以借助3D技术恢复得更好，但无法在数小时内痊愈……
3D打印带来的困惑，除了“能不能”做之外，还有“该不该”做。当手枪被证实可以打印后，有家网站向全球所有3D打印商发问：如果我要求打印枪支零件，你是否会接单？米希尔斯认为新技术不该制造威胁，而是要为普通人提供更好的生活，“我们的答复是‘绝对不行’”。
3D打印的成本与物体的材质、结构和体量相关，目前规模化生产仅存在于助听器之类的小型物体，每年有数百万个3D打印的助听器问世。但物体越大结构越复杂，时间和成本随之骤升。
近日，功夫巨星成龙主演的电影《十二生肖》在全国公映。该片讲述的是圆明园中十二生肖兽首回归中国的曲折故事。成龙在该片中依然身手矫健，但是穿插在电影中的一些高科技另我们眼前一亮。其中有一个情节令我们印象深刻，成龙在圆明园遗址扫描兽首建立数字模型，而在远处的同伙就利用一台设备将兽首实时仿制出来，可谓偷天换日。这是究竟什么样的设备，能够实现完美复制？其实这种设备并不神秘，它就是3D打印机。现实中的3D打印机是否和《十二生肖》中的一样神奇？激光3D打印是不是即将进入我们的生活？
面对国内外如火如荼的3D打印热潮，3D打印究竟有哪些奇妙之处，上海3D打印产业的现状又如何？上海的3D打印仅是“小荷才露尖尖角”。
激光快速成形是较为成熟的先进制造方式，激光快速成形是3D打印制造的一种，是利用计算机模拟切片的技术，逐步利用高能激光束熔化送到熔池中的粉末，如金属、陶瓷、塑料、砂等，从而逐步堆积成一定形状的零件和部件。说的形象点，就是先利用计算机切片，将零件分成一层一层，然后每一层利用类似于“十字绣”的工艺，一点一点用激光配合金属粉末堆积，最后一层一层拼接起来。
由于该技术将多维制造变为简单的由下至上的二维叠加，大大降低了设计与制造的复杂度，甚至可以制造传统方式无法加工的奇异结构，如封闭内部空腔、多层嵌套等。
快速制造思想产生于上世纪80年代。1992年，美国DTM公司(现已并入美国3DSystems公司)研制成功世界第一台采用粉末材料的激光快速制造装备。美国、德国、日本等国的制造企业将之用于蜡、砂型的快速制造，大大提升了传统铸造工艺的技术水平。
快速成形技术是一种数字化的添加材料成型技术，对于产品的几何形状并没有约束，可以说“只要你想得到，我就可以做出来”。因此，设计零部件时可以采用最优的结构设计，而无需顾虑加工问题。而这正是快速制造技术最大优势所在——拓展设计人员的设计空间，尤其是在航空航天、武器装备、汽车等动力装备结构复杂的高端领域。
3D打印技术起源
我们第一次报道3D打印技术，是介绍一种利用太阳能将沙子融化并打印出固体物品的机器 Solar Sinter。这种机器“打印”出来的作品看似粗糙，但实际上它已经是一个很超前的玩意了——它使用的材料是沙子，能量则是太阳能。换句话说，使用这种机器，你甚至可以在沙漠中轻松造出一座城。
但实际上，3D打印的概念在上个世纪80年代就出现了。1995年MIT创造了了“3D打印”这个名词，随后3D打印便开始在实验室萌芽。然后慢慢的，3D技术开始运用在医疗模型、建筑模型等行业，被应用在更广泛的领域。
3D打印衍生于1970年代末的计算机辅助设计。最早生产一个模型，工程师往往需要先用计算机模拟，辅以人工用钢铁、石膏、粘土、木头等材质制造模具。其耗时费力，仅一个最简单的塑料外壳就要花上数千美元和数月时间。
而早期3D打印的设备及耗材非常昂贵，1990年代，一台3D打印机高达数百万美元，且仅用于模具开发、原型设计等上游环节，而非大规模制造生产。2000年初这一价格已降至一至两万美元。两年前，开源3D打印机厂商Makerbot则将其成本拉低至2000美元以下，而在淘宝上你只需花费不到4000元就能购置一台类似的设备。
