時間：2023-05-29 18:19:20
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇3d打印材料，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
中圖分類號：X503.231 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170532081
前言
隨著科技的發(fā)展，傳統(tǒng)制造技術(shù)已難以滿足人們使用需求，因此，尋找一種新的制造方法十分迫切，3D打印技術(shù)便在這樣的背景下應(yīng)運(yùn)而生。近年來由于3D打印技術(shù)越來越受到人們的關(guān)注，在各大主流媒體頻繁出現(xiàn)，成為當(dāng)下與未來發(fā)展的新星。但因打印材料的緊缺與制備困難，打印成本昂貴，對3D打印技術(shù)的發(fā)展和深入市場化帶來一定的制s。農(nóng)作物秸稈作為一種可再生資源，應(yīng)用在3D打印技術(shù)中具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
1 3D打印技術(shù)的概述
3D打印技術(shù)源自20世紀(jì)90年代，是一種快速成型制造技術(shù)，因其制造特點(diǎn)獨(dú)特，又稱“增材制造技術(shù)”，工作原理為層層堆疊與逐層打印，是一種跨學(xué)科的交叉技術(shù)。3D打印技術(shù)是基于傳統(tǒng)二維打印技術(shù)基礎(chǔ)上的大膽創(chuàng)新，把二維打印延伸至三維領(lǐng)域，把噴墨式打印的平面圖案、文字等通過原材料逐層堆疊而成的三維立體實(shí)物，不但拓展出非主流化設(shè)計(jì)潮流，還彰顯出新時代個性化創(chuàng)新活力與創(chuàng)造潛力。
3D打印技術(shù)所需的成本較高，不僅因?yàn)?D打印機(jī)本身機(jī)器的價(jià)格高，更重要的是3D打印所使用的材料價(jià)格高，精密度越高與速度越快的3D打印，其對于材料的要求越高。而材料作為3D打印技術(shù)成型工藝與成型件性能及設(shè)備結(jié)構(gòu)的核心，根據(jù)化學(xué)成分可分成金屬、陶瓷、聚合物及復(fù)合材料等，這些材料的價(jià)格較高，且數(shù)量有限，還要滿足剛度、強(qiáng)度、耐濕潮及熱穩(wěn)定性要求和方便后續(xù)工藝處理?？梢姡?D打印因受到材料緊缺與材料價(jià)格問題的制約，難以快速形成市場化，對3D打印材料與其制備方法的深入研發(fā)帶來一定影響。
2 3D打印技術(shù)的材料及其優(yōu)缺點(diǎn)
2.1 金屬材料
之所以3D打印倍受歡迎，主要因其可把物體的設(shè)計(jì)、創(chuàng)造或快速復(fù)制從改變變成現(xiàn)實(shí)。當(dāng)前大多3D打印材料以塑料為主，而金屬所具有的良好力學(xué)強(qiáng)度與導(dǎo)電性使該領(lǐng)域的研究者對金屬物品打印持有濃厚的興趣。但將金屬作為3D打印的原材料使用價(jià)格非常昂貴，特別是作生產(chǎn)原料而使用的金屬材料，比如1kg的鈦金屬粉末用在3D打印上的價(jià)格是200～400美元，昂貴的原材料使得3D打印技術(shù)難以真正得到普及。
2.2 陶瓷材料
硅酸鋁陶瓷粉末可以用作陶瓷產(chǎn)品的3D打印，且3D打印出來這類陶瓷制品耐熱性高，不透水，無毒可回收，可以作為理想的餐具、飲具、花瓶、燭臺、藝術(shù)品及瓷磚等家居裝飾品，但因其強(qiáng)度不高，因此容易碎裂。
2.3 聚合物材料
用于3D打印常見的聚合物材料有聚乳酸（PLA）和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）。ABS是最常用的3D打印熱塑性材料，不僅可生物降解，還有良好的柔韌性、抗高溫性及機(jī)械加工性，加上其強(qiáng)度高、耐磨性好與抗沖擊性大而常被工程師選用。但許多ABS部件會有精度障礙，和3D打印機(jī)的機(jī)床接觸時，表面容易向上卷曲，且打印較大物件時，要小心模型冷卻時因熱應(yīng)力而引發(fā)的翹曲和變形。PLA是3D打印初期使用情況最好的原材料，呈半透明顏色與光澤質(zhì)感，可經(jīng)生物降解后變成活性堆肥，是由甘蔗與玉米淀粉所形成，能避免模型發(fā)生翹曲和變形，打印出其他材料難以打印的形狀。但PLA材料打印出來的物件無法抵抗高溫，一旦溫度超過50℃就會變形和軟化，給3D打印帶來巨大的麻煩。
2.4 復(fù)合材料
美國硅谷Arevo實(shí)驗(yàn)室通過3D打印發(fā)現(xiàn)高強(qiáng)度的碳纖維復(fù)合材料，與傳統(tǒng)注塑定型和擠出方法相比，3D打印中通過對碳纖維的精確控制，可以優(yōu)化電熱性能與特定機(jī)械的性能，具有優(yōu)秀的抗化學(xué)與耐高溫性能，且可嚴(yán)格設(shè)定綜合性能。因3D打印復(fù)合材料的零件一次使用只可制造一層，每層可實(shí)現(xiàn)任何需要的纖維取向，因此其造價(jià)也會較為昂貴，且無法循環(huán)利用，適用于國防、航天及醫(yī)療方面。
3 農(nóng)作物秸稈3D打印的綜合應(yīng)用
和上述材料相比，農(nóng)作物秸稈應(yīng)用在3D打印中更具發(fā)展前景。農(nóng)作物秸稈是在籽實(shí)收獲之后剩下的一些富含纖維成分的作物殘留物，主要有豆類、麻類、薯類、禾谷類、油料類及甘蔗、棉花、瓜果、煙草等作物的秸稈，其作為農(nóng)作物當(dāng)中主要的副產(chǎn)品，數(shù)量龐大，同時也是具有多類用途的一種可再生生物資源。根據(jù)聯(lián)合國的環(huán)境規(guī)劃署所做出的報(bào)道指出，世界上所種植的各類農(nóng)作物秸稈每年可提供20億t，而我國的農(nóng)作物秸稈每年產(chǎn)量大約是7億t，位居世界首位，其折合標(biāo)準(zhǔn)煤量是3.5億t左右，占全球秸稈總量約30%，我國農(nóng)作物秸稈資源量每年占生物質(zhì)資源量接近50%。
雖然農(nóng)作物秸稈為一種珍貴的可再生資源，但因受到生活方式與消費(fèi)觀念影響，我國的農(nóng)作物秸稈資源基本還處在高污染、高消耗及低產(chǎn)出的現(xiàn)狀，大多數(shù)農(nóng)作物秸稈都被棄置或焚燒，無法得到合理的開發(fā)與利用。根據(jù)調(diào)查，我國農(nóng)作物秸稈的利用率在33%左右，其中大多數(shù)都未經(jīng)過處理，經(jīng)處理后所利用的量只有26%左右。所以，對農(nóng)作物秸稈資源進(jìn)行綜合應(yīng)用對保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源、增加收入及促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展等具有重要意義。
然而，將秸稈用在3D打印中的新材料，不僅可以解決農(nóng)民農(nóng)收問題，保護(hù)環(huán)境，還能在加工回收后獲取3D打印的新材料，這樣可以顯著降低3D打印的成本。農(nóng)作物結(jié)鋼有著非常高的利用價(jià)值，其熱值高，相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)煤的50%，經(jīng)測定，農(nóng)作物秸稈的熱值大約15000KJ/kg，且農(nóng)作物秸稈中含有多種能夠被有效利用的成分，除了大部分的碳之外，還有鈣、鉀、鎂、硅、磷、氮等礦物質(zhì)元素及有機(jī)成分纖維素、木質(zhì)素、半纖維素、蛋白質(zhì)、灰分及脂肪等，這些物質(zhì)可作為資源進(jìn)行利用。
如用玉米秸稈等原料經(jīng)過加工后可以打印出木紋餐具與花瓶等生活常用品，這種采用農(nóng)作物秸稈經(jīng)3D打印所生產(chǎn)的產(chǎn)品有著天然草木色的紋理與秸稈特有的清香，使所打印出來的產(chǎn)品更具木質(zhì)感，不僅實(shí)用，還具有觀賞價(jià)值，且農(nóng)作物秸稈用做3D打印的材料，綠色環(huán)保，具有非常廣泛的應(yīng)用前景。
4 結(jié)語
3D打印技術(shù)的出現(xiàn)受到多個國家的關(guān)注與重視，且對傳統(tǒng)的制造方法帶來巨大突破，在其不斷發(fā)展的過程中為各類似行業(yè)所存在的問題提供新解決思路與方法。因此，各國開始大力發(fā)展3D打印打印技術(shù)，并將農(nóng)作物秸稈應(yīng)用到3D打印中，相信在未來3D打印技術(shù)會逐漸滲透到人們的生活中，變成社會發(fā)展新航標(biāo)。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞：3D打印技術(shù)；材料動畫片；制作；優(yōu)勢；局限性
0 前言
當(dāng)前，3D打印技術(shù)迅速席卷全球，并掀開了產(chǎn)業(yè)革命新篇章，尤其是隨著3D打印技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟，使得該技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域與范圍隨之實(shí)現(xiàn)了拓展。在材料動畫片的制作領(lǐng)域中，作為動畫藝術(shù)領(lǐng)域的重要分支之一，借助3D打印技術(shù)的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)材料動畫片在制作上更加的完善，效果更加逼真，充分彰顯出了現(xiàn)代技術(shù)與手工藝完美結(jié)合的優(yōu)勢。在此過程中，由于一系列問題的呈現(xiàn)，也使得3D打印技術(shù)在該領(lǐng)域中的運(yùn)用受阻，成為當(dāng)前亟待攻克的一大難題。
1 3D打印技術(shù)與材料動畫概述
所謂的3D打印技術(shù)也被稱之為快速成形技術(shù)，該技術(shù)則是基于數(shù)字模型這一基礎(chǔ)上，借助軟件分層離散以及數(shù)控成型系統(tǒng)，以激光束等方式來實(shí)現(xiàn)耗材打印，通過對所使用特殊材料的逐層堆積與粘結(jié)，獲得立體模型并將這一數(shù)字三維模型進(jìn)行打印，實(shí)現(xiàn)實(shí)物產(chǎn)品的制作?；?D打印技術(shù)下，其運(yùn)行原理是：結(jié)合實(shí)際需求來提前備好打印材料，然后將數(shù)字三維模型數(shù)據(jù)輸入到3D打印機(jī)中，相應(yīng)的打印設(shè)備則結(jié)合模型數(shù)據(jù)，按照層疊的方式來打印出相應(yīng)的立體實(shí)物。
材料動畫也被稱之為定格動畫，其需要相應(yīng)的拍攝動畫師對模型定位的實(shí)體圖像進(jìn)行逐格拍攝，在拍攝完一副畫面后，對拍攝對象進(jìn)行稍微移動后實(shí)現(xiàn)下個鏡頭的拍攝，在完成拍攝后，將每次所拍攝的一幀畫面進(jìn)行連續(xù)播放，進(jìn)行形成具備活靈活現(xiàn)的動畫鏡頭。在傳統(tǒng)的拍攝制作中，采用手工工藝的方式不僅耗費(fèi)時間長且整個工序十分復(fù)雜，進(jìn)而加大了成本投入，同時制作效果也存在一定的不足。而借助3D打印技術(shù)的運(yùn)用，則能夠?yàn)橛行Ы鉀Q手工藝拍攝制作所存在問題的同時，借助3D打印技術(shù)與材料動畫的完美結(jié)合，在簡化材料動畫制作程序的同時，賦予拍攝鏡頭以更加逼真的視覺效果。
2 3D打印技術(shù)在材料動畫片制作中所呈現(xiàn)出的優(yōu)勢
2.1 降低成本并提高制作效率
