3D打印技术，是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。它无需机械加工或任何模具，就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件，从而极大地缩短产品的研制周期，提高生产率和降低生产成本。灯罩、身体器官、珠宝、根据球员脚型定制的足球靴、赛车零件、固态电池以及为个人定制的手机、小提琴等都可以用该技术制造出来。

简介

3D打印技术，是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印机则出现在上世纪90年代中期，即一种利用光固化和纸层叠等技术的快速成型装置。它与普通打印机工作原理基本相同，打印机内装有液体或粉末等“印材料”，与电脑连接后，通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。如今这一技术在多个领域得到应用，人们用它来制造服装、建筑模型、汽车、巧克力甜品等。

过程原理

每一层的打印过程分为两步，首先在需要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。然后是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。这样在一层胶水一层粉末的交替下，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，而剩余粉末还可循环利用。

3D打印过程

打印耗材由传统的墨水、纸张转变为胶水、粉末，当然胶水和粉末都是经过处理的特殊材料，不仅对固化反应速度有要求，对于模型强度以及“打印”分辨率都有直接影响。3D打印技术能够实现600dpi分辨率，每层厚度只有0.01毫米，即使模型表面有文字或图片也能够清晰打印。受到喷打印原理的限制，打印速度势必不会很快，较先进的产品可以实现每小时25毫米高度的垂直速率，相比早期产品有10倍提升，而且可以利用有色胶水实现彩色打印，色彩深度高达24位。

由于打印精度高，打印出的模型品质自然不错。除了可以表现出外形曲线上的设计，结构以及运动部件也不在话下。如果用来打印机械装配图，齿轮、轴承、拉杆等都可以正常活动，而腔体、沟槽等形态特征位置准确，甚至可以满足装配要求，打印出的实体还可通过打磨、钻孔、电镀等方式进一步加工。同时粉末材料不限于砂型材料，还有弹性伸缩、高性能复合、熔模铸造等其它材料可供选择。

优点

三维打印技术的魅力在于它不需要在工厂操作，桌面打印机可以打印出小物品，

3D打印技术产品

而且，人们可以将其放在办公室一角、商店甚至房子里；而自行车车架、汽车方向盘甚至飞机零件等大物品，则需要更大的打印机和更大的放置空间。

3D打印技术最突出的优点是无需机械加工或任何模具，就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件，从而极大地缩短产品的研制周期，提高生产率和降低生产成本。

与传统技术相比，三维打印技术还拥有如下优势：通过摒弃生产线而降低了成本；大幅减少了材料浪费；而且，它还可以制造出传统生产技术无法制造出的外形，让人们可以更有效地设计出飞机机翼或热交换器；另外，在具有良好设计概念和设计过程的情况下，三维打印技术还可以简化生产制造过程，快速有效又廉价地生产出单个物品。

三维打印技术还有其他重要的优点。大多数金属和塑料零件为了生产而设计，这就意味着它们会非常笨重，并且含有与制造有关但与其功能无关的剩余物。三维打印技术不是这样的。在三维打印技术中，原材料只为生产所需要的产品”，借用三维打印技术，他的团队生产出的零件更加精细轻盈。当材料没有了生产限制后，就能以最优化的方式来实现其功能，因此，与机器制造出的零件相比，打印出来的产品的重量要轻60%，并且同样坚固。

应用发展

人们已经使用该技术打印出了灯罩、身体器官、珠宝、根据球员脚型定制的足球靴、赛车零件、固态电池以及为个人定制的手机、小提琴等，有些人甚至使用该技术制造出了机械设备。比如，美国麻省理工学院（MIT）的博士生彼得·施密特就打印出了一个类似于祖父辈使用的钟表的物品。在进行了几次尝试之后，他最终用打印机打印出了塑料钟表，将其挂在墙上，结果，钟开始滴答滴答地走动。

