日本工程公司Fasotec将3D打印技术和核磁共振扫描相结合，打印出胎儿模型。
个人3D打印机
大型3D打印机
新闻背景
3D打印，这个原本匪夷所思的词汇已经越来越变得耳熟能详。《环球科学》杂志评选的2012年十大科技新闻中，更是把3D打印步入实用阶段列入其中，称3D打印将在制造业和科研领域引发一场革命。新年伊始又传来趣闻，中国首家3D打印照相馆在西安向公众开放，顾客只要花15分钟将自己的全身外形扫描至计算机，经过2-3小时便会打印出一个立体的“自己”。
在电影《碟中谍4》中，为阻止冷艳女杀手与恐怖分子的密码交易，特工伊森使了一计“瞒天过海”。他计划用“面具制造机”一台能够在短时间内通过三维建模从而完整“打印”出他人容貌的机器，制作出女杀手的面具。尽管这一计划因不小心碰翻了打印机而落空，不过此前，面具制造机打印出的立体面具还是帮助伊森成功潜入了克里姆林宫，混过了卫兵的搜查。
事实上，电影中的情节绝不是毫无根据的幻想。目前热门的3D打印技术正是实现这种幻想的现实基础。很多人认为，3D打印技术是一种新型的生产方式，能够促成第三次工业革命。
举个例子，假如你的汽车前保险杠给撞坏了，4S店又没有相配套的给你换，怎么办？未来也许你可以到汽车制造商网站上，下载前保险杠的三维图，然后用3D打印机打印出来，喷上漆后装上，跟原来的一模一样。
只要有三维数据就能做出物体
原理类似喷墨打印
3D打印技术诞生于20世纪80年代中期，是由美国麻省理工学院的科学家最早发明的。这种技术跟2D打印不同的是，2D打印出来的是文稿或照片等平面的二维图案，而3D打印出来的是一个三维的物体。二者具有相似的地方，比如2D打印是将油墨等材料喷涂在承印材料上，一般厚度只有几个微米。如果在承印物上不止印刷一次，而且是印刷很多次，承印物上的“墨”的厚度会逐渐增高，最终形成三维模型。印刷的每一层的图案信息都是可以变化的，所以，用这种“加成”的方法就可以轻易地形成三维模型。
3D打印技术的学名叫增材制造技术、快速成形技术等，原理在于将计算机设计出的物体分解成若干层平面数据，然后把不同形态的金属、陶瓷、塑料、砂等材料按平面数据构成一个平面形状，再通过层层累积叠加，像植物生长般一次性整体成形。简单来说，其工作原理可归结为“由点成线、由线成面、由面成体”，材料根据电脑中的数据，在3D打印机中先固结成面，而后一层一层平面再累加固结成体，最终将电脑中虚拟的数据，“打印”成现实的物体。
3D建模是3D打印的前提，相当于平面印刷中的“原稿”，3D建模质量的好坏决定了3D打印的质量。3D分割则将建立的3D模型分成一个个的薄片，一般为几十微米到几百微米不等。喷墨打印就是将材料一层层喷涂在基材上，目前比较流行的做法是先喷一层胶水，然后再在上面撒一层粉末，如此反复。打印完成后，还需要对打印出来的3D模型进行后处理，比如固化处理、剥离、模型的修整等等，最终完成所需要的模型的制作。
无拼接、低耗材、个性化
更擅长制造复杂结构
传说中，天上仙女的衣服没有缝，完美自然，浑然一体。而在传统制造业中，制作复杂结构的大型制件一般采用分段成形、拼接成整体的方法，生产周期长，成本高，不但制件连接处潜伏着质量隐患，而且也增加了重量。而3D打印技术将多维制造变为简单的由下至上的二维叠加，这种工艺方法能够使最终固结成形的产品为整体成形制造、自然无缝连接，从而达到传统制造方法难以或无法加工的任意复杂结构，且重量轻和耗材少，如封闭内部空腔、多层嵌套等。尤其适合动力装备、航空航天、汽车等高端产品上关键零部件的制造，如空心涡轮叶片、涡轮盘、发动机缸体和缸盖等。
传统的制造方法多是减材制造，即在整块材料的基础上去除多余部分，将剩下的部分制成产品，那些多余部分便大多沦为工业废料而被抛弃。而3D打印技术名为“增材制造”，是按照设计图，用材料精确制出每一层平面后再进行累加，所以其生产过程几乎不会产生任何废料。除了节省原材料之外，相较于传统制造技术的多步骤，3D打印技术还能节省大量的人力。
在电脑中设计一个奇形怪状的玩具，按下“打印”键，3D打印机就能开始生产独一无二的新产品。3D打印十分适合个性化产品的生产。“只要你想得到，就能做出来”，英国增材制造协会主席彼得-托马斯认为其打破了传统制造的局限性，拓展了人们的创意空间。
大到宇宙飞船、小到服装手机
未来应用前景难以估量
在美英等国，3D打印技术的应用已较为广泛，大到飞行器、赛车，小到服装、手机壳，各领域或多或少都借着3D打印的东风，焕发出了新的生命。目前3D打印技术已成为国外研究空间飞行器的关键技术。据悉，美国国家航空航天局正在研究一项被称为“未来3D打印宇宙飞船”的技术，希望通过3D打印，制造出“廉价的机器人宇宙飞船”，奥巴马政府已经在俄亥俄州重点投入建一个专门整合国家资源的研究所，以加大3D打印技术的研究和应用力度。
在我国，华中科技大学、西安交通大学、清华大学等高校和科研机构也研发出多种系列的3D打印机。如华中科技大学史玉升教授的研究团队开发的1.2米×1.2米的“立体打印机”（基于粉末床的激光烧结快速制造装备），是目前世界上最大成形空间的得到工业应用的3D打印机，远远超过国外同类装备水平。
“金属3D打印技术开辟了骨科植入技术的新纪元，使多孔生物器件制造的瓶颈迎刃而解。”上海交通大学李祥教授现在正致力于此技术与医学应用相结合，运用到临床医学治疗中。而北京航空制造研究所也基于此技术，研发了国内第一台电子束熔丝沉积成形装备，大幅提升了材料的利用率，减少铣切量和制造周期，实现了绿色制造。
事实上，在美国，价格低、操作简便的小型家用3D打印机已到了“每4公里范围内有一台”的普及程度，其购买量仍在不断攀升中。目前，华中科技大学正在开发一款万元左右的3D打印机，相较于工业应用的动辄百万元的3D打印机，这款价格低廉的产品旨在面向终端用户。
延伸阅读
3D打印不能取代传统制造业
随着应用的广泛和技术的成熟，让梦想照进现实的3D打印技术，是完全取代传统减材制造方式，还是成为传统制造业技术的一种重要补充？华中科技大学王运赣教授认为，在未来制造业发展中，“减材制造法仍是主流”。
“由于用于增材制造的材料研发难度大等原因，导致3D打印制造成本较高，一般达到每克10-100元；制造效率不高，尤其在金属材料成形方面，大约每小时100-3000克。”西安交通大学卢秉恒院士指出，目前增材制造技术在我国主要应用于产品研发，且制造成本高，制造效率低，制造精度尚不能令人满意。
据了解，3D打印技术在我国工业零部件制造方面得到一定应用，但尚未进入大规模工业应用，其工艺与装备，以及在航空航天、医疗等领域的应用都有待进一步开发。就目前的形势来看，3D打印技术并不具备取代传统制造业的条件，在大批量制造等方面，高效低成本的传统减材制造法更胜一筹。