在材料動畫片制作的傳統(tǒng)領(lǐng)域中，要想打造一部精良之作，就意味著在實(shí)際之作的過程中，需要針對角色、場景以及到道具等進(jìn)行細(xì)化之作，相應(yīng)的工序極其復(fù)雜，進(jìn)而使得投入成本過高。而借助3D打印技術(shù)的運(yùn)用，則能夠與傳統(tǒng)手工藝之作進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，在簡化手工工藝操作程序的同時，大大降低了成本投入。同時，在實(shí)際開展制作工作的過程中，需要結(jié)合實(shí)際情景之需，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)模型的打造，當(dāng)角色需要在一個或者是多個場景中出現(xiàn)，則就需要針對人偶、道具以及場景等及西寧反復(fù)的翻制，借助手工藝來開展這一工作，面對繁瑣且復(fù)雜的制作程序，無意會消耗大量的時間，相應(yīng)制作效率極低。將3D打印技術(shù)進(jìn)行運(yùn)用，能夠基于相應(yīng)數(shù)據(jù)下，提高制作的效率，為實(shí)現(xiàn)材料動畫片的高質(zhì)高效制作奠定了基礎(chǔ)。
2.2 借助良好材質(zhì)的運(yùn)用促使畫面更加逼真
在材料動畫片的制作中，需要借助材料的運(yùn)用來實(shí)現(xiàn)人物造型、道具以及情景等的設(shè)計(jì)，而相應(yīng)材料材質(zhì)直接影響到了動畫片制作的效果。在傳統(tǒng)的拍攝方法下，難以實(shí)現(xiàn)畫面的完美呈現(xiàn)，特別是畫面缺乏立體感，而借助3D打印技術(shù)的運(yùn)用，則能夠通過對模型材質(zhì)的掃描來實(shí)現(xiàn)數(shù)字修正，在此基礎(chǔ)上，借助特殊材料的使用來實(shí)現(xiàn)實(shí)物打印，在保證原材質(zhì)屬性不被破壞的同時，還能進(jìn)行修正之后，凸顯出材質(zhì)細(xì)節(jié)的精準(zhǔn)性，最終呈現(xiàn)出逼真的畫面。在完成實(shí)物制作的基礎(chǔ)上，以逐幀拍攝的方式來實(shí)現(xiàn)具備動態(tài)影像畫面的制作，為呈現(xiàn)出一部精良動畫作品奠定基礎(chǔ)。
3 3D打印技術(shù)在材料動畫片制作中所呈現(xiàn)出的局限性
從前文的分析中可知，借助3D打印技術(shù)的運(yùn)用，能夠?yàn)樘岣卟牧蟿赢嬈谱鞯男逝c質(zhì)量奠定基礎(chǔ)，進(jìn)而為降低成本投入并實(shí)現(xiàn)逼真動畫影像的打造。但是，在實(shí)際運(yùn)用3D打印技術(shù)的過程中，也呈現(xiàn)出了一定的局限性，具體而言，表現(xiàn)在：第一，3D打印技術(shù)本身對成本投入提出了較高要求。雖然與傳統(tǒng)手工工藝技術(shù)相比，3D打印技術(shù)能夠節(jié)省大量的人力、物力以及財(cái)力，并提高制作效率，但是，從3D打印耗材方面看價(jià)格高的耗材所打印出的模型精細(xì)度較高，但是，相應(yīng)的成本隨之加大，而如果選擇廉價(jià)耗材，雖然能夠在一定程度上降低成本，但是，很多情況下，則難以滿足實(shí)際之作之要求。同時，因相應(yīng)增材制造的材料研發(fā)本身具備了較大的難度，進(jìn)而致使3D打印技術(shù)的運(yùn)用同樣需要投入較大成本；加上當(dāng)前增材料制造技術(shù)在國內(nèi)發(fā)展尚不成熟，進(jìn)而也影響到了3D打印技術(shù)下材料動畫制作的效率與精度。第二，自動化控制水平偏低?；?D打印技術(shù)下，需要以信息技術(shù)以及材料科學(xué)等多學(xué)科領(lǐng)域中的尖端技術(shù)引進(jìn)，而從目前自動化控制系統(tǒng)看，相應(yīng)系統(tǒng)穩(wěn)定性有待提升，進(jìn)而影響都了制作的精準(zhǔn)度。第三，材料單一。目前，從3D打印技術(shù)本身的實(shí)際發(fā)展現(xiàn)狀看，最大的問題在于材料的局限，一般而言，要求相應(yīng)的3D打印材料要具備方便性，且成本可控、性能可靠；同時，現(xiàn)有3D打印普遍為單色素模，無法滿足材料動畫制作發(fā)展之需。第四，人員素質(zhì)有待提升。在材料動畫片制作中，要想充分實(shí)現(xiàn)3D打印技術(shù)的作用與價(jià)值，就需要提高對人員能力素質(zhì)的重視程度，確保相應(yīng)人員能夠在開展材料動畫制作的過程中，以實(shí)現(xiàn)對3D打印技術(shù)的完善運(yùn)用。但從目前相應(yīng)人員能力素質(zhì)的現(xiàn)狀看，還存在著一定的不足，難以將3D打印技術(shù)與手工工藝進(jìn)行完美結(jié)合，進(jìn)而阻礙了3D打印技術(shù)作用的發(fā)揮。如上問題是當(dāng)前材料動畫片制作過程中，運(yùn)用3D打印技術(shù)所急需解決的主要問題。
4 結(jié)語
在材料動畫片制作中，借助3D打印技術(shù)的運(yùn)用，能夠在化簡工序、提高材料動畫制作質(zhì)量與效率的基礎(chǔ)上，降低制作成本，并打造出完美的視覺效果，為進(jìn)一步促進(jìn)材料動畫片制作領(lǐng)域的發(fā)展步伐奠定了基礎(chǔ)。而從實(shí)際踐行看，3D打印技術(shù)在實(shí)際運(yùn)用于材料動畫制作過程中，依舊存在著一定的局限性，需要制定具有針對性解決措施，以打破3D打印技術(shù)在該領(lǐng)域中發(fā)展瓶頸的束縛。
參考文獻(xiàn)：
[1] 范治鳴.數(shù)字技術(shù)背景下對當(dāng)前定格動畫創(chuàng)作的思考[J].福建商業(yè)高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2014（06）：87-91.
簡單地說，3D打印機(jī)是這樣工作的：先用計(jì)算機(jī)建立所需打印物體的三維模型，然后把模型分成多層結(jié)構(gòu)，用機(jī)器將原料（目前而言通常是金屬或塑料）熔化，再運(yùn)用噴墨打印機(jī)的工作原理，使熔化材料從噴嘴噴出，從而打印出多層結(jié)構(gòu)的第一層，然后是第二層、第三層……逐層疊加，當(dāng)所有層都打印完時，所需要的物體就出現(xiàn)了。該技術(shù)被應(yīng)用在珠寶、鞋類、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑、工程和施工、汽車、航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程以及許多其他領(lǐng)域。
3D打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)來實(shí)現(xiàn)的。進(jìn)入新世紀(jì)以來，這類機(jī)器的銷售有了快速增長，其價(jià)格則出現(xiàn)大幅下降。3D打印制造物品所需要的，只是一臺3D打印機(jī)、原材料和控制打印機(jī)的軟件。用軟件畫出模型，把原料加入打印機(jī)，點(diǎn)下“打印”選項(xiàng)，過一會兒就可以拿到新鮮出爐的物品了，這就是這種打印方式的驚人之處。
流水線改變了生產(chǎn)制造的方式，從而使世界進(jìn)入了現(xiàn)代化時代。同樣，3D打印也可能使人類生活進(jìn)入一種新狀態(tài)。工程師和設(shè)計(jì)師們使用3D打印機(jī)已經(jīng)有數(shù)十年了，但大多數(shù)情況下，只是為了能在產(chǎn)品大規(guī)模生產(chǎn)之前快速而廉價(jià)地得到其原型，從而擺脫價(jià)格昂貴且效率低下的模具制造的束縛。隨著能夠處理的材料越來越多，3D打印機(jī)開始更多地被用來生產(chǎn)成品。研究3D打印的人們喜歡用“加法”或“減法”對傳統(tǒng)工業(yè)制造進(jìn)行分類。在工業(yè)界，使用3D打印機(jī)生產(chǎn)被稱為“加法”制造，這種方式與使用切割、鉆孔和金屬蝕刻這些需要用車床等工具對材料進(jìn)行加工的“減法”制造完全相反。加法制造過程中所需的原材料很少，而且3D打印機(jī)由軟件驅(qū)動，無需費(fèi)時費(fèi)力地重新調(diào)整機(jī)器，就可以很容易制造出不同部件。3D打印這種所需材料更少、生產(chǎn)流程更簡單的特點(diǎn)是傳統(tǒng)制造方法無法比擬的。
將3D打印設(shè)備稱為“打印機(jī)”，是參照其技術(shù)原理的結(jié)果，因?yàn)榉謱蛹庸さ倪^程與噴墨打印十分相似。隨著這項(xiàng)技術(shù)不斷進(jìn)步，現(xiàn)在已經(jīng)能夠生產(chǎn)出與原型的外觀、感覺和功能極為接近的3D模型。對于生產(chǎn)者來說，3D打印技術(shù)可大幅降低成本，提高原材料和能源的使用效率，減少對環(huán)境的影響，它還使消費(fèi)者能根據(jù)自身需求量身定制產(chǎn)品。3D 打印機(jī)既不需要用紙，也不需要用墨，而是通過電子制圖、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸、激光掃描、材料熔化等一系列技術(shù)，把電子模型變?yōu)閷?shí)物，其優(yōu)點(diǎn)是大大節(jié)省工業(yè)樣品制作時間，而且可以“打印”造型復(fù)雜的產(chǎn)品。許多專家認(rèn)為，這種技術(shù)代表制造業(yè)發(fā)展新趨勢。
3D打印的優(yōu)勢
3D打印技術(shù)能夠改變制造業(yè)，因?yàn)樗档土水a(chǎn)品的成本和生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。3D打印不需要龐大的機(jī)器、巨大的廠房，企業(yè)因此就不需要一直擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，以賺取巨大的固定資產(chǎn)投資。不僅如此，3D打印還能夠大幅減少原材料消耗并減少對裝配人工的需求，因此是一種耗能低、污染低甚至無污染的生產(chǎn)方式。
當(dāng)今世界，大量同質(zhì)化的產(chǎn)品有時會不受消費(fèi)者歡迎，尤其當(dāng)很多東西都可以通過3D打印量身定制之后，傳統(tǒng)的制造方式將被逐步淘汰。能夠定制化、小批量生產(chǎn)而幾乎不增加成本，是3D打印的一個巨大優(yōu)勢。在消費(fèi)者追求個性化的當(dāng)代社會，此種方式能夠很好地迎合消費(fèi)者需求。
對發(fā)達(dá)國家來說，它們這種用規(guī)?；?、機(jī)械化的加工方式取代需要人工精密加工的生產(chǎn)步驟，可以減少對人工的依賴，減少運(yùn)輸費(fèi)用，單位人員的產(chǎn)出會更高，從而減少對發(fā)展中國家制造業(yè)的依賴，
將來人們會看到，消費(fèi)者能在家中像下載音樂一樣下載產(chǎn)品模型，然后打印出來；或者在當(dāng)?shù)氐?D打印中心，根據(jù)自身的喜好設(shè)計(jì)出各種產(chǎn)品。這樣的情景可能很遙遠(yuǎn)，但技術(shù)發(fā)展的速度經(jīng)常是不可想象的，一場新的工業(yè)革命可能即將來臨。
可能很多人以為，3D打印就是在電腦上設(shè)計(jì)一個模型，不管內(nèi)面和結(jié)構(gòu)多復(fù)雜，只要摁下“打印”按鈕，3D打印機(jī)就能打印出一個成品。這個想法其實(shí)不正確，因?yàn)檎嬲O(shè)計(jì)一個模型，特別是一個復(fù)雜的模型，需要大量工程、結(jié)構(gòu)方面的知識，需要精細(xì)的技巧，并需要根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整。以塑料熔融打印為例，如果一個復(fù)雜部件的內(nèi)部沒有設(shè)計(jì)合理的支撐，打印出的成品很可能會變形。媒體喜歡將3D打印機(jī)描述成產(chǎn)品打印完畢就能直接使用的神器，可事實(shí)上，產(chǎn)品制作完成后還需有一些不可避免的后續(xù)工藝：或打磨，或燒結(jié)，或組裝，或切割，這些過程通常需要大量的手工工作。
都說3D打印能給人們巨大的生產(chǎn)自由度，能生產(chǎn)前所未有的東西，可直到目前，幾乎還沒有這種市場“殺手”級別的產(chǎn)品出現(xiàn)。用3D打印機(jī)小規(guī)模做些飾品、藝術(shù)品是可以的，做逆向工程也是可以的，但要談到大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，3D打印還不能取代傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式。如果3D打印能生產(chǎn)出其他工藝無法生產(chǎn)的產(chǎn)品，而這種產(chǎn)品在某些性能方面有極大提高，或是能夠極大改善消費(fèi)者的生活品質(zhì)，或許能促進(jìn)3D打印機(jī)實(shí)現(xiàn)更快普及，但目前這方面還不盡如人意。