三维打印机的应用领域也在随着技术进步而不断扩展。美国科学家已经研发出了能打印皮肤、软骨、骨头和身体其他器官的三维“生物打印机”。人们还使用三维打印机来制造雕塑并修复雕塑，制造由塑料和聚合物制成的三维物体并打印出了实品。

三维打印技术排除了使用工具加工、机械加工和手工加工，而且改动技术细节的效率极高。在英国，相同的技术被戈登·默里设计公司用来帮助制造前卫的T.25型城市“生态汽车”，这款汽车已于2010年7月面世。

隶属于欧洲宇航防务集团（EADS）的一个科研小组正致力于利用此技术打印出飞机的整个机翼。截止2011年3月研究者已使用该技术制造出了飞机起落架的支架和其他飞机零件，其打印出的支架同一只鞋子的大小一样。

孔华威：医疗产业里面听的比较多，用的最多的不是医疗产业，而是设计行业。因如今很多建筑公司达标都是用手工制作的沙盘，做不了很漂亮的设计。而用3D打印技术做出来的沙盘很漂亮。再有，我们看到的鞋类皮鞋的设计和鼠标之类的手柄的设计，往往都是电子消费类的设计，这类设计往往有很多。一个鼠标或者是一个手柄里面大概有几十个这样的模具，这个模具往往设计师是独立操作的，独立操作的时候要等到把模具做出来，做出来之后组装起来最后看看好不好，这样的成本非常高，用3D打印技术就可以到下班的时候把设计弄完，晚上自己打印。第二天就可以把它装起来，好就可以做，这个是将来大量应用的。

医疗行业大家是想象的比较丰富，比如说骨头是不是打印一条或者是怎么样。如今国内已经有很多人已经在用3D打印了，比如说很多透明牙套，原来我们校正牙齿用的不锈钢这类的金属，而如今已经有一种新的透明的塑料牙齿套件，这种东西套在牙齿上，你看不出来，这个校正套是3D打印打出来的。

医疗领域里面当然很多，因为材料的缘故不可能打出很多东西，医疗领域不得不发展，因为医疗领域的骨头就一根，不会说这个骨头可以做一千万根，不可能批量生产，所以必须用3D打印。但是有材料的限制，刚才说的牙齿就是这样的，每个人的牙齿完全不一样，因为牙齿必须给我用，给别人没用，这就是医疗行业不得不发展的东西。当然也会去做更多进一步的，因为随着打印材料的变化以及打印精度的变化，可以做一些血管，还有呼吸道的一些产品，这些产品可以做通用部件的，这样就可能发展起来更快了

现今，将3D打印技术成熟应用的就是3D照相馆项目了，国内主要城市均出现了他们的身影，不过投资额较高。

现状

如今三维打印技术的精度约为0.1毫米，而且打印机本身的售价偏高，不过，随着技术的进步和成本的降低，一台普通三维打印机的成本有望比1985年的激光打印机还要低。

但生物三维打印机也面临着诸多挑战，其中之一是其打印出的物体如何与身体其他器官尤其是大的组织更好地结合，因为任何打印出来的器官或身体组织都需要同身体的血管相连，而这可能非常难实现。一旦克服了这个技术障碍，在未来几十年内，生物打印技术将成为一项标准技术。

国内发展

在2013年两会上，全国政协委员、中航工业副总工程师、中国航母舰

中国歼-15舰载机

载机歼-15总设计师孙聪透露，歼-15项目率先采用了数字化协同设计理念：三维数字化设计改变了设计流程，提高了试制效率；五级成熟度管理模式，冲破设计和制造的组织壁垒，而这与3D打印技术关系紧密。他透露，钛合金和M100钢的3D打印技术已应用于新机试制过程，主要是主承力部分。

