只需要一个想法，一些材料，一台3D打印机，就可以把你的想法转化成实体，你可以打印一辆车、一幢房子、一只胳膊，甚至一块猪肉，这就是充满魔幻色彩的“3D打印”技术。英国《经济学人》杂志甚至将它比作“第三次工业革命”。
神奇的克隆技术
3D打印技术曾被称为“快速成型技术”，属于添加剂制造技术的一种形式。在添加剂制造技术中，三维对象是通过连续的物理层创建出来的。3D打印机则是可以“打印”出真实3D物体的一种设备，功能上与激光成型技术相似，采用分层加工、叠加成型，即通过逐层增加材料来生成3D实体，与传统的去除材料加工技术完全不同。这种打印机并不是传统的打印机，只是因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似，因而称其为打印机。简言之，3D打印是断层扫描的逆过程，断层扫描是把某个东西“切”成无数叠加的片，3D打印则是一片一片地打印，然后叠加到一起，成为一个立体物体。
3D打印机可以用各种原料打印三维模型，使用3D辅助设计软件，工程师设计出一个模型或原型之后，无论设计的是一幢房子还是人工心脏瓣膜，之后都可由3D打印机进行打印。
3D打印技术可以大大节省工业样品的制作时间，还可以打印出造型复杂的产品，不得不说这是工业发展的新趋势。
打印过程很简单
尽管听起来不可思议，但是它的工作原理却一点也不复杂，和传统打印机的工作原理基本相同，也是用喷头一点点“磨”出来的。只不过3D打印喷的不是墨水，而是液体或粉末等打印材料，利用光固化和纸层叠等技术进行快速成型。
3D打印机由控制组件、机械组件、打印头、耗材和介质等架构组成。
首先，利用CAD软件来创建物品完整的三维立体模型，如果你有现成的模型也可以，比如动物、人物或者微缩建筑模型等。然后，通过SD卡或者U盘等，将模型拷贝到3D打印机中，进行打印设置后，打印机就可以把它们打印出来。
每一层的打印过程分为两步。先在需成型的区域喷洒一层特殊胶水，胶水液滴本身很小，且不易扩散；然后喷洒一层均匀的粉末，粉末遇到胶水会迅速固化、黏结，而没有胶水的区域仍保持松散状态，这样在一层胶水与一层粉末交替的情况下，实体模型将会被打印成型。打印完毕后只要扫除松散的粉末即可刨出模型，剩余粉末可循环利用。
至于堆叠薄层的形式，有多种多样。有些3D打印机使用“喷墨”的方式。例如，一家名为Objet的以色列公司使用打印机喷头将一层极薄的液态塑料物质喷涂在铸模托盘上，再将此涂层置于紫外线下进行处理。之后铸模托盘下降极小的距离，留出下一层堆叠的空间，继续喷涂下一层。一家美国公司则使用一种叫作熔积成型的技术，整个流程是在喷头内熔化塑料，然后通过沉积塑料纤维的方式来形成薄层。
还有一些系统使用粉末微粒作为打印介质。粉末微粒被喷撒在铸模托盘上，形成一层极薄的粉末层，然后由喷出的液态黏合剂进行固化，也可以使用激光烧结的技术来熔铸成指定形状，而一家瑞士公司发明了利用真空中的电子流来熔化粉末微粒的技术。
当遇到包含孔洞及悬臂这样的复杂结构时，就需要在介质中加入凝胶剂或其他物质以提供支撑或用来占据空间。这部分粉末不会被熔铸，最后只需用水或气流冲洗掉支撑物便可形成孔隙。
如今可用于打印的介质种类繁多，从塑料到金属、陶瓷以及橡胶类物质。有些打印机还能结合不同介质，令打印出来的物体一头坚硬而另一头柔软。不同的打印机厂商所提供的打印介质有所不同。
应用前景广泛
3D打印技术的神奇之处在于可以自动、快速、直接和精确地将电脑中的设计转化为模型，甚至直接制造零件或模具，不再需要传统的刀具、夹具和机床，就可以打造出任意形状，小型产品半天就可完成。对于3D打印机来说， 无论是大批量生产成品，还是一个一个不同产品的生产，成本是一样的，因此这种新工艺可以满足个性化、定制化的各种要求。