發(fā)展瓶頸
目前，3D打印技術(shù)面臨的發(fā)展瓶頸主要有以下幾個：
首先是價(jià)格因素。大多數(shù)桌面級3D打印機(jī)的售價(jià)在2萬元人民幣左右，國內(nèi)的一些仿制品價(jià)格雖然可以低至6000元，但據(jù)商透露，國產(chǎn)低價(jià)3D打印機(jī)的生產(chǎn)質(zhì)量很難有保障。另外，桌面級3D打印機(jī)僅能打印塑料產(chǎn)品，因此使用范圍非常有限。而且對于家庭用戶來說，3D打印機(jī)的使用技術(shù)要求仍然很高。因?yàn)槭褂谜弑仨毝?D建模，然后將模型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成3D打印機(jī)能夠讀取的格式才能進(jìn)行打印。
其次是原材料因素。3D 打印不是一項(xiàng)高深的技術(shù)，它與普通打印的區(qū)別就在于使用材料不同。以色列的3D打印機(jī)制造商 Object是掌握打印材料品種最多的公司。目前，它已經(jīng)可以使用14 種基本材料，還能在此基礎(chǔ)上混搭出 107種材料。但與大千世界為人類提供的材料品種相比，這個種類規(guī)模還相差甚遠(yuǎn)。不僅如此，材料的價(jià)格也是個問題，便宜的材料每公斤幾百元，而最貴的材料每公斤售價(jià)可達(dá)4萬元左右。
第三是社會風(fēng)險(xiǎn)成本因素。如同核反應(yīng)既能用于發(fā)電，但又具有可怕的破壞力一樣，3D打印技術(shù)在發(fā)展初期已讓人們看到了一系列隱憂，而未來進(jìn)一步的發(fā)展也令很多人有所擔(dān)心：什么都能徹底復(fù)制，想到什么就能制造出什么，聽上去很美的同時，這種不受控制的創(chuàng)造也著實(shí)令人恐懼。
3D打印是一層層地制作物品，想把物品制作得更精細(xì)，就需要減小每層的厚度；想提高打印速度，就需要增加層厚，而這勢必影響產(chǎn)品的精度。在生產(chǎn)同樣精度的產(chǎn)品時，與傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)相比，3D打印沒有成本優(yōu)勢，尤其是沒有時間成本和規(guī)模成本優(yōu)勢。
現(xiàn)在3D打印機(jī)市場百花齊放，如同處于戰(zhàn)國時代，導(dǎo)致機(jī)器品質(zhì)參差不齊。目前3D打印機(jī)缺乏統(tǒng)一的制造標(biāo)準(zhǔn)，致使同一個3D模型在不同的打印機(jī)上打印時，得到的產(chǎn)品可能大不相同。此外，打印原材料也缺乏標(biāo)準(zhǔn)，3D打印機(jī)生產(chǎn)商都想讓消費(fèi)者購買自己提供的打印原料，以便獲取穩(wěn)定的收入。這種做法可以理解，畢竟普通打印機(jī)的打印原料也是采用這種模式供給的。但問題在于3D打印機(jī)生產(chǎn)商所用的原料一致性太差，從形式到內(nèi)容千差萬別，這讓材料生產(chǎn)商很難與之合作，因?yàn)檠邪l(fā)成本和供貨風(fēng)險(xiǎn)都很大，從而難以形成產(chǎn)業(yè)鏈。表面上看，是3D打印機(jī)捆綁了3D打印材料，事實(shí)上卻是材料捆綁了打印機(jī)，這非常不利于降低成本和抵抗風(fēng)險(xiǎn)。
應(yīng)用領(lǐng)域
3D打印技術(shù)迅速興起，成為炙手可熱的新型產(chǎn)業(yè)，它可以打印的立體產(chǎn)品種類正迅速增加。3D打印機(jī)的應(yīng)用對象可以是任何行業(yè)，只要這些行業(yè)需要模型和原型。以色列的Object公司認(rèn)為，對3D打印機(jī)需求量較大的行業(yè)包括政府、航天、國防、醫(yī)療設(shè)備、高科技、教育以及制造行業(yè)。
2011年6月，歐洲一位患有慢性骨骼感染病的83歲老人，換上了由3D打印機(jī)“打印”出的下顎骨，這是世界上首個使用3D打印技術(shù)制作人體骨骼的案例。據(jù)國外媒體報(bào)道，在不久的將來，外科醫(yī)生們或許可以在手術(shù)現(xiàn)場利用打印設(shè)備打印出各種尺寸的骨骼來使用，用于替代真實(shí)人體骨骼的打印材料也正在緊鑼密鼓地研制，在實(shí)驗(yàn)室測試中，這種骨骼替代打印材料已經(jīng)被證明可以支持人體骨骼細(xì)胞在其中生長，其有效性也已經(jīng)在老鼠和兔子身上得到了驗(yàn)證。未來數(shù)年內(nèi)，打印成的、質(zhì)量更好的骨骼替代品或?qū)椭饪漆t(yī)師修復(fù)病人損傷的骨骼，幫助骨質(zhì)疏松癥患者恢復(fù)健康，也可以用于牙醫(yī)診所。
為了打印骨骼替代品，來自華盛頓州立大學(xué)的機(jī)械和材料工程師薩斯米塔·博斯（Susmita Bose）和她的同事們對可從商業(yè)銷售渠道獲得的ProMetal 3D打印機(jī)進(jìn)行了測試。這種3D打印機(jī)會在一層粉末基底之上逐層噴灑原材料膠粒并逐層成型，每一層的厚度僅相當(dāng)于人的頭發(fā)絲寬度的一半。使用這臺打印機(jī)制造的骨骼支架的主要材料成分是磷酸鈣，其中還額外添加了硅和鋅以增強(qiáng)其強(qiáng)度。當(dāng)它被植入人體內(nèi)之后，可以暫時起到支撐骨骼的作用，并在此過程中幫助正常的骨骼細(xì)胞生長發(fā)育，由此修復(fù)之前的損傷，這種材料最終可以在人體內(nèi)自然溶解。科學(xué)家們花費(fèi)了4年時間才找出這種合適的材料配方，使用的技術(shù)涉及到化學(xué)、材料學(xué)、生物學(xué)和工藝科學(xué)等諸多學(xué)科。
美國德雷塞爾大學(xué)的研究人員通過對化石進(jìn)行3D掃描，利用3D打印技術(shù)做出了適用于學(xué)術(shù)研究的3D化石模型。模型不但保留了原化石所有的外在特征，同時還能按比例縮減，更適合研究使用。在微軟的3D模型打印車間中，當(dāng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)出來之后，用3D打印機(jī)制作模型，能讓設(shè)計(jì)制造部門更好地改良產(chǎn)品，從而打造出更出色的產(chǎn)品。
博物館里常常會用很多復(fù)雜的替代品來保護(hù)原始作品不受環(huán)境或意外事件的傷害，同時復(fù)制品也能讓藝術(shù)或文物有機(jī)會影響更多的人。因?yàn)橥旭R斯·杰斐遜雕像的原件要送到弗吉尼亞州展覽，史密森尼博物館就將一個巨大的3D打印替代品放在了雕像原來所在的位置。
在建筑業(yè)里，工程師和設(shè)計(jì)師們已經(jīng)接受了用3D打印機(jī)打印建筑模型的思路。這種方法快速、成本低、環(huán)保，而且模型制作精美，完全合乎設(shè)計(jì)者的要求，還能節(jié)省大量材料。制造業(yè)也需要很多3D打印產(chǎn)品，因?yàn)閺哪承┓矫鎭碚f，3D打印在成本、速度和精確度上都比傳統(tǒng)制造好很多。
現(xiàn)在，研究人員已經(jīng)開始嘗試用巧克力做原材料來打印了?；蛟S在不久的將來，很多看起來一模一樣的食品就是用3D食品打印機(jī)“打印”出來的。當(dāng)然，這種打印食品的售價(jià)可能會比傳統(tǒng)食品貴很多倍。
汽車行業(yè)中同樣有3D打印機(jī)發(fā)揮作用的領(lǐng)域。并不是說汽車可以直接用3D打印機(jī)打印出來（或許未來這也是有可能的），但汽車制造商在進(jìn)行安全性測試等工作時，可以將一些非關(guān)鍵部件用3D打印出的產(chǎn)品替代，在獲得效率的同時降低成本。
一位名叫恩里科·迪尼（Enrico Dini）的發(fā)明家稱，他已經(jīng)與建筑大師諾曼·福斯特（Norman Foster）和阿爾塔空間公司（Alta Space）的科學(xué)家進(jìn)行過討論，希望能設(shè)計(jì)出一種可以用月球塵土做原材料的打印機(jī)。屆時，就可以在月球上用這種打印機(jī)快速建造出人類的月球基地。
預(yù)計(jì)到2050年，3D打印技術(shù)將能制造出飛機(jī)。據(jù)飛機(jī)制造商空中客車公司（Airbus）的設(shè)計(jì)師透露，該公司的3D打印飛機(jī)計(jì)劃預(yù)計(jì)可在2050年前變成現(xiàn)實(shí)。據(jù)《福布斯》雜志報(bào)導(dǎo)，此計(jì)劃會使用體積為機(jī)庫大小的3D打印機(jī)制造飛機(jī)零件?？罩锌蛙嚬镜膯T工巴斯蒂安·謝弗（Bastian Schafer）描述了他的構(gòu)想：這架飛機(jī)長80米，曲面機(jī)身由透明材質(zhì)制成，乘坐這種飛機(jī)的乘客會感到自己彷佛正在云端翱翔。
行業(yè)現(xiàn)狀
如果未來3D打印技術(shù)能走進(jìn)我們的生活，將提供無數(shù)的商業(yè)機(jī)會，包括3D打印設(shè)備制造、打印材料制造、應(yīng)用軟件和服務(wù)等。環(huán)顧我們生活中的四周，絕大部分消費(fèi)品都可以用3D打印技術(shù)制造。據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，到2015年，3D打印行業(yè)的市場容量至少可達(dá)到1600億美元。
3D打印產(chǎn)業(yè)分為3D打印設(shè)備制造、材料制造和相關(guān)的應(yīng)用軟件和服務(wù)三個部分。3D打印機(jī)是整個產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，隨著產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，無論是家用的桌面3D打印機(jī)還是制造業(yè)使用的3D打印機(jī)的需求量都會大大增加。在這個領(lǐng)域，未來會呈現(xiàn)傳統(tǒng)巨頭與新興企業(yè)并存的局面。在消費(fèi)市場，各種打印材料的性質(zhì)完全不同，制作出的產(chǎn)品也可能無奇不有；而在工業(yè)市場中，可能每一個項(xiàng)目都要由不同的3D打印機(jī)來完成。因此，3D打印設(shè)備制造商將面臨非常細(xì)的市場區(qū)分和極高的定制要求。
現(xiàn)在這個行業(yè)還未出現(xiàn)明確的領(lǐng)導(dǎo)者，參與者有一直從事3D打印的科技公司，也有惠普這樣的傳統(tǒng)打印行業(yè)巨頭。目前3D打印機(jī)與傳統(tǒng)噴墨打印機(jī)可以說是一脈相承，但隨著技術(shù)的發(fā)展，兩者可能會體現(xiàn)出越來越多的區(qū)別，也可能有越來越多的企業(yè)進(jìn)入這個行業(yè)。
在3D打印材料制造領(lǐng)域，將誕生專業(yè)的材料提供商。打印材料是3D打印產(chǎn)業(yè)的核心部分之一，材料技術(shù)的發(fā)展水平直接決定著3D打印機(jī)的制造能力，決定著打印出的產(chǎn)品能否完全取代傳統(tǒng)制造業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品。材料制造商追求的目標(biāo)是：更好的材料質(zhì)量，與之匹配的打印技術(shù)，像現(xiàn)在的打印機(jī)墨盒一般廉價(jià)且方便使用。
目前，打印材料制造行業(yè)的主要參與者還是各家設(shè)備制造商。但與傳統(tǒng)打印行業(yè)耗材單一、技術(shù)含量不高的特點(diǎn)不同的是，3D打印需要使用各種高技術(shù)材料。因此，專業(yè)的材料提供商未來也必然會成為這個行業(yè)中的重要成員。