在传统的战斗机制造流程当中，飞机的3D模型设计好后，需要进行长期的投入来制造水压成型设备，而使用3D打印这种增材制造技术后，零件的成型速度、应用速度得以大幅度提高。如果不是采用3D打印的增材制造技术，歼-15战斗机至今能否首飞都很难讲。“钛合金3D打印技术已用于新机研制”，这一条消息立刻成为媒体瞩目的焦点。《京华时报》引述孙聪的话说，钛合金和M100钢的3D打印技术已广泛用于新机设计试制过程。报道称，于2012年10月至11月首飞成功的机型，广泛使用了3D打印技术制造钛合金主承力部分，包括整个前起落架。“2002年，3D打印技术刚萌芽时，我们就进行相关技术研发，通过与北航的合作，目前已具备一定产业能力。”

中国“鹘鹰”飞机(歼-31)

同时担任“鹘鹰”飞机(歼-31)总设计师的孙聪透露另一个好消息，希望“鹘鹰”飞机未来和歼-20进行高低任务搭配，保持持续打击能力，同时也希望“鹘鹰”的改进版能成为中国下一代舰载机。相信在3D打印技术的支持下，这一天也会很快到来。

用3D打印技术制造战机，中国并不是第一家。1984年，美国开发出从数字数据打印出3D物体的技术，并在2年后开发出第一台商业3D打印机。之所以叫“打印机”，是因为它借鉴了打印机的喷墨技术，只不过，普通的打印机是在纸上喷一层墨粉，形成二维(2D)文字或图形，而3D打印则能“打”出三维的立体实物来。　以一个手电筒为例，3D打印机能通过电脑将手电筒进行立体扫描，创建三维设计图，之后对这个立体原型进行“切片”，分成一层一层的，之后，打印机就将原材料按照设计图一层一层地“喷”上去，直到最终造出一个手电筒来，只不过3D打印机喷出的不是墨粉，而是融化的树脂、金属或者陶瓷等材料。

美国空军一下子就被这种新技术吸引，他们认为，如果将这种技术用在武器制造上，产生的威力将是惊人的。在航空工业上广泛被使用的一种金属是钛，它的密度只有钢铁的一半，强度却远胜于绝

美国F-22战机的钛合金整体式承力框

大多数合金，如果通过激光将钛熔化并一层层喷出飞机来，无疑将大大提高美国战机的制造速度。为此，1985年，在五角大楼主导下，美国秘密开始了钛合金激光成形技术研究，1992年这项技术才公之于众。（右图为美国F-22战机的钛合金整体式承力框，它曾经是世界上最大的一体式钛合金构件）

不过，由于在制造过程中钛合金变形、断裂的技术难题无法解决，美国始终无法生产高强度、大尺寸的激光成形钛合金构件。2005年，美国从事钛合金激光成型制造业务的商业公司Aeromet由于始终无法生产出性能满足主承力要求的大尺寸复杂钛合金构件，没能实现有价值的市场应用而倒闭。美国的其他国家实验室也无法攻克这一难题，只能进行小尺寸钛合金部件的打印或进行钛合金零件表面修复。

我国于1999年开始金属零件的激光快速成形技术研究，在国家“863”、“973”计划、国家自然科

中国歼-20隐形战斗机

学基金重点项目等的大力支持下，集中开展了镍基高温合金及多种钛合金的成形研究，形成了多套具有工业化示范水平的激光快速成形系统和装备；掌握了金属零件激光快速成形的关键工艺及组织性能控制方法，所成形的TC4、TA15、TA12等钛合金及Inconel 718合金的力学性能均达到或超过锻件的水平，为该技术在上述材料零件的直接制造方面奠定了基础；我国在飞机钛合金大型整体结构件的激光快速成形方面取得了重要突破，有效解决了激光快速成形钛合金大型整体结构件的变形开裂及内部质量控制两大技术难题，通过对钛合金零件凝固组织的有效控制，所成形的飞机钛合金结构件的综合力学性能达到或超过钛合金模锻件，已通过装机评审并得到应用。

