3D打印技術作為快速成型領域的一種新興技術，目前正成為一種迅猛發展的潮流。近段時間，3D打印技術吸引了國內外新聞媒體和社會公眾的熱切關注。英國的雜志《經濟學人》對3D打印技術和發展作了介紹和展望，文章認為:3D打印技術未來的發展將使大規模的個性化生產成為可能，這將會帶來全球制造業經濟的重大變革。很多新聞媒體樂觀地認為:3D打印產業將成為下一個具有廣闊前景的朝陽產業。

3D打印機原理

3D打印機是添加制造技術的一種形式，在添加劑制造技術中三維對象是通過連續的物理層創建出來。3D打印機相對于其他的添加劑制造技術而言，具有速度快，價格便宜，高易用性等優點。3D打印機就是可以“打印”出真實3D物體的一種設備，功能上與激光成型技術一樣，采用分層加工、疊加成型，即通過逐層增加材料來生產3D實體，與傳統的去除材料加工技術完全不同。稱之為“打印機”是參照了其技術原理，因為分層加工的過程與噴墨打印十分相似，隨著這項技術的不斷進步，現在已能生產出與原型的外觀、感覺和功能極為接近的3D模型。說的簡單一點，3D打印室斷層掃描的逆過程，斷層掃描是把某個東西“切”成無數疊加的片，3D打印就是一片一片的打印，然后疊加到一起，成為一個立體物體。使用3D打印機就像打印一封信：輕點電腦屏幕上的“打印”按鈕，一份數字文件便被傳說到一臺噴墨打印機上，它將一層墨水噴到紙的表面以形成一幅二維圖像。而在3D打印時，軟件通過電腦輔助設計技術(CAD)完成一系列數字切片，并將這些切片的信息傳送到3D打印機上，后者會將連續的薄膜層面堆疊起來，直到一個固態物體成型。3D打印機與傳統打印機最大的區別在于它使用的“墨水”是實實在在的原材料。

3D打印機工作步驟

      3D打印機工作步驟是使用CAD軟件來創建物品，如果你有現成的模型也可以，比如動物模型、人物、或微型建筑等等。然后通過SD卡或者U盤把它拷貝到3D打印機中，進行打印機設置后，打印機就可以打印出來.

其工作結構分解圖如下   

       3D打印機的工作原理和傳統打印機基本一樣，都是由控制組、機械組件、打印頭、耗材和介質等構架組成,打印原理是一樣的。3D打印機主要是在打印前在電腦上設計了一個完整的三維立體模型，然后在進行打印輸出。3D打印與激光成型技術一樣，采用了分層分工、疊加成型來完成3D實體打印。每一層的打印過程分為2步，首先在需要成型的區域噴灑一層特殊膠水，膠水液體本身很小，且不易擴散。然后是噴灑一層均勻的粉末，粉末遇到膠水會迅速固化黏結，而沒有膠水的區域仍然保持松散。這樣在一層膠水一層粉末的交替下，實體模型將會被“打印”成型，打印完畢后只要掃除松散的粉末即可“刨”除模型，而剩余的粉末還能循環使用。

3D打印機的未來發展前景

3D打印機的應用對象可以是任何行業，只要這些需要模型和原型。以色列的objet公司認為，3D打印機需求量較大的行業包括政府、航天和國防、醫療設備、高科技、教育業以及制造業。

根據國際快速制造行業權威報告《WohlersReport  2011》發布的調查結果，全球3D打印產業產值在1988～2010年間保持著26.2%的年均增長速度。報告預期，3D打印產業未來仍將持續較地增長，到2016年，包含設備制造和服務在內打的產業總產值將達到31億美元，2020年將達到52億美元。

      但3D打印技術要進一步擴展其產業應用空間，目前仍面臨著多方面的瓶頸和挑戰：一是成本方面，現有3D打印機造價仍普遍較為昂貴，給其一步普及應用帶來了困難。二是打印材料方面，目前3D打印的成型材料多采用化學聚合物，選擇的局限性較大，成型品的物理特性較差，而且安全方面也存在一定隱患。三是精度、速度和效率方面，目前3D打印成品的精度還不盡人意，打印效率還遠不適應大規模生產的需求，而且受打印機工作原理的限制，打印精度與速度之前存在嚴重沖突，四是產業環境方面，3D打印技術的普及將使產品更容易被復制和擴散，制造業面對的盜版風險大增，現有知識產權保護機制難以適應產業未來發展的需求。

      Gartner公司2011年發布的最新技術發展展望報告判斷：3D打印技術目前正在進入概念炒作的高峰階段，其技術還有待充分成熟，主流市場也有待進一步培育。Gartner公司研究人員認為，3D打印技術成熟到適應市場需求還將需要5～10年的時間。在這一較為漫長的發展過程中，產業可能會面臨增長期望落空、技術遭遇瓶頸以及投資撤離等風險。

       總之，從中長期來看3D打印產業具有較為廣闊的發展前景，但目前產業距離成熟階段尚有較大距離，對于3D打印市場規模的短期發展不宜過分高估，因此，現階段產業界對3D打印領域的投入應以加強創新研發、技術引進和儲備為主，尤其要重視自主知識產權的建設和維護，爭取在未來的市場競爭中占據有利地位。

3D打印技術未來發展的最主要趨勢

       隨著智能制造的進一步發展成熟，新的信息技術、控制技術、材料技術等不斷被廣泛應用到制造領域，3D打印技術也將被推向更高的層面。未來，3D打印技術的發展將體現出精密化、智能化、通用化以及便捷化等主要趨勢。

      提升3D打印的速度、效率和精度，開拓并行打印、連續打印、大件打印、多材料打印的工藝方法，提高成品的表面質量、力學和物理性能，以實現直接面向產品的制造；開發更為多樣的3D打印材料，如智能材料、功能梯度材料、納米材料、非均質材料及復合材料等，特別是金屬材料直接成型技術有可能成為今后研究與應用的又一個熱點：3D打印機的體積小型化、桌面化，成本更低廉，操作簡便，更加適應分布化生產、設計與制造一體化的需求以及家庭日常應用的需求：軟件集成化，實現CAD/CAPP/RP的一體化，使設計軟件和生產控制軟件能夠無縫對接，實現設計者直接聯網控制的遠程在線制造；拓展3D打印技術在生物醫學、建筑、車輛、服裝等更多行業領域的創造性應用。

       總之3D打印技術的發展是除傳統印刷和數碼印刷以外的另一種高端技術，極大的推進了打印行業的發展，未來的打印行業必有它的一份天地。