與3D打印相關(guān)的應(yīng)用軟件與服務(wù)的需求潛力十足，其市場之大可能超出想象。應(yīng)用軟件用于控制3D打印機(jī)，軟件使用平臺的易用性對3D打印產(chǎn)業(yè)有巨大影響?，F(xiàn)在的3D建模軟件較為復(fù)雜，售價(jià)昂貴而且普通用戶難于使用。如果能讓用戶快速、方便地建立自己需要的模型，比如在平板電腦、智能手機(jī)等平臺上開發(fā)各種與3D打印有關(guān)的應(yīng)用，讓消費(fèi)者能隨時隨地打印出自己的靈感，3D打印的需求肯定會迅速提升。在這方面，總部位于荷蘭的創(chuàng)新制造公司Shapeways提供了一個很好的模式：消費(fèi)者將3D模型圖甚至是2D圖片上傳到公司網(wǎng)站，公司就能制造出相應(yīng)的飾品，然后郵寄到消費(fèi)者手中。消費(fèi)者甚至還可以在網(wǎng)上出售自己創(chuàng)造的3D模型。
3D打印在國內(nèi)外都得到了高度重視，機(jī)器本身并不是技術(shù)推廣的難點(diǎn)，但其是否會成為未來制造業(yè)的發(fā)展方向，仍需要時間檢驗(yàn)。但可以確定的是，在軍工、航天、科研等不在意投入產(chǎn)出比的行業(yè)中，3D打印已經(jīng)得到了很多的重視。從3D打印產(chǎn)業(yè)鏈來看，未來有很多方面都具有發(fā)展?jié)摿Γ?/p>
在輸入端，3D圖紙?jiān)O(shè)計(jì)最具有發(fā)展?jié)摿?。無論三維打印發(fā)展到何種地步，圖紙?jiān)O(shè)計(jì)都是無法取代的。此外，三維設(shè)計(jì)軟件、圖紙?jiān)O(shè)計(jì)服務(wù)、掃描軟件以及掃描設(shè)備制造領(lǐng)域都可能有較大的發(fā)展。
在制造端，與打印機(jī)相關(guān)的行業(yè)都有發(fā)展?jié)摿ΑＷ鳛樾袠I(yè)的核心，3D打印機(jī)生產(chǎn)的發(fā)展已基本走上正軌。例如，3D System公司研發(fā)了應(yīng)用于不同行業(yè)的使用不同材料的打印機(jī)，凈利潤率可達(dá)到15%左右。目前來看，3D打印機(jī)的瓶頸仍然是多種混合材料打印，如果能夠發(fā)現(xiàn)更多成本低、易于應(yīng)用的打印材料，可極大地?cái)U(kuò)展3D打印的應(yīng)用。
在服務(wù)端，3D打印服務(wù)同樣具有發(fā)展?jié)摿Α４蛴》?wù)目前在美國已有應(yīng)用，建立的連鎖打印服務(wù)機(jī)構(gòu)不免讓人想起當(dāng)年的柯達(dá)彩印店；日本也推出了根據(jù)孕婦B超結(jié)果打印胎兒模型的服務(wù)。將類似的應(yīng)用推而廣之不難發(fā)現(xiàn)，打印服務(wù)必然擁有廣闊的市場。
中國的3D打印市場
成立于2009年的杭州銘展網(wǎng)絡(luò)科技公司是3D 打印機(jī)的生產(chǎn)者和商。公司是三維立體打印機(jī)生產(chǎn)商3D Systems 部分產(chǎn)品的中國區(qū)服務(wù)商，同時也基于開源3D打印技術(shù)制造出了個人3D打印機(jī)系列，發(fā)展目標(biāo)是批量生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)型家用打印機(jī)，以方便設(shè)計(jì)師、工程師、科技人員甚至普通愛好者的使用。此外，銘展還建立了“我愛3D”設(shè)計(jì)作品分享社區(qū)，讓更多人參與3D打印作品的創(chuàng)新和分享。
南京寶巖自動化有限公司自主研發(fā)了3D打印機(jī)，既有可打印手機(jī)座、茶杯、梳子等生活用品的家用型版本，也有冰柜大小的大型彩色3D打印機(jī)，可用于打印齒輪、螺帽及零部件等模型，市場售價(jià)在1萬～25萬元之間。
實(shí)威國際的總部位于臺北，這家軟硬件及顧問服務(wù)解決方案提供商經(jīng)營3D打印機(jī)相關(guān)軟件，其產(chǎn)品涉及3D設(shè)計(jì)軟件、3D產(chǎn)品文件編寫，可以加強(qiáng)客戶建立2D、3D圖檔和動畫的能力。在2012年8月舉辦的臺北國際模具暨模具制造設(shè)備展上，實(shí)威國際展出了Solidworks系列軟件，這種3D 產(chǎn)品設(shè)計(jì)軟件可以幫助制造業(yè)企業(yè)縮短研發(fā)時間。
最近幾年，3D打印的曝光度越來越高，3D打印房屋、3D打印汽車等3D打印產(chǎn)品的橫空出現(xiàn)，不僅引起民眾的廣泛關(guān)注，更是使得3D打印成為投資資金的新寵，銀邦股份、中航重機(jī)、華中數(shù)控等3D打印概念股表現(xiàn)大好。實(shí)際上，3D打印并非新鮮事物，早在20世紀(jì)80年代就有專門的研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)從事3D打印設(shè)備、材料、產(chǎn)品的研發(fā)與生產(chǎn)制造。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，3D打印已在工業(yè)造型、機(jī)械制造、軍事、建筑、影視、家電輕工、醫(yī)學(xué)、考古、文化藝術(shù)、雕刻、首飾等領(lǐng)域取得技術(shù)突破并得到初步應(yīng)用。雖然目前全球3D打印市場份額只占整個制造業(yè)的0.02%，但是隨著3D打印技術(shù)和材料的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域必將不斷拓展，應(yīng)用規(guī)模將不斷擴(kuò)大。2012年，全球3D打印設(shè)備市場規(guī)模為22.04億美元，同比增長28.6%，預(yù)計(jì)到2017年將達(dá)到50億美元，到2020年將達(dá)到108億美元。
工業(yè)4.0背景下3D打印必受政策熱捧
3D打印技術(shù)完美地契合了工業(yè)4.0制造智能化、資源效率化和產(chǎn)品人性化的理念，因此成為廣大國家發(fā)展的重點(diǎn)。2012年，奧巴馬針對美國制造業(yè)提出了一系列發(fā)展方案，將3D打印列為11項(xiàng)重要技術(shù)之一，并聯(lián)合研發(fā)機(jī)構(gòu)、高等院校、制造商，建立了國家3D打印研究所。3D打印是一場制造技術(shù)的革命，對中國制造業(yè)升級至關(guān)重要。我國從20世紀(jì)90年代起研發(fā)3D打印技術(shù)，目前，清華大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、西安交通大學(xué)、華中科技大學(xué)、北京隆源公司等研究機(jī)構(gòu)與企業(yè)，已經(jīng)在3D打印設(shè)備和材料領(lǐng)域取得一定研究成果。2012年10月，中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟成立，2013年，中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心（南京、濰坊、珠海）相繼成立。2013年，3D打印入選國家“863”計(jì)劃，國家將提供4000萬人民幣作為研究基金來支持3D打印核心技術(shù)的發(fā)展，北京將投入15億人民幣支持3D打印技術(shù)。2015年2月，工信部下發(fā)《國家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)計(jì)劃（2015-2016年）》，對3D產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出了整體計(jì)劃，未來相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策的出臺在預(yù)料之中。
定制化生產(chǎn)制造是3D打印主要發(fā)展方向
基于3D打印低成本定制化的優(yōu)勢，航空工業(yè)、生物醫(yī)學(xué)和個人消費(fèi)是其最具潛力的應(yīng)用領(lǐng)域?！笆濉逼陂g，我國3D打印將率先在航空工業(yè)領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。2013年1月，“飛機(jī)鈦合金大型復(fù)雜整體構(gòu)件激光成形技術(shù)”獲國家技術(shù)發(fā)明獎一等獎，我國成為世界上第二個掌握飛機(jī)鈦合金結(jié)構(gòu)件激光快速成形及技術(shù)的國家、世界上唯一掌握激光成形鈦合金大型主承力構(gòu)件制造且付諸實(shí)用的國家，航空部門和汽車制造等工業(yè)領(lǐng)域是該類3D打印技術(shù)最能發(fā)揮優(yōu)勢的領(lǐng)域，未來幾年其應(yīng)用將步入快速成長期。
3D打印在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用初步顯現(xiàn)，目前正在探索的應(yīng)用主要有假牙和假肢，當(dāng)3D打印技術(shù)與醫(yī)學(xué)影像建模、仿真技術(shù)結(jié)合之后，還能夠在人工假體、植入體、人工組織器官的制造方面得到廣泛應(yīng)用。隨著打印設(shè)備和打印材料技術(shù)的進(jìn)一步突破、成本的進(jìn)一步下降，3D打印在個人消費(fèi)領(lǐng)域（食品、藝術(shù)品、個性化物品等）也將得到進(jìn)一步發(fā)展?！笆濉逼陂g，3D打印將深刻影響制造企業(yè)的生產(chǎn)方式，引領(lǐng)制造業(yè)從標(biāo)準(zhǔn)化和精益化生產(chǎn)步入定制化生產(chǎn)。經(jīng)過“十三五”的夯實(shí)發(fā)展，到“十四五”期間，借助網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)，我國有望初步形成以“個體創(chuàng)意+社區(qū)共建+云制造”為代表的新的制造業(yè)模式。
3D打印產(chǎn)業(yè)化發(fā)展尚需突破四大瓶頸
從中長期看來，3D打印產(chǎn)業(yè)具有較為廣闊的發(fā)展前景，但目前產(chǎn)業(yè)距離成熟階段尚有較大距離，理想很豐滿，現(xiàn)實(shí)很骨感，短期內(nèi)對于3D打印的發(fā)展不宜過分高估。3D打印欲實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，需要突破技術(shù)成本、打印材料、產(chǎn)品質(zhì)量、社會風(fēng)險(xiǎn)等四大瓶頸。技術(shù)成本方面，以3D打印機(jī)為例，其造價(jià)昂貴，大多桌面級3D打印機(jī)售價(jià)2萬元人民幣左右，國內(nèi)的仿制品價(jià)格可以低到6000元以下，但質(zhì)量難以保證。打印材料方面，3D打印材料多采用化學(xué)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隱患，另外材料的價(jià)格也偏高，亟需豐富材料品種、降低材料價(jià)格。產(chǎn)品質(zhì)量方面，許多3D打印產(chǎn)品精度還不盡人意，打印效率還遠(yuǎn)不適應(yīng)產(chǎn)業(yè)化需求，而且受工作原理的限制，打印精度與速度之間存在嚴(yán)重沖突。社會風(fēng)險(xiǎn)方面，3D打印的技術(shù)優(yōu)勢使得假冒、仿造變得更加容易，不在知識產(chǎn)權(quán)等方面提前做好應(yīng)對，3D打印技術(shù)的泛濫將會帶來嚴(yán)重的社會風(fēng)險(xiǎn)。
2011年的3月，一直埋頭研發(fā)新型3D打印機(jī)耗材的許小曙突然被尖厲的“紅色警報(bào)”驚醒。這位當(dāng)時已經(jīng)57歲的應(yīng)用數(shù)學(xué)與材料科學(xué)博士，發(fā)現(xiàn)自己雄心勃勃創(chuàng)建的華曙高科，陷入危急時刻——全新3D打印機(jī)和耗材都未能研發(fā)成功；公司運(yùn)行一年半以來幾乎沒有任何收入，但已燒掉約1200萬元現(xiàn)金；來自房地產(chǎn)行業(yè)的投資者已經(jīng)失去信心，決定撤資。
這樣糟糕的狀況與許小曙之前的設(shè)想完全不同。2009年從全球規(guī)模最大的3D打印設(shè)備制造商3D Systems辭去技術(shù)總監(jiān)職務(wù)后，許小曙孤身一人回國創(chuàng)建了華曙高科。他堅(jiān)信華曙高科將成為全球最重要的3D打印機(jī)公司之一，在全球市場成為3D Systems最有力的競爭對手。許小曙不能允許自己的夢想就這樣破滅。