中国的钛合金激光成形技术起步较晚，直到1995年美国解密其研发计划3年后才开始投入研

F-35的钛合金整体框

究。早期基本属于跟随美国的学习阶段，不过却后来居上，其中，中航激光技术团队取得的成就最为显著。“观察者网”文章表示，早在2000年前后，中航激光技术团队就已开始投入“3D激光焊接快速成型技术”研发，解决了多项世界技术难题、生产出结构复杂、尺寸达到4米量级、性能满足主承力结构要求的产品。（下图为F-35的钛合金整体框）

如今，中国已具备了使用激光成形超过12平方米的复杂钛合金构件的技术和能力，成为当今世界上唯一掌握激光成形钛合金大型主承力构件制造、应用的国家。在解决了材料变形和缺陷控制的难题后，中国生产的钛合金结构部件迅速成为中国航空力量的一项独特优势，中国先进战机上的钛合金构件所占比例已超过20%。

对于刚接触3d打印的朋友 提供点帮助！

3D打印或将整合物流供应链

3D打印技术虽然在部份国家或地区非常火爆，但是它距离大规模步入桌面端还有很大距离，主要原因还是价格因素的影响，制约着它的普及进程。

3D打印的魅力是非常大的，它吸引着我们把目光及注意力不断投入它的身上。但是与它给我们的吸引力相反的是，3D打印机距离普及还有非常长的路要走。制约3D打印普及的原因很简单，主要是价格太贵，不适合桌面端推广，即使它非常热门。

业内人士表示，小型桌面3D打印机已经变得很便宜了，售价大概为1.8万元。不过便宜也是相对而言，对桌面设备来说，1.8万对于普通大众阶层还是过于偏高，并且的它的成品率也并不能保证是百分之百的成功，有一定良品率限制，打印材料不光种类少，价格也相对较贵。此外，3D打印机打印速度是还是相对比较慢，和成熟的工业流水线生产相比，不具优势。

同时，专家认为，3D打印创造了很多新的机会。小批量制造和个性化产品制造已经成为生意。而且，互联网与3D打印跨界组合将产生更多创新和创业机会。展望未来，3D打印将让制造业供应链链条缩短，使得设计、打印、物流更好的整合。