它的应用对象可以是任何行业，只要这些行业需要模型和原型。以色列的Objet公司认为，3D打印机需求量较大的行业包括政府、航天和国防、教育业以及制造业等。它可以用于：在大规模生产前评估产品设计；验证设计的形状、匹配和功能；构建概念模型，改进交流和设计，适用于产品设计、教育、机械、模具设计、医疗器械、汽车制造、建筑、超精密零件制造、逆向工程辅助、真空成型、考古等诸多领域。
3D打印的价值体现在想象力驰骋的各个领域，3D打印正让天马行空的想法转变为现实，人们可以利用3D打印为自己所在的领域贴上个性化的标签。已有很多人纷纷展示了如何3D打印马铃薯、巧克力、小镇模型，甚至扩展到用3D打印机打印汽车和飞机。
下面让我们来看看，3D打印机已完成了哪些神奇的任务。
1. 科学家研制了一款神奇的3D打印机，可用于未来行星登陆时建造基地的任务中。比如，未来在月球基地中生活的航天员可以使用这款3D打印机，将月球上岩石或者特殊材料打印成所需要的工具。目前，研究人员演示了如何将月球岩石土壤作为3D打印机的原材料，这种打印机几乎可以将任何固体材料制造成所需的工具，可以允许未来的探险家建设外星球基地。
2. 一个名为“Omote 3D”的创意实验室在日本开设了世界上第一间3D照相馆。它把3D扫描仪和打印机结合起来，可以从头到脚360
度全方位捕捉你的形象，并精确呈现出来。拍照时，你要静坐15分钟，让扫描仪对你进行全方位扫描。拍出来的不是照片，而是微缩模型。
3. 3D骨骼打印机：瑞士科学家首次实现了采用3D骨骼打印机精确复制人类拇指骨骼，这项技术突破为医生采用患者自己的细胞组织培育、替换受损和患病骨骼开辟了新的途径。科学家在打印机中装载了三钙磷酸盐和一种聚乳酸，这些是人体中最基础的元素。这个打印形成的骨骼“脚手架”包含了数千个微孔，骨骼细胞可以放置在其中，逐渐培育生长，这个骨骼“脚手架”最终可以经生物分解后消失。
研究小组先从人体骨髓中提取某种细胞，使其发育成“造骨细胞”，然后在3D打印机形成的骨骼“脚手架”中注入一种凝胶，为初生骨细胞提供营养。15个星期之后，骨骼“脚手架”最终在老鼠背部的皮肤之下分解，骨骼“脚手架”中的造骨细胞形成了人体骨骼。
4. 3D食品打印机由控制电脑、自动化食材注射器、输送装置等几部分组成。使用者首先在电脑预先存储的100多种立体形状中挑选出喜欢的造型，然后点击“打印”，注射器上的喷头就会将食材均匀喷射出来，以层层打印的方式制作出立体小甜点。在未来的5年内，这种打印机或许可以为我们制作出任何形状的食品。
5. 欧洲飞机制造公司的设计师预计2050年前他们将3D打印出飞机。设想中的这架飞机长80米，曲面的机身将采用透明材质制成，可以让乘客体验彷佛亲身翱翔在云端的感觉。
6. 美国施乐公司帕洛阿尔托研究中心的研究人员正在致力于可打印电子产品的研究。如随机存储器、传感器以及晶体管等，这就意味着消费者可以根据自己的设计来打印手机或者MP3播放器之类的电子产品。
如同其他科学技术一样，3D打印在给人类生活带来便利的同时，“复制”技术在未来也会出现种种弊端。但是，只要我们科学、合理地运用高新科技带来的发明，就可以放心大胆地享受3D打印为我们带来的种种惊喜。
世界上第一台3D打印机
2010年3月，一位名为恩里科·迪尼的发明家设计出了一种神奇的3D打印机，这台打印机的主要原料是沙子。当打印机开始工作时，它的上千个喷嘴中会同时喷出沙子和一种镁基胶。这种特制的胶水会将沙子粘成像岩石一样坚固的固体，并形成特定的形状，然后只需要按照预先设定的形状一层层喷上这种材料，最终可以打印出一个完整的雕塑或者教堂建筑。 （刘 波）
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