經(jīng)過冷靜分析，許小曙決定首先解決產(chǎn)品研發(fā)的問題。一旦3D打印機(jī)和打印耗材盡快推出，不僅能夠提振士氣，讓投資者看到公司發(fā)展的未來，還能讓公司在短期內(nèi)改善財(cái)務(wù)狀況。
當(dāng)時3D打印機(jī)的開發(fā)已進(jìn)入后期，許小曙有90%的把握盡快拿出最終產(chǎn)品。真正的技術(shù)難題是從公司成立第一天就開始研發(fā)的3D打印機(jī)耗材。這種類似于“墨汁”的打印耗材才是華曙高科的核心產(chǎn)品，但其研發(fā)工作卻陷入一團(tuán)亂麻。根據(jù)3D打印的工作原理，這種“激光粉末燒結(jié)”技術(shù)使用的材料，是一種粉末狀材料。這些粉末在一定熔點(diǎn)下融化，按照數(shù)字控制技術(shù)疊加成需要“打印”成型的物品。但在研發(fā)過程中，這種材料的熔點(diǎn)總是忽高忽低無法控制。第一批制造出來的耗材熔點(diǎn)為178攝氏度，一個月后第二批生產(chǎn)的耗材熔點(diǎn)就漲到186攝氏度。不僅如此，某些批次試制出的耗材在力學(xué)性能上也無法達(dá)到要求。
許小曙決心從頭梳理打印機(jī)耗材的研發(fā)過程，查找可能影響產(chǎn)品性能的重要問題。這種打印機(jī)粉末耗材，是一種化學(xué)聚合物。研發(fā)之初，為保證材料質(zhì)量，許小曙特意從經(jīng)銷商那里購買了最好的進(jìn)口化學(xué)材料作為母材。但最終他發(fā)現(xiàn)，恰恰是這些進(jìn)口材料差點(diǎn)拖垮了他的公司。
事實(shí)上，因?yàn)榇蠖鄶?shù)國內(nèi)用戶對價(jià)格很敏感，一些材料經(jīng)銷商就會進(jìn)口一批質(zhì)量有瑕疵的“尾貨”降低成本。這些“尾貨”材料因?yàn)樯a(chǎn)批次不同，所以材料的質(zhì)量瑕疵也各不相同。這就導(dǎo)致了許小曙在材料開發(fā)過程中，總會遇到?jīng)]有規(guī)律的性能問題。即便當(dāng)初他曾擔(dān)心過材料問題，特意更換過幾家經(jīng)銷商，也沒能擺脫原材料質(zhì)量帶來的問題。
于是許小曙決心嘗試用國產(chǎn)化工材料開發(fā)產(chǎn)品，由于國內(nèi)并不能生產(chǎn)他需要的尼龍材料，這就迫使許小曙尋找新材料來代替。“我決定干脆不搞尼龍絲材料了，而是尋找一種類似尼龍的材料，反而走出一條新路?！痹S小曙告訴《時間線》，“從專利和知識產(chǎn)權(quán)方面來說，這種材料與很多現(xiàn)有產(chǎn)品沒有任何沖突。我們?yōu)橛脩籼峁┝艘环N新材料。這款材料又是以蓖麻油為原料，是一種可再生能源?！?/p>
這種原材料的開發(fā)也耗費(fèi)了許小曙很多精力。因?yàn)樵S小曙需要的這種化工原材料，需要一種全新成份的配比，這是合作材料制造商從來沒有生產(chǎn)過的。華曙高科的技術(shù)人員和材料制造商一起經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)才把材料配比確定下來。與此同時，許小曙不僅與合伙人幾次面對面詳細(xì)溝通解釋公司的發(fā)展前景和商業(yè)模式，還利用自己的政府資源和朋友關(guān)系，讓合伙人相信公司的發(fā)展前景。看到3D打印機(jī)和耗材都即將研發(fā)成功，合伙人最終選擇留下來。許小曙用了近一年的時間終于把自己的公司從崩盤邊緣拉了回來。
新冒險(xiǎn)
許小曙1990年畢業(yè)于美國科羅拉多礦業(yè)大學(xué)，獲得了應(yīng)用數(shù)學(xué)與材料科學(xué)博士學(xué)位。1997至2009年先后在美國Trilogy、3D Systems、Solid Concepts公司擔(dān)任軟件開發(fā)總工程師和技術(shù)總監(jiān)等職務(wù)。在3D Systems，許小曙參與了SLS（選擇性激光粉末燒結(jié)）技術(shù)的開發(fā)，是該技術(shù)最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化過程中最為重要的原創(chuàng)者之一，他也因此成為3D打印技術(shù)全球頗具權(quán)威的技術(shù)專家。
在3D Systems工作多年后，許小曙與公司管理層在產(chǎn)品策略上出現(xiàn)了很大的分歧。3D Systems長期以來一直以銷售工業(yè)級設(shè)備為主，隨著公司的產(chǎn)品線和規(guī)模逐漸增大，管理層決定效仿打印機(jī)市場，在自己的設(shè)備上通過芯片監(jiān)控等技術(shù)，強(qiáng)制3D打印機(jī)用戶們只能使用3D Systems銷售的打印耗材，從而通過售價(jià)不菲的打印耗材賺錢了豐厚利潤。
“從用戶的角度來看，這樣做并不好，并且限制了市場的競爭、限制了3D打印技術(shù)的發(fā)展。不應(yīng)該在現(xiàn)有市場里考慮怎么多賺用戶的錢，而是應(yīng)該想辦法把這個市場規(guī)模擴(kuò)大?！痹S小曙告訴《時間線》，“現(xiàn)在限制3D打印發(fā)展的主要因素，并非技術(shù)方面的不足，而是成本過高。設(shè)備和材料成本降下來，才能推動市場的發(fā)展?！钡捎诠疽言诩{斯達(dá)克上市，3D Systems管理層更關(guān)心的是財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)如何能變得更好看，所以認(rèn)為這樣的銷售策略十分正確。
許小曙回憶，3D Systems一些3D打印機(jī)中的零件，樣機(jī)制造時都使用公司自己的3D打印機(jī)打印生產(chǎn)的。但當(dāng)產(chǎn)品正式上市時，因?yàn)榇蛴〕杀具^高，公司還是要去開模具進(jìn)行傳統(tǒng)制造。要知道這種工業(yè)級3D打印機(jī)的產(chǎn)量并不大。而像航空、醫(yī)療等行業(yè)的企業(yè)用戶，正是需要3D打印機(jī)來直接小批量生產(chǎn)零件。根據(jù)許小曙的估算，目前國際市場中，使用3D Systems 3D打印機(jī)的情況下，耗材在打印成本中的占比達(dá)到1/3。這種情況使得不少企業(yè)用戶與3D Systems等3D打印機(jī)制造商產(chǎn)生了矛盾。許小曙也正是從用戶對現(xiàn)狀的不滿中看到了市場機(jī)會。
2008年許小曙回到老家長沙參加母校湘潭大學(xué)50周年校慶，很多同學(xué)知道他在3D打印領(lǐng)域的成就后，都勸他利用中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型的機(jī)會在中國創(chuàng)建自己的公司。當(dāng)時全家都已遷至美國的許小曙并沒有回國創(chuàng)業(yè)的想法，笑著同意讓同學(xué)們幫助尋找投資者。2009年3月許小曙利用假期到湘潭大學(xué)進(jìn)行講座，就在返美前一天，一位同學(xué)打電話告訴許小曙，有人想投資他在國內(nèi)創(chuàng)辦3D打印機(jī)公司。抱著試試看的心態(tài)，許小曙趕去和他們見面，結(jié)果發(fā)現(xiàn)對方是一位希望進(jìn)軍科技行業(yè)的房地產(chǎn)公司的老板，對技術(shù)一竅不通。于是許小曙只是大致介紹了一下3D打印技術(shù)，并留給他一些相關(guān)資料。第二天他就匆匆返回了美國。
在許小曙離開后，這位房地產(chǎn)公司老板帶著拿到的資料，到清華大學(xué)等不少高校找專家咨詢了3D打印技術(shù)的現(xiàn)狀和市場前景。在總體上得到了積極正面的反饋后，他打電話給許小曙希望兩人一起在國內(nèi)創(chuàng)業(yè)。此時許小曙動心了。
決心創(chuàng)業(yè)的許小曙很快就回到長沙，約見了4、5個投資者。而在這段大約兩周的時間里，之前希望與許小曙合作的房地產(chǎn)老板也趕到長沙，天天晚上和許小曙一起吃飯、討論3D打印的市場狀況和前景。許小曙被打動了，他最終同意與這位不懂技術(shù)但態(tài)度誠懇的房地產(chǎn)商共同創(chuàng)建3D打印機(jī)公司。于是華曙高科在2010年9月正式注冊成立，第二年1月許小曙辭去了美國所有工作在長沙開始了自己新冒險(xiǎn)。
華曙高科創(chuàng)建時包括許小曙在內(nèi)一共只有6位員工，在一間80平米的寫字樓房間開始了新材料的研發(fā)工作。后來隨著研發(fā)的推進(jìn)，需要購買一些試驗(yàn)和生產(chǎn)設(shè)備，許小曙就在長沙找到一間廠房，在其中隔出一塊場地用來進(jìn)行試驗(yàn)。3D打印技術(shù)對技術(shù)人員的要求較高，需要有機(jī)械、電子、光學(xué)、熱學(xué)、化工等多方面的綜合知識，當(dāng)時華曙高科這家小公司很難找到適合的人才。于是許小曙就全部招聘本科、碩士應(yīng)屆畢業(yè)生，白天一起進(jìn)行研發(fā)工作，晚上他就給這些年輕人上課培訓(xùn)。在辦公室、廠房等方面控制成本的許小曙，在人才培養(yǎng)方面舍得花錢。他邀請很多外國專家到公司給年輕人講課。最夸張的一次是請一位機(jī)械控制領(lǐng)域的美國專家在公司開課50天。這位專家每天的價(jià)格是1000美元。當(dāng)時正好是華曙高科3D打印機(jī)第一臺測試樣機(jī)的組裝、調(diào)試階段，這位機(jī)械控制專家和華曙高科的年輕人一起完成了最后階段的工作。
材料為王
許小曙認(rèn)為真正推動3D打印技術(shù)發(fā)展的是打印所用的材料，尼龍絲、金屬粉末……每次新類型打印耗材的出現(xiàn)都使3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)跨越。而他自己正是在粉末燒結(jié)技術(shù)方面有很多積累。但想要從3D Systems手中搶奪用戶，僅僅有新型材料是不夠的。許小曙還需要提供可以使用新型材料的3D打印機(jī)。而且很多企業(yè)用戶正對現(xiàn)有的封閉3D打印機(jī)系統(tǒng)心懷不滿。所以許小曙的商業(yè)模式就是銷售開放式的3D打印機(jī)和耗材整套產(chǎn)品，華曙高科的3D打印機(jī)屬于工業(yè)級產(chǎn)品，一臺售價(jià)近200萬元人民幣，除了自己制造的打印耗材外，也可以使用其他公司生產(chǎn)的耗材。華曙高科2013年3D打印機(jī)的銷量目標(biāo)是30臺?！澳壳皝碚f，技術(shù)比較簡單的桌面系統(tǒng)不是我的強(qiáng)項(xiàng)。華曙高科的3D打印機(jī)是工業(yè)級別，直接為醫(yī)療、航空等行業(yè)服務(wù)的設(shè)備。這是我的目標(biāo)?！痹S小曙對《時間線》表示。
事實(shí)上，美國很多大公司都喜歡在3D打印機(jī)上使用自己研發(fā)材料。不僅可以降低成本，更重要的是可以和公司的應(yīng)用要求緊密結(jié)合。例如波音公司，對3D打印材料就有特殊的防火性能要求。華曙高科的3D打印機(jī)的一大賣點(diǎn)就是開放性。目前在工業(yè)級市場中，許小曙認(rèn)為國內(nèi)他沒有競爭對手，而國際市場中，只有華曙高科的3D打印機(jī)是開放系統(tǒng)，幾乎壟斷該市場的兩家大公司產(chǎn)品都是封閉的，而且3D打印機(jī)和打印耗材的價(jià)格都約是華曙高科的一倍。
許小曙向所有客戶承諾，這家公司的產(chǎn)品永遠(yuǎn)保持開放，并因此贏得了不少企業(yè)用戶的青睞。華曙高科的第一臺3D打印機(jī)已被一家美國公司買走。如今公司規(guī)模已有62人，其3D打印機(jī)2012年9月上市銷售，3個月內(nèi)就賣掉了4臺?；ぞ揞^巴斯夫也已表現(xiàn)出購買意向，因?yàn)檫@種開放式打印機(jī)可以讓它擺脫限制，通過華曙高科的打印機(jī)來開發(fā)各種適用于3D打印機(jī)的耗材材料。
目前華曙高科的訂單主要來自美國，國內(nèi)公司對華曙高科的3D打印機(jī)感興趣的很多，但真正下單寥寥無幾。許小曙表示，對此他早有思想準(zhǔn)備。他知道一種全新技術(shù)，在取代傳統(tǒng)成熟技術(shù)的過程中，用戶都會有從觀望、嘗試到購買的過程。為此，華曙高科特意成立一個規(guī)模較大的打印服務(wù)部門。對于那些對3D打印感興趣但尚存疑慮的用戶，華曙高科就讓對方先把圖紙發(fā)過來，然后免費(fèi)幫助他們打印價(jià)格，用最終的產(chǎn)品逐步說服客戶。
