3D打印是将计算机中的三维图形通过专门的3D打印机打印出真实物体的新技术。与普通打印技术不同,3D打印机喷出的不是墨而是材料,它的产出物是按照最终物品的每一个横截面叠层添加并粘接出来的三维物体。
3D打印是叠层制造技术(Additive Manufacturing
Technologies,也有翻译为堆积制造、增材制造)的一种形式,最初被用来实现快速成型(fast
prototype)。1998年,我读博士的专业是机械制造及其自动化,当时就了解到国内的华中理工大学和北航在快速成型领域就有很好的研发成果,但还局限于实验室。3D打印机里面是一个庞大的材料系统,这个系统里面是根据产品需要而配备各种材料,包括光敏树脂、塑料、尼龙,甚至是金属。
3D打印机的商业化已经有26年的历史。1986年,3D系统公司的创始人Charles
Hull开发了世界上第一台商业3D印刷机。20世纪90年代初,美国麻省理工学院(MIT)获3D印刷技术专利,很快MIT和3D系统公司就各自开发了三维打印系统,随后ZCorp、Objet
Geometries和Stratasys
也把以叠层制造技术为基础的3D打印产品推向了市场。如今,MIT和3D系统在3D打印领域依然保持着领导者地位。
据Wohlers
Associates统计,2011年,美国市场共售出超过23000套3D打印设备。而2007全年,这一数字仅为66套,4年增长了近350倍。3D打印设备的市场前景十分乐观。据统计,2011年全球3D打印产品与服务的销售额为17亿美元,预计到2019年,该行业的收入将达69亿美元。
过去26年间,三维打印技术已广泛应用于多个行业领域,如汽车、航空、电子、医疗设备、牙科器械、玩具、家具制造、建筑、艺术和时尚等。奔驰公司用它制造汽车模具和配件;波音公司用它打造航模和零件;微软公司用它设计电脑鼠标和键盘;医疗设备机构用它为用户定制助听器和牙套;建筑师用它复制建筑模型。2010年11月,世界上第一辆由3D打印机打印而成的汽车Urbee问世。2011年8月,南安普敦大学的工程师们开发出世界上第一架3D打印的飞机。
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个人3D打印机是3D打印市场发展的助推力量。自2009年,专注个人3D打印机的Makerbot公司,成立以来卖出的3D打印机数已达到13000台,虽然它仅能做些玩偶模型或者浴帘环等结构简单的小东西,但仍然很受欢迎。最近,Makerbot专卖店还能消费者提供了一项打印自己的3D头像的服务。
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我们国家对3D打印技术的发展非常重视,工信部就一直在跟踪3D打印技术和产业的发展。北京航空航天大学、华中科技大学等高校以及为数不多的几家企业在3D打印技术方面已经具有较强的研发能力。10月份,中国3D打印技术产业联盟也在北京成立了,3D打印产业在国内的发展将进入新阶段。
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