输出方法

各种CAD造型软件输出STL文件方法

Alibre	File（文件） -> Export（输出）-> Save As（另存为，选择.STL）-> 输入文件名-> Save（保存）
AutoCAD	输出模型必须为三维实体，且XYZ坐标都为正值。在命令行输入命令“Faceters” -> 设定FACETRES为1 到10 之间的一个值 (1为低精度，10为高精度) -> 然后在命令行输入命令“STLOUT” -> 选择实体 -> 选择“Y”，输出二进制文件 -> 选择文件名
CADKey	从Export（输出）中选择Stereolithography（立体光刻）
I-DEAS	File（文件）-> Export（输出）-> Rapid Prototype File（快速成形文件）-> 选择输出的模型 ->Select Prototype Device（选择原型设备）> SLA500.dat -> 设定absolute facet deviation（面片精度） 为 0.000395 -> 选择Binary（二进制）
Inventor	Save Copy As（另存复件为） -> 选择STL类型 -> 选择Options（选项），设定为High（高）
IronCAD	右键单击要输出的模型 -> Part Properties（零件属性）> Rendering（渲染） -> 设定 Facet Surface Smoothing（三角面片平滑）为 150 -> File（文件）> Export（输出）-> 选择 .STL
Mechanical Desktop	使用AMSTLOUT命令输出STL文件。
	下面的命令行选项影响STL文件的质量，应设定为适当的值，以输出需要的文件。
	1.　Angular Tolerance（角度差）―― 设定相邻面片间的最大角度差值，默认15度，减小可以提高STL文件的精度。
	2.　Aspect Ratio（形状比例）―― 该参数控制三角面片的高/宽比。1标志三角面片的高度不超过宽度。默认值为0，忽略。
	3.　Surface Tolerance（表面精度）―― 控制三角面片的边与实际模型的最大误差。设定为0.0000 ，将忽略该参数。
	4.　Vertex Spacing（顶点间距）―― 控制三角面片边的长度。默认值为0.0000, 忽略。
ProE	1. 　File（文件）-> Export（输出）-> Model（模型）
	2. 　或者选择File（文件）-> Save a Copy（另存一个复件） -> 选择 .STL
	3.　设定弦高为0。然后该值会被系统自动设定为可接受的最小值。
	4.　设定Angle Control（角度控制）为 1
ProE Wildfire	1.　File（文件）-> Save a Copy（另存一个复件）-> Model（模型）-> 选择文件类型为STL (*.stl)
	2.　设定弦高为0。然后该值会被系统自动设定为可接受的最小值。
	3.　设定Angle Control（角度控制）为 1
Rhino	File（文件）-> Save As（另存为 .STL）
SolidDesigner (Version 8.x)	File（文件）-> Save（保存） -> 选择文件类型为STL
SolidDesigner (not sure of version)	File（文件）-> External（外部）-> Save STL （保存STL）-> 选择Binary（二进制）模式 ->选择零件-> 输入0.001mm作为Max Deviation Distance（最大误差）
SolidEdge	1.　File（文件）-> Save As（另存为） -> 选择文件类型为STL
	2.　Options（选项）
	设定 Conversion Tolerance（转换误差）为 0.001in 或 0.0254mm
	设定Surface Plane Angle（平面角度）为 45.00
SolidWorks	1.　File（文件）-> Save As（另存为） -> 选择文件类型为STL
	2.　Options（选项）-> Resolution（品质）-> Fine（良好） -> OK（确定）
Think3	File（文件）-> Save As（另存为） -> 选择文件类型为STL
Unigraphics	1.　File（文件）> Export（输出）> Rapid Prototyping（快速原型） -> 设定类型为 Binary （二进制）
	2.　设定Triangle Tolerance（三角误差）为 0.0025
	设定Adjacency Tolerance（邻接误差）为 0.12
	设定Auto Normal Gen（自动法向生成）为 On（开启）
	设定Normal Display（法向显示）为 Off（关闭）
	设定Triangle Display（三角显示）为On（开启）

影响

试验成功

科迪·威尔森（Cody Wilson）

2013年5月5日，25岁的德克萨斯大学法律系学生科迪·威尔森首次完全使用3D打印技术制造出一把手枪。随后他把手枪的设计图纸发布在自己的网站DEFCAD上。威尔森自称是一个无政府主义者，认为每个人都应该可以获得枪支。据Defense Distributed告诉《福布斯》的数据显示，自从上传3D打印手枪图纸以来两天，下载量就已超过10万次，显然3D手枪打印信息已经在网上广泛传播。最初大部分下载量发生在西班牙国家，接着是美国、巴西、德国和英国。

Defense Distributed分享的3D打印文件均通过新西兰互联网企业家KimDotcom提供的Mega网站上传，而用户信息比如网站登录信息和文件下载信息均已加密保护。此外3D枪支打印信息也曾上传至海盗湾（Private Bay）文件共享网站。3D枪支打印图以CAD文件的形式传播，需要专业软件来阅览，接着便需要3D打印机来一个一个打印零件。

删除下载资源

此事引起了正在推动控枪法案的奥巴马政府注意。9日，美国国务院国防贸易法规监管办公室（the US Department of Defense Trade Controls）强令科迪·威尔森将其“3D打印枪支”的设计图从网上删除。

3D打印手枪

对于威尔森以宪法第二修正案作为其正当性的做法，美国政府要求其撤下的理由则是此举违法了《国际武器贸易条例》，DEFCAD网站已经关闭了相关图纸的下载。威尔森表示他不准备抵制政府的禁令，但强调这不完全是投降。威尔森反驳政府下达禁令的理由说，《国际武器贸易条例》并未限制公布可在图书馆查阅到的资料，他声称自己公布的资料可以在得克萨斯州奥斯汀市购买所得。

