在很多人的印象里，3D打印只是用来制作塑料模型的小众技术。其实在过去几年里，3D打印无论是应用广度还是研究深度都大大拓展。

目前3D打印技术的两大发展方向。

本质上，3D打印是一种材料成型工艺。根据材料类型的不同，可以分为结构材料和功能材料两个方向。

结构材料方向，就是主要利用材料的力学性能，打印出更轻、更强、更耐用的结构。

功能材料方向，就是主要利用材料的发光、放电、传热等功能特性，把这些特殊的功能材料打印成型。

结构材料。火箭里面用的3D打印阀门，或者植入人体的3D打印骨骼、牙齿，其中所使用的金属、陶瓷等就是结构材料。研究人员的探索方向，就是打印出更轻、更强、更耐用的结构。

香港城市大学他们打印出了一种新材料，强度跟木材差不多，而密度只有木材的一半，而且还具有高延展性，能压缩将近50%，很适合作为缓冲材料，用在减震跑鞋、缓冲头盔等产品中。

他们使用的工艺也并不复杂，就是用常见的聚乙二醇（PEG）作为原材料，用3D打印加工成一种由几百微米大小的网格排布而成的立体结构。有意思的地方在于，他们把打印出来的聚合物做了二次加工。利用一种新的热处理工艺，把材料放在惰性气体中加热，让一部分材料碳化。这样，在材料内部就形成了一种由聚合物纤维、石墨烯等交叉而成的复合状态。实现了又轻又柔韧的材料特性。

第二个研究方向，功能材料。

很多可以发光、放电、传热的材料，化学结构都比较敏感，很容易在3D打印所需要的高温、光照条件下被破坏。所以，研究重点就是怎么优化工艺，怎么把这些敏感材料打印成型。

清华大学研究人员用一种叫“量子点”的材料打印出了3D模型。“量子点”是一种直径在纳米量级、颗粒状的荧光材料。现在有一种“量子点液晶电视”，就是用这种材料实现的彩色荧光。

这种量子点材料在传统的工艺中只能进行平面加工，很难构成立体结构。也就是，只能构成二维的荧光图片，而不能形成三维的荧光模型。在这篇论文中，研究人员开发出了一种全新的3D打印工艺，以几十纳米的超精细分辨率，把量子点材料加工成各种立体模型。

要让这种材料可以被3D打印，就必须在分子层面着手，设计一种化学键机制，把量子点颗粒给“粘”起来。研究人员就在量子点颗粒的周边，添加了如同粘钩一样的化学结构。在一种特殊的激光照射下，量子点颗粒就会以纳米级的分辨率相互粘接起来。通过不断移动光的聚焦点，就可以像画画一样，在含有量子点颗粒的溶液里打印出一个立体结构。

研究人员通过这种工艺，打印了清华大学的校门、大礼堂等立体模型，它们都保留了量子点材料的荧光功能。这种技术有啥用呢？未来，可以用这种工艺来打印各种光电传感器，市场空间非常大。

你看，从高性能的结构材料，到各种独特的功能材料，3D打印正在掀起新一轮的先进制造革命。有人说，3D打印对于21世纪制造业的意义，就相当于福特流水线对于20世纪制造业的意义，带来的是颠覆性变革。