原理：用計(jì)算機(jī)“堆砌”出物品
3D打印技術(shù)的原理非常簡單：就是用蓋房子的方法，把一件東西精確地“堆砌”出來。
首先需要用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件（CAD）對要打印的物件進(jìn)行三維建模（3D建模），之后用軟件對虛擬的這個立體模型進(jìn)行分層，以便于3D打印的分層打印。完成分層模型文件的制作后，將文件傳輸給3D打印機(jī)，3D打印機(jī)隨即使用其裝載的原材料（比如液體，粉末或者是板材）開始一層一層地“堆砌”，最終完成物件制造。不過，這個打印過程只是打印出一個“毛坯”，打印出來的東西要比初始設(shè)計(jì)的原樣稍微大一些，隨后還需要進(jìn)一步精細(xì)加工，通過銑、磨等方式，去掉多余的部分，使最終零件的尺寸和表面質(zhì)量等都達(dá)到初始設(shè)計(jì)的要求。
分析整個3D打印過程不難發(fā)現(xiàn)，3D打印機(jī)的材料使用、機(jī)器大小都在限制打印物品的材質(zhì)、性能和大小。目前市面上可以買到的最便宜的3D打印機(jī)價(jià)格在1萬元左右，其加工精度只有米級，用來加工門板之類尚可，若用它來打印牙簽，打出來的只能還是門板。而要制造那些厘米級的精細(xì)物件，則需要百萬元以上價(jià)格的3D打印機(jī)。
應(yīng)用：幾乎涵蓋三百六十行
3D打印技術(shù)的最大優(yōu)點(diǎn)是省去了加工和組裝的過程，以往生產(chǎn)一些物件特別是工業(yè)制品的時候，由于這些制品往往形狀不規(guī)則，有棱有角有分叉，使用傳統(tǒng)切削工藝會浪費(fèi)很多原材料；而用鑄造工藝制造，精度又達(dá)不到要求；如果分段建造并組裝，強(qiáng)度又不夠，而3D打印技術(shù)可以一次成型，保證整體強(qiáng)度，同時其初始精度雖然還需要深加工，但是已經(jīng)遠(yuǎn)超鑄造工藝，因此被廣泛用于樣機(jī)研究、建筑、工業(yè)設(shè)計(jì)、軍事、工程等領(lǐng)域。我國航空航天領(lǐng)域的不少難題都是用3D打印技術(shù)成功突破的。而荷蘭阿姆斯特丹建筑大學(xué)的設(shè)計(jì)師們于今年1月已經(jīng)開始打印全球第一座打印建筑物了。
除此之外，醫(yī)療、時尚、珠寶、教育和食品等領(lǐng)域也開始使用3D打印技術(shù)。在醫(yī)療領(lǐng)域，3D打印技術(shù)為復(fù)制人體代用器官提供了更為精細(xì)的選項(xiàng)，比利時和荷蘭科學(xué)家聯(lián)手用3D打印為一位83歲女性打印出了人造下顎，德國一家公司使用3D打印技術(shù)制造出了人體血管。前不久，浙江龍泉的藝人用3D打印技術(shù)打印出了精細(xì)的青瓷工藝品，其加工精度與優(yōu)秀大師的作品不相上下。還有一家美國公司嘗試采用3D打印技術(shù)制造豬肉，目前生產(chǎn)出的第一片豬肉幾乎與普通豬肉一樣。
前景：三大瓶頸有待突破
3D打印技術(shù)的應(yīng)用前景非常廣闊。但是它要想一飛沖天，還需要突破幾個瓶頸。
首先是材料的瓶頸。3D打印使用的材料或者是粉末，或者是融化的材料，包括鈦合金、光敏材料等，目前價(jià)格都非常高，難以推廣。另外，這些可融化材料的熔點(diǎn)都較低，因此3D打印出來的部件不能用于高溫環(huán)境，這大大限制了3D打印的應(yīng)用范圍。2012年美國一個工程師在自己家里用3D打印機(jī)制造了一個步槍零件，這個樹脂步槍零件與真實(shí)步槍零件相差無幾，但是如果真用這個3D打印零件替換真槍零件，打上幾發(fā)子彈后它就要被高溫?zé)g掉，而真槍零件可是能承受上萬發(fā)子彈射擊的。
其次是推廣的瓶頸。目前3D打印機(jī)低端產(chǎn)品不少，加工精度在米級上下，而高端產(chǎn)品才能體現(xiàn)3D打印精細(xì)化和一次成型的優(yōu)勢，但是目前這些高端3D打印機(jī)的價(jià)格至少幾百萬元一臺，幾千萬元或者上億元的機(jī)器也有。高昂的價(jià)格使3D打印機(jī)無法大規(guī)模投入生產(chǎn)。而且目前使用金屬材料進(jìn)行3D打印的制造效率不高，每小時只能“堆砌”100到3000克左右，對于動輒幾百公斤的部件來說，這個制造速度太慢了。
再次是設(shè)計(jì)的瓶頸。3D打印的核心之一就是計(jì)算機(jī)模擬實(shí)際物品進(jìn)行三維創(chuàng)作。應(yīng)付簡單構(gòu)造的物品還可以，遇到復(fù)雜的物體，比如大腦等人體器官，由于人類本身對其的認(rèn)識水平都十分有限，3D打印技術(shù)就愛莫能助了。在3D打印技術(shù)的北京體驗(yàn)館，觀眾可以在現(xiàn)場打印出自己的三維模型，但是這個模型僅僅只是個空殼，無法體現(xiàn)人體內(nèi)部機(jī)能。
制造業(yè)
在3D打印發(fā)展之初，其應(yīng)用僅局限在原型制作或工藝品打印。隨著3D打印技術(shù)的日趨成熟，在汽車、航空、醫(yī)療、教育、電子消費(fèi)品等領(lǐng)域有了更為廣泛的應(yīng)用。其中3D打印在航空和汽車領(lǐng)域的發(fā)展已經(jīng)比較成熟，而生物醫(yī)療則成為了最近3D打印研究的熱門領(lǐng)域。
汽車行業(yè)
汽車制造商可以算作是增材制造技術(shù)的最早使用者之一，過去幾十年汽車制造商多將3D打印技術(shù)應(yīng)用于小批量原型制造。最近幾年，各大汽車制造商開始加大3D打印技術(shù)使用步伐，向更高價(jià)值的應(yīng)用轉(zhuǎn)變，3D打印在汽車行業(yè)的應(yīng)用正在從用于最終檢查和設(shè)計(jì)驗(yàn)證的相對簡單的概念模型，演進(jìn)到用于測試車輛、發(fā)動機(jī)和平臺的功能性部件。目前，汽車行業(yè)是3D打印的原型零部件的主要生產(chǎn)者，每年汽車行業(yè)將生產(chǎn)超過10萬件原型零部件和添加制造的模具。
航空航天
3D打印技術(shù)特別是金屬直接快速成形工藝成為航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用熱點(diǎn)，其優(yōu)勢體現(xiàn)在生產(chǎn)周期短、生產(chǎn)成本低、減重（輕量化）等方面。
由于航空航天設(shè)備所需要的零部件往往都是一些需要單件定制的小部件，如果運(yùn)用傳統(tǒng)工藝制作勢必會存在制作周期過長、成本過高的問題。3D打印工藝制造速度快，成型后的近形件僅需少量后續(xù)機(jī)加工，可以顯著縮短零部件的生產(chǎn)周期，滿足對航空航天產(chǎn)品的快速響應(yīng)要求。3D打印加工過程的材料利用率很高，成形過程無需專用模具、工具和夾具，可以節(jié)省制造航空航天裝備零部件所需的昂貴原材料，顯著降低制造成本。
金屬零件直接成形時的快速凝固特征可提高零件的機(jī)械性能和耐腐蝕性，與傳統(tǒng)制造工藝相比，成形零件可在不損失塑性的情況下使強(qiáng)度得到較大提高。如由激光快速成型技術(shù)打造的一次成型鈦合金的承力能力比普通鍛造、焊接強(qiáng)上近30%。
同時，3D打印擁有良好的設(shè)計(jì)靈活性和加工柔性。3D打印工藝能夠?qū)崿F(xiàn)單一零件中材料成分的實(shí)時連續(xù)變化，使零件的不同部位具有不同成分和性能，是制造異質(zhì)材料（如功能梯度材料、復(fù)合材料等）的最佳工藝。航空航天裝備的零部件由于工作環(huán)境的特殊性通常對材料的性能和成分有著嚴(yán)格甚至苛刻的要求，大量試用各種高性能的難加工材料，而3D打印技術(shù)可以方便地采用高熔點(diǎn)、高硬度的高溫合金、鈦合金等難加工材料。
醫(yī)療行業(yè)
目前醫(yī)療行業(yè)3D打印技術(shù)的應(yīng)用主要有以下幾方面：一是無需留在體內(nèi)的醫(yī)療器械，包括醫(yī)療模型、診療器械、康復(fù)輔具、假肢、助聽器、手術(shù)導(dǎo)板等;二是個性化永久植入物，使用鈦合金、鈷鉻鉬合金、生物陶瓷和高分子聚合物等材料3D打印骨骼、軟骨、關(guān)節(jié)、牙齒等產(chǎn)品，通過手術(shù)植入人體;三是3D生物打印，即使用含細(xì)胞和生長因子的“生物墨水”，結(jié)合其他材料層層打印出產(chǎn)品，經(jīng)體外和體內(nèi)培育，形成有生理功能的組織結(jié)構(gòu)。
體外醫(yī)學(xué)模型
3D打印模擬器官可以用來檢測藥物效果，一方面有利于縮短臨床藥物研發(fā)周期，另一方面可以避免潛在的人體試驗(yàn)損害，極大地節(jié)省新藥的研發(fā)費(fèi)用。構(gòu)建3D 模型在手術(shù)設(shè)計(jì)、操作演練等方面具有廣闊的應(yīng)用前景和極高的應(yīng)用價(jià)值。器官或組織的3D 醫(yī)療模型，能夠?qū)⑵鞴倩蚪M織內(nèi)部構(gòu)造的細(xì)節(jié)逼真地顯示出來，使得醫(yī)學(xué)知識變得更加直觀明了。這種技術(shù)已在整復(fù)外科、口腔科、眼科等領(lǐng)域中的顱骨修復(fù)、下頜骨修復(fù)正形等方面發(fā)揮了積極作用。
3D打印通過復(fù)雜建?？稍旄Ｍ饪剖中g(shù)。醫(yī)生在手術(shù)前可以在患者體外再現(xiàn)體內(nèi)實(shí)際模型，可以通過反復(fù)利用模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，從而減少在真實(shí)手術(shù)中的效率和風(fēng)險(xiǎn)。例如，北京阜外醫(yī)院主要將這一技術(shù)應(yīng)用在心血管介入手術(shù)方面，與比利時的3D 打印服務(wù)商Materialise 合作，在手術(shù)前提前模擬打印出心臟模型進(jìn)行精準(zhǔn)化訓(xùn)練，從而大大提升手術(shù)的成功率。這種方法對于先天心臟缺陷的嬰兒好處明顯，因?yàn)閶雰旱钠鞴傧鄬θ跣?，手術(shù)就必須有更充分的準(zhǔn)備，也必須非常精細(xì)。
定制化醫(yī)療器械/組織工程
3D打印技術(shù)在助聽器、假肢制造、康復(fù)輔具、骨科手術(shù)個性化導(dǎo)板、人工關(guān)節(jié)、人工外耳和個性化種植牙等方面已得到了廣泛應(yīng)用。運(yùn)用3D 打印技術(shù)設(shè)計(jì)和制作的助聽器可滿足個性化需求。利用3D 打印技術(shù)制造出的假肢也更加符合人體工學(xué)。應(yīng)用金屬打印制作的多孔鈦結(jié)構(gòu)，生物學(xué)表現(xiàn)特性更加合理，具有輕量化，更加符合人體工程學(xué)，從而克服了傳統(tǒng)制造工藝的限制。
傳統(tǒng)牙齒修復(fù)過程相對復(fù)雜，難以保證精度，返修率高、制作周期長。將3D打印技術(shù)運(yùn)用到義齒修復(fù)中已經(jīng)成為牙科領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的技術(shù)，降低了義齒修復(fù)成本，縮短了制作周期。此外，3D 打印在骨科的應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)低成本假肢打印。
人工器官和組織
3D 打印技術(shù)不僅能夠打印醫(yī)療模型、醫(yī)療器械，還可以根據(jù)患者需要打印出相應(yīng)的器官。
3D生物打印使用含細(xì)胞和生長因子的“生物墨水”，結(jié)合其他醫(yī)療材料層層打印出產(chǎn)品，經(jīng)體外和體內(nèi)培育，形成有生長能力功能的組織結(jié)構(gòu)。這項(xiàng)技術(shù)的推廣與使用有望解決全球面臨的移植組織或器官不足的難題。
美國圣迭戈Organovo將細(xì)胞用作“生物墨汁”，通過3D打印程序制成活性人體組織片，已成功打印出心肌組織、動脈血管等。愛丁堡赫瑞瓦特大學(xué)開發(fā)了一種基于瓣膜的雙噴嘴打印機(jī)，配有兩個“墨盒”，一個裝著浸在細(xì)胞培養(yǎng)基中的人體胚胎干細(xì)胞，另一個只有培養(yǎng)基。使用這一打印機(jī)可打印用于組織再生的首例人體胚胎干細(xì)胞以及其他活細(xì)胞的打印。所研發(fā)的3D 打印機(jī)通過控制實(shí)現(xiàn)精確打印速度和墨水流量。