对税务影响

过去税务局、海关对交易征税都是基于商品的价值。如果将来货物的制造模式都是通过购买3D打印机和“耗材”，从网上下载设计文件（大多数将是免费的）自行打印出所需的物品，那么传统的征税模式将难以为继。未来的税基将很可能从增值税、消费税转向个人所得税和营业税。

对产权保护影响

三维打印技术的意义不仅在于改变资本和工作的分配模式，而且也在于它能改变知识产权的规则。该技术的出现使制造业的成功不再取决于生产规模，而取决于创意。然而，单靠创意也不够，模仿者和创新者都能轻而易举地在市场上快速推出新产品。因此，竞争优势可能将前所未有地变得比以前更短。[4]

一旦物品能用数字文件来描述，它们就会变得很容易复制和传播，当然，盗版也会变得更加猖獗，就像音乐工业出现的情况一样。当一个新玩具的草图或一双鞋的设计方案在网上流传时，其知识产权的拥有者会失去更多，因此，人们在知识产权领域进行的斗争会更加激烈。并且，随着开源软件、新的非商业模式的出现，三维打印技术需要更加严谨还是更加宽松的法规还有待验证。

其他影响

3D打印或将整合物流供应链

3D打印技术虽然在部份国家或地区非常火爆，但是它距离大规模步入桌面端还有很大距离，主要原因还是价格因素的影响，制约着它的普及进程。

3D打印的魅力是非常大的，它吸引着我们把目光及注意力不断投入它的身上。但是与它给我们的吸引力相反的是，3D打印机距离普及还有非常长的路要走。制约3D打印普及的原因很简单，主要是价格太贵，不适合桌面端推广，即使它非常热门。

业内人士表示，小型桌面3D打印机已经变得很便宜了，售价大概为1.8万元。不过便宜也是相对而言，对桌面设备来说，1.8万对于普通大众阶层还是过于偏高，并且的它的成品率也并不能保证是百分之百的成功，有一定良品率限制，打印材料不光种类少，价格也相对较贵。此外，3D打印机打印速度是还是相对比较慢，和成熟的工业流水线生产相比，不具优势。

同时，专家认为，3D打印创造了很多新的机会。小批量制造和个性化产品制造已经成为生意。而且，互联网与3D打印跨界组合将产生更多创新和创业机会。展望未来，3D打印将让制造业供应链链条缩短，使得设计、打印、物流更好的整合。

争议

有些业内人认为，三维打印技术对制造业的影响将可与喷墨打印机对文件打印的影响相媲美。15世纪出现的活字印刷术让手写体变成了印刷体。印刷机同那些可以进行大规模生产的机器一样，高效地打印出同一物品的副本，但是，其在打印个性化文件时的效率并不高。后来，喷墨打印机使打印变得更便捷、更廉价、更有个性。如今，尽管传统打印机仍然打印着大量的书籍和报纸等，但更多的打印任务是由喷墨打印机来承担的，它能按需打印出书籍、标签、照片等。

三维打印技术带来的变化或将改变制造业的经济面貌。许多人认为，这项技术将让商业完全去中心化，逆转伴随着工业化到来的城市化进程，人们将不再需要工厂，届时，每个村庄都将拥有一个由打印机组成的制造厂，制造所需的物品。但是，也有人认为，城市的经济和社会利益远远超出吸引工人到装配线上工作的能力。

有人坚持认为，三维打印技术减少了对工厂工人的需求，削减低成本、低工资国家的优势，因而会增加发达国家的生产能力。不过，也有人对此表示怀疑，他们称，亚洲制造商也有能力采用该技术，而且，即使三维打印技术确实会让生产重回发达国家，它也无法提供更多的工作机会，因为与标准的制造过程相比，它并非劳动密集型的技术。

而三维打印技术给物流公司带来的威胁是显而易见的，2010年在由中外运敦豪国际航空快递有限公司（DHL）组织的一次大会上，有人就提出了这种可能性：当公司能够在需求产品的地方打印出急需的零部件时，为什么还会从国外空运呢？