低价推动了3D打印机的迅速普及，这些廉价的3D打印机尚不能完全取代注塑成型等传统制造工艺，但打印一些产品原型、简单玩具已绰绰有余。但正如没有人能预言1450年古登堡铅活字印刷、1750年蒸汽机、1950年晶体管的出现所产生的影响一样，3D打印机的持久影响尚待评估。毫无疑问的是它将扩展工业想象力的极限。[JF:Page]
未来，3D打印机将与铣床、铸造、喷注塑等传统制造设备并肩作战，甚至取而代之。随着打印成品率的提高，未来用工需求亦将大幅减少。
3D打印是否会带来第三次工业革命？业界至今难下定论，但潜在的商机已经让国内的一些企业行动起来。“据我所知，有些中国企业研制自己的打印机，也有人提供打印服务，但似乎没有企业专门从事材料和软件的研发。”米希尔斯坦言这场竞赛并不公平，欧美在材料和软件研发方面掌握了许多核心技术，远远领跑于中国乃至亚洲。他建议，中国企业在急切想跑赢这场技术竞赛的同时，应专注于做出高质量的产品，这不仅要求有顶尖的设备，还需有相应的材料科技、软件研发以及出色的设计，诸多要素缺一不可。
3D打印机普及，走向现实
3D技术开始越来越靠近人们的生活，3D打印机也越来越平民化。原来的3D打印机非常庞大，基本上都只存在于大医院、研究机构以及相关企业中。购买这样的机器不仅要花几十几百万，而且打印材料也价格不菲。
但现在，3D打印机可以做到和普通的喷墨打印机一样大小。很多创业公司都提供各种各样的打印机，比如MakerBot提供的 彩色3D打印机、香港Makible 2000块钱的3D打印机、维也纳工业大学能打出 沙粒大小赛车模型的超高速打印机等等。
另外，3D打印设计软件也越来越多，有iPhone上设计3D物品的 Sculpteo、iPad上3D设计软件 123D Design、通过Kinect扫描3D模型到打印机的 Kinect-To-Print、将3D图纸模拟成3D模型的增强现实软件 Augment等。
除了3D打印机和软件，还有一些提供3D服务的创业公司，比如 “全民武器计划”、 MakieLab、 GrabCAD、 Shapeways、 Formlabs、 Stratasys等。
神奇的3D打印作品
由于3D打印成品的可塑性非常强，从二维到三维，3D打印可以精确到600dpi，每层0.01毫米的厚度。所以几乎任何复杂的结构都可以轻松打印出来，例如克莱因瓶、莫比乌斯网、门格尔海绵等。这就给人们带来了 极大的想象力，很多人都在畅想3D打印会给各个行业带来哪些革命性的改变。
作为 影响未来的技术，我们也写过很多的文章来让读者了解3D打印的未来。比如《 3D打印技术改变世界的9种方式》介绍了3D打印对医疗、文化、建筑、食品、汽车等行业的影响；《 3D打印–“制造业 2.0”的革命》介绍了3D打印将催生“个性化制造”、“自我生产”以及“人人都是发明家”的新产业形势；而《 3D打印会成为下一场互联网自由之争的导火索吗？》这篇文章则从人人都可“打印枪支”方面来提出政府可能会限制3D技术、机器和材料的传播，因为这会对社会稳定产生非常大的影响。
YC创始人Paul Graham说：“ 硬件复兴的时代已经到来。”互联网女王Mary Meeker在其《 2012互联网趋势报告》中也声称：“3D打印机的出现，让个性化定制成为可能，生产制作将面临变革。”而之前曾提出《长尾理论》的 Chris Anderson也从《连线》辞职，转向关注3D打印技术给世界带来的长尾效应。
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