藥劑
3D打印可制造靶向藥物運(yùn)輸超微機(jī)器人。在人體內(nèi)精準(zhǔn)運(yùn)輸藥物的機(jī)器人可以用來提升太近微創(chuàng)手術(shù)、靶向用藥、遠(yuǎn)程感應(yīng)和單細(xì)胞操控技術(shù)的效果和水平。
通過3D 打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)的微型機(jī)器人被設(shè)計(jì)成“鞭毛”的類似物，這樣可以更好地被數(shù)字化操控，從而靈活地將藥物送達(dá)到人體各部。FDA 批準(zhǔn)了美國Aprecia制藥公司首款采用3D打印技術(shù)制備的“左乙拉西坦速溶片”上市。這種藥采用Aprecia公司的ZipDose3D打印技術(shù)生產(chǎn)，內(nèi)部呈現(xiàn)多空狀，內(nèi)表面及高，可在短時間內(nèi)被很少的水融化，用分層打印制備藥物制劑取代傳統(tǒng)的壓片技術(shù)，使得含水流體將多層粉狀藥劑結(jié)合在一起。
主要企業(yè)
3D 打印的核心專利大多被設(shè)備廠商掌握，因此在整個產(chǎn)業(yè)鏈中設(shè)備廠商占據(jù)主導(dǎo)地位。隨著專利陸續(xù)到期，設(shè)備廠商的地位必然會受到?jīng)_擊。近年來，3D 打印行業(yè)整合加劇，其中以3D Systems 和Stratasys 的整合路徑最具代表性。3DSystems 采取上下游并購路徑，并購對象包括服務(wù)商、軟件公司、材料和設(shè)備廠商。Stratasys 的整合路徑以橫向整合為主，如與Objet 的合并和收購MakerBot。通過一系列的整合，設(shè)備企業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)榫C合方案提供商，加強(qiáng)了對產(chǎn)業(yè)鏈的整體掌控能力。
全球3D 打印兩大巨頭3D Systems 和Stratasys 生產(chǎn)了全球半數(shù)以上的打印機(jī)，并在近幾年通過兼并收購其他3D 打印企業(yè)不斷擴(kuò)大規(guī)模。另外，一些企業(yè)（如EOS、Envisiontec 等）在各自擅長的領(lǐng)域也有突出表現(xiàn)。除了這些企業(yè)，市場上還有許多提供3D 打印服務(wù)的中小型企業(yè)。
3D Systems
3D Systems公司由3D 打印技術(shù)的發(fā)明者查爾斯?赫爾成立于1986年，位于美國南卡羅來納州羅克希爾，以立體光固化成型技術(shù)（SLA）起家。在此后的二十幾年中依靠基礎(chǔ)專利的優(yōu)勢，通過并購形成了覆蓋打印材料、打印設(shè)備和打印服務(wù)領(lǐng)域的全產(chǎn)業(yè)模式。
近年來3D Systems已經(jīng)逐漸擺脫了業(yè)績虧損的狀況，進(jìn)入了盈利增長時期。自2009年以來，公司營業(yè)收入均保持20%以上的增速，2014 年，公司營業(yè)收入達(dá)到6.54 億美元，凈利潤達(dá)到0.18 億美元。目前在全球范圍內(nèi)擁有近900 名員工。
在外延并購方面，3D Systems動作頻頻。在過去的四年中，3D Systems公司已經(jīng)收購了超過45家公司，總金額達(dá)到5.2億美元。2014年，公司通過收購Cimatron、Simbionix、LayerWise、Laser Reproductins 等公司開始進(jìn)軍仿真、航空航天以及醫(yī)療等領(lǐng)域。2015 年3D Systems 收購了無錫易維，加緊了其在中國3D 打印市場的布局。另外，通過收購Bits from Bytes（一家普及型打印設(shè)備提供商），3D Systems也成為消費(fèi)者使用的個人系統(tǒng)的領(lǐng)先供應(yīng)商，其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于教育等領(lǐng)域。
3D Systems 是全球領(lǐng)先的3D 打印解決方案提供商。3D Systems 提供不同種類的產(chǎn)品。個人產(chǎn)品如Cube、BfB、RapMan 系列，入門級專業(yè)打印機(jī)V-Flash，專業(yè)打印機(jī)Projet 和Zprinter，以及基于SLA、SLS、SLM 技術(shù)的工業(yè)用打印機(jī)等。其技術(shù)優(yōu)勢包括概念建模、快速原型設(shè)計(jì)及制造等。3D Systems 提供7 種3D 打印解決方案，包括光固化快速成形和激光燒結(jié)、聚合物成型以及用于個人打印機(jī)技術(shù)FDM等。公司在3D 打印領(lǐng)域擁有超過1100 項(xiàng)專利，材料包括塑料、蠟、尼龍、金屬等100 多種材料。
3D Systems產(chǎn)品和服務(wù)的一個重要發(fā)展是其“創(chuàng)作工具”。3D Systems 率先引入了基于網(wǎng)絡(luò)和基于軟件的工具來簡化3D 產(chǎn)品的創(chuàng)造。通過對Vidar 的收購，3D Systems 成為創(chuàng)建三維數(shù)字化醫(yī)學(xué)影像的領(lǐng)導(dǎo)者。同樣的，通過對My Robot Nation 的收購，公司迅速打入消費(fèi)產(chǎn)品領(lǐng)域。
3D Systems經(jīng)營兩個按需生產(chǎn)零件服務(wù)：ProParts 和Quickparts。在按需打印方面，3D Systems 提供Quickparts 和ProParts 服務(wù)。3D Proparts 是一家提供快速成型制造和服務(wù)的企業(yè)，其服務(wù)包括定制支持和項(xiàng)目管理等，于2009 年被3D Systems 收購。QuickParts于2011年2月被3D Systems收購，是一個小批量的生產(chǎn)商。
Stratasys
Stratasys由Scott Crump于1989年在美國明尼蘇達(dá)州成立，并于1994年在納斯達(dá)克上市。Stratasys專注于熔融沉積成型（FDM）技術(shù)的研究及開發(fā)，并成功打造出Dimension、uPrint 和Fortus 三個品牌。其中，Dimension憑借高性價(jià)比，成為全球最暢銷的3D打印機(jī)系列之一。與3D Systems 相同，Stratasys的營業(yè)收入也在近年來保持快速增長，2014年公司營業(yè)收入達(dá)到7.5億美元。
Stratasys 在近4 年來的并購浪潮中同樣大動作頻出，如以14 億美元收購以色列3D 打印系統(tǒng)提供商Object 公司;以4 億美元收購桌面級3D 打印設(shè)備生產(chǎn)商MakerBot;1 億美元收購CAD 設(shè)計(jì)師社區(qū)Grabcad。隨著各類企業(yè)的并購，Stratasys的3D打印領(lǐng)域全產(chǎn)業(yè)鏈在不斷完善。
Stratasys主要經(jīng)營3D打印設(shè)備和打印材料，這兩項(xiàng)合計(jì)占其收入的85%。公司的3D打印設(shè)備包括理念系列、設(shè)計(jì)系列和生產(chǎn)系列三個級別，同時公司還制造專門用于牙科的3D 打印機(jī)。在打印材料領(lǐng)域，現(xiàn)在能夠生產(chǎn)超過130種的打印材料，其中包括100種的光聚物和10多種的熱塑性塑料打印材料。
ExOne
Exone也是3D打印全產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)，成立于2012年，使用麻省理工學(xué)院提供的粉末噴墨三維打印（Inkjet3DP）。主要提供兩種打印機(jī)，分別使用沙子和金屬材料，可以完成較大尺寸產(chǎn)品的制作。該公司的3D 印刷機(jī)器能夠制造壓鑄模具和特種石英砂、陶瓷的鑄造產(chǎn)品。
Exone 公司共有兩個系列的產(chǎn)品，分別是S 系列和M 系列。S 系列的產(chǎn)品主要用于工業(yè)生產(chǎn)，生產(chǎn)澆鑄所用的鑄型，代表性的產(chǎn)品有S Max、S Print。M 系列的3D 打印機(jī)主要用于直接打印可以使用的零件或是終端產(chǎn)品，代表性產(chǎn)品為M Flex 和M Lab。前三者都是工業(yè)用打印機(jī)，M Lab 是科研人員專用的打印機(jī)，屬于專業(yè)用途。
Exone 主要的客戶集中在航天、汽車、重型設(shè)備、能源等行業(yè)。該公司還提供耗材和零件、服務(wù)、培訓(xùn)和技術(shù)支持，通過位于美國、德國、日本的生產(chǎn)服務(wù)中心（PSCs）來對其客戶進(jìn)行生產(chǎn)前合作與定制服務(wù)。
RepRap
RepRap 是一種三維打印機(jī)原型機(jī)，它具有一定程度的自我復(fù)制能力，能夠打印出大部分其自身的（塑料）組件。RepRap 是（replicating rapid prototyper）的縮寫。
這種原型機(jī)從軟件到硬件各種資料都是免費(fèi)和開源的，都在自由軟件協(xié)議GNU 通用公共許可證GPL 之下。
至目前為止，RepRap 項(xiàng)目已經(jīng)了四個版本的3D 立體打印機(jī)：2007 年3 月“達(dá)爾文”（Darwin），2009 年10 月“孟德爾”（Mendel），2010 年“Prusa Mendel”和“赫胥黎”（Huxley）。開發(fā)者采用了著名生物學(xué)家們的名字來命名，是因?yàn)椤癛epRap 就是復(fù)制和進(jìn)化”。
由于機(jī)器具有自我復(fù)制能力，能廉價(jià)地傳播RepRap 給個人和社區(qū)，使他們能夠創(chuàng)建或下載來自互聯(lián)網(wǎng)的復(fù)雜的產(chǎn)品，而不需要昂貴的工業(yè)設(shè)施。
Arcam
瑞典Arcam公司成立于1997年，在斯德哥爾摩證券交易所上市，公司是唯一使用電子光束溶解法（EBM）技術(shù)的增量制造公司，2003年3月第一臺EBM S12機(jī)器上市，隨后推出基于EBM技術(shù)的改進(jìn)機(jī)型。
Arcam為市場提供EBM 的完整生產(chǎn)鏈，包括打印機(jī)、系統(tǒng)服務(wù)和金屬粉末銷售。Arcam還與美國DiSanto 技術(shù)公司合作，致力于骨科植入物（Orthopedic Implants）市場。OI 產(chǎn)業(yè)可分為三部分：重構(gòu)、外傷手術(shù)和脊柱手術(shù)。
目前，Arcam上市的打印機(jī)有Arcam A2X、Arcam Q10、Arcam Q20，Arcam A2X主要應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域，應(yīng)用材料是鈦和鋁化鈦;Arcam Q10 則是針對于OI 市場，而Arcam Q20 則是在前者基礎(chǔ)上，加大制造空間以適應(yīng)在航空航天上的應(yīng)用，二者均具備有電子槍、e LayerQamTM 系統(tǒng)。
其他
3D打印賦予了普通人強(qiáng)大新穎的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工具，人們可以獲得專業(yè)設(shè)計(jì)師和制造業(yè)大企業(yè)所獨(dú)有的設(shè)計(jì)和制造能力。
在未來的3D打印世界里，無論何時何地，人們需要什么就可以打印什么。當(dāng)然，技術(shù)雖然好，也要看人們怎樣應(yīng)用。有人可能會用來制造武器，甚至有毒的新藥。
大多數(shù)人第一次聽到3D打印時，他們就想到了那些老式的、常見的桌面打印機(jī)。噴墨打印機(jī)和3D打印機(jī)最大的區(qū)別是維度問題，桌面打印機(jī)是二維打印的，在平面紙張上噴涂彩色墨水，而3D打印機(jī)可以制造拿在手上的三維物體。
3D打印機(jī)依據(jù)計(jì)算機(jī)指令，通過層層堆積原材料制造產(chǎn)品。在人類歷史的大部分時間里，我們通過切割原料或通過模具成型制造新的實(shí)體物品。
3D打印的技術(shù)名稱是“增材制造”，這是對實(shí)際打印過程比較貼切的描述。3D打印獨(dú)特的制造技術(shù)讓我們能夠生產(chǎn)前所未有的各種形狀的物品。
3D打印不是一種新技術(shù)，3D打印機(jī)已在制造機(jī)加工車間默默地工作了幾十年。但在過去的幾年里，由于受到計(jì)算能力、新型設(shè)計(jì)軟件、新材料、創(chuàng)新推動及互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)步的推動，3D打印技術(shù)發(fā)展迅速。
計(jì)算機(jī)在3D打印過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用，沒有計(jì)算機(jī)發(fā)出的指令，3D打印機(jī)就會癱瘓。3D打印機(jī)正常運(yùn)作的前提是要輸入一個設(shè)計(jì)好的電子藍(lán)圖或設(shè)計(jì)文件，它們負(fù)責(zé)告訴3D打印機(jī)在哪里放置原材料。
3D打印過程如下：3D打印機(jī)在設(shè)計(jì)文件指令的導(dǎo)引下，先噴出固體粉末或熔融的液態(tài)材料，使其固化為一個特殊的平面薄層。第一層固化后，3D打印機(jī)打印頭返回，在第一層外部形成另一薄層。第二層固化后，打印頭再次返回，并在第二層外部形成另一薄層。如此往復(fù)，最終薄層累積成為三維物體。
3D打印機(jī)不像傳統(tǒng)制造機(jī)器那樣通過切割或模具塑造制造物品。通過層層堆積形成實(shí)體物品的方法從物理的角度擴(kuò)大了數(shù)字概念的范圍。對于要求具有精確的內(nèi)部凹陷或互鎖部分的形狀設(shè)計(jì)，3D打印機(jī)是首選的加工設(shè)備，它可以將這樣的設(shè)計(jì)在實(shí)體世界中實(shí)現(xiàn)。
3D打印部件和產(chǎn)品正在蔓延到日常生活中。你的汽車儀表盤的設(shè)計(jì)就借助了3D打印原型，確保各部件緊密地配合在一起。如果你戴助聽器， 3D打印可以使用光學(xué)掃描數(shù)據(jù)，捕捉你內(nèi)耳的精確形狀，實(shí)現(xiàn)定制生產(chǎn)。
牙科診所借助X射線不到一個小時就可以打印定制牙冠。在體內(nèi)安裝用鈦和陶瓷打印的假膝蓋已經(jīng)風(fēng)靡世界。如果你有幸乘坐波音公司的新型飛機(jī)——波音787“夢想飛機(jī)”，你已經(jīng)將生命托付給至少32種3D打印的部件。
3D打印技術(shù)的秘密可以概括如下：就將復(fù)雜設(shè)計(jì)變成實(shí)體物品而言，3D打印機(jī)比其他生產(chǎn)模式（如人工生產(chǎn)或機(jī)器生產(chǎn)）更精確、更通用，可以將一個復(fù)雜的設(shè)計(jì)通過組合不同的原材料以過去不可能的方式制造成實(shí)物。
如今，一般家用3D打印機(jī)可以制造鞋盒大小的塑料物品。工業(yè)領(lǐng)域的3D打印機(jī)可以制造大到汽車、小到肉眼幾乎無法看到的針頭等物品。有些研究人員開始嘗試用3D打印機(jī)打印小型房屋大小的混凝土結(jié)構(gòu)。而在微觀的角度，另外一些研究人員已經(jīng)打印出肉眼幾乎看不到細(xì)節(jié)的物體。
走向數(shù)字化和模擬化：跨越虛擬世界和實(shí)體世界的鴻溝
20世紀(jì)末，信息開始走向數(shù)字化。21世紀(jì)，虛擬世界將與實(shí)體世界更緊密地聯(lián)系在一起。
虛擬世界是一個可以在其中自由選擇的地方。在視頻游戲里，人物可以跨越建筑物、長出新的手臂、變身成為不同的實(shí)體形狀。虛擬世界也很容易編輯和修訂。雖然改變一棵真樹的樹皮顏色是不可能的事，但在數(shù)碼照片中改變樹的顏色卻很簡單。
3D打印技術(shù)將跨越虛擬世界與實(shí)體世界的鴻溝。當(dāng)然，懷疑論者會立即指出，數(shù)字世界和實(shí)體世界已經(jīng)有了一些交匯點(diǎn)。畢竟設(shè)計(jì)和制造工藝已經(jīng)由計(jì)算機(jī)驅(qū)動了數(shù)十年，現(xiàn)在大規(guī)模生產(chǎn)幾乎實(shí)現(xiàn)了完全自動化（除了最后一步，即勞動密集型裝配流水線）。
虛擬世界和實(shí)體世界的融合將是一個緩慢而微妙的過程，這一過程具有階段性。首先，我們要獲取實(shí)體物品的形狀；其次，我們上升到新階段，控制其材料組成；最后，我們要控制實(shí)體物品的行為。
掌控產(chǎn)品形狀：現(xiàn)實(shí)生活中不可能的形狀也能制造
3D打印機(jī)可以詳細(xì)闡釋數(shù)字化設(shè)計(jì)文件，帶我們到接近充滿豐富的創(chuàng)造力和自由的虛擬世界。如果你看動畫片，顯然，屏幕上的畫面就是在用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的：恐龍?jiān)诂F(xiàn)代化的地鐵站里漫步，狀如禿鷹的飛行機(jī)器戰(zhàn)士用致命激光掃射所經(jīng)之處。
如果影片在動畫和現(xiàn)實(shí)之間來回切換，對觀眾來說，在計(jì)算機(jī)繪制的充滿豐富想象的多彩世界和現(xiàn)實(shí)生活中顯然有一個明確的界限。欣賞3D打印的前景和風(fēng)險(xiǎn)的方法之一是思考掌控材料世界的鐵律。由于3D打印機(jī)分層形成物品，它們可以塑造過去只有在自然界存在的形狀，曲線、鏤空與復(fù)雜的內(nèi)腔制造將成為可能。
數(shù)字設(shè)計(jì)在計(jì)算機(jī)屏幕上令人震驚，但理論上被制造出來后隨時會坍塌，因?yàn)樗荒芡黄浦亓筒牧舷拗?。相比之下，?shù)字世界讓我們放飛想象的翅膀，自由創(chuàng)造。數(shù)字世界急需制造出現(xiàn)實(shí)生活中不可能的形態(tài)。
控制材料構(gòu)成：實(shí)體物品能不能也變成數(shù)字世界的“1”和“0”
在融合的第二階段，3D打印會給我們帶來對物質(zhì)構(gòu)成和材料構(gòu)成的精確控制。多材料3D打印機(jī)將為新產(chǎn)品的生產(chǎn)打開大門，這種新產(chǎn)品由嚴(yán)格控制的原材料構(gòu)成，其整體性能將大于部分之和。
試想在一個水彩調(diào)色盤中，將藍(lán)色和黃色混合，可以形成無數(shù)深淺不同的綠色。在自然界中，22種氨基酸以不同的方式組合，創(chuàng)造出可以形成驚人物種的蛋白質(zhì)。配備精確的設(shè)計(jì)文件的多材料3D打印機(jī)，可以將熟悉的原材料混合成全新的組合。
隨著3D打印技術(shù)的不斷發(fā)展，我們將看到很多由當(dāng)前不可行的材料混合制成的物體。我們將看到可以自我修復(fù)的機(jī)器部件，或者看到可以將其長度延伸近10倍的無線網(wǎng)格。醫(yī)療設(shè)備將對特定病人的血型做出回應(yīng)，或檢測其體溫變化。
控制材料組成的第二個渠道與第一個稍有不同。有一天3D打印機(jī)會制造出可控的材料。在虛擬世界中，所有的信息無論多么復(fù)雜，最終都可歸結(jié)為它的本質(zhì)，那就是兩個基本單位：1或0。相反，實(shí)體物品由豐富的、非模塊化的螺旋結(jié)構(gòu)的原材料制成，它的基本單位是原子，不那么規(guī)則且難以控制。由于材料在實(shí)體世界具有多樣性，很難有意義地捕捉數(shù)字形式的“模擬”材料。結(jié)果是，模擬材料很難被精確地復(fù)制、控制和編程。
不兼容的原子是制造商的噩夢。誠然，3D打印機(jī)不能粉碎開放的原子，使它們更具可塑性。但是，3D打印機(jī)可以做的是將一度不能兼容的原材料巧妙地結(jié)合在一起，打印成單一的物品。
打印智能物品：機(jī)器人將過時
拿廚房的木桌為例，如果你用光學(xué)掃描儀掃描它的外表面，你可以把掃描獲得的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成設(shè)計(jì)文件。一旦將桌子的實(shí)體尺寸轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式，就可以輕易使用設(shè)計(jì)軟件暫時獲得對桌子設(shè)計(jì)的控制。
你可以先編輯桌子的設(shè)計(jì)文件，然后3D打印出一張新桌子。然而，除非你用數(shù)十億個體素進(jìn)行打印，否則新桌子將是模擬的。它的材料、它的部件和組片將仍然是原生的、非智能的、連續(xù)的和被動的。如果你能用體素3D打印出新桌子，那么新的世界可能就會出現(xiàn)。
體素催生出活躍的智能原材料。與今天我們能3D打印的非智能部件不同，未來我們能打印出智能系統(tǒng)，例如一部可使用的手機(jī)。3D打印機(jī)將創(chuàng)造出智能面料、現(xiàn)成機(jī)器人的生命形式和能夠?qū)W習(xí)、響應(yīng)和思考的機(jī)器。我們可以打印帶有數(shù)字智能內(nèi)涵的實(shí)體物品。
未來有一天，3D打印將把人工智能從計(jì)算機(jī)拓展到現(xiàn)實(shí)世界，機(jī)器人將成為過去時。半機(jī)器人在20世紀(jì)90年代就成為文化遺跡，未來取決于可以編程的物質(zhì)以及本質(zhì)可以編程并可以被3D打印的原材料。
麻省理工學(xué)院教授尼爾·格申費(fèi)爾德在《當(dāng)鞋子開始思考》一書中預(yù)言，可編程物質(zhì)有自己的思想。數(shù)字處理能力將真正地找到自己的腿，走進(jìn)物質(zhì)世界。3D打印可編程物質(zhì)將形成自己的實(shí)體，具備機(jī)械和觸覺能力。
關(guān)鍵詞：3D打印技術(shù)；服裝設(shè)計(jì)；影響
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.09.243
1 前言
3D打印是以三維設(shè)計(jì)模型為基礎(chǔ)，經(jīng)過軟件分層離散與數(shù)控成形體系，運(yùn)用激光束以及熱熔噴嘴等其它形式將陶瓷粉末、金屬粉末及塑料等其它較為獨(dú)特的材料實(shí)施逐層的累積黏結(jié)，最后通過疊加成形，以加工出實(shí)體的產(chǎn)品。
2 3D打印技術(shù)概述
當(dāng)前，3D打印的核心技術(shù)大都把控在美國、歐洲以及日本其它發(fā)達(dá)國家的手中。在1990年之后，我們國家的多所高校逐漸對3D打印技術(shù)進(jìn)行研究。經(jīng)過比較可知，我們國家3D打印技術(shù)的研發(fā)依然有著較多的路要走，差距較大。目前，3D打印技術(shù)大都應(yīng)用于工業(yè)制造領(lǐng)域，急需在速度、精度、尺寸以及軟件研發(fā)等層面不斷創(chuàng)新。
3 3D打印技術(shù)對于服裝設(shè)計(jì)影響
3.1 3D打印技術(shù)對服裝材料的影響
傳統(tǒng)形式的服裝材料涵蓋了麻、棉、毛以及絲等等，經(jīng)過紡織成紗線，紗線再經(jīng)過針織又或是梭織而產(chǎn)生面料。在制造中間環(huán)節(jié)實(shí)施色彩的印染等。經(jīng)過不一樣粗細(xì)、不一樣結(jié)構(gòu)和材料紗線的互相融合，達(dá)到服裝面料的改變。然而3D打印服裝的出現(xiàn)，因?yàn)榇蛴〔牧戏浅Ｓ邢?，?dāng)前并不具備能夠打印紡織面料的設(shè)施。當(dāng)前所使用的3D打印材料大部分都是PLA與ABS塑料。運(yùn)用環(huán)裝結(jié)構(gòu)來組成，具備較強(qiáng)的后現(xiàn)代主義風(fēng)格，其所體現(xiàn)出更加多的便是設(shè)計(jì)人員自身的設(shè)計(jì)理念，而非是日常生活所穿著的服裝。在已經(jīng)具有的3D打印服裝里面，其所使用的材料大部分均是塑料。設(shè)計(jì)人員把塑料設(shè)計(jì)為片狀又或是環(huán)狀的架構(gòu)，互相融合。若想加工出舒適合體的服裝，材料是最為重要的。
3.2 3D打印技術(shù)對服裝加工工藝的影響
在3D打印服裝成功設(shè)計(jì)以后，或許是一個較為完善的三維裁片，又會是無數(shù)個完全不一樣的三維裁片，其主要是按照服裝的類別而明確，往往能夠?qū)㈩I(lǐng)片、袖片以及口袋等獨(dú)立進(jìn)行打印，同樣還能夠?qū)⒁恍┚哂刑厥庑Ч牟闷\(yùn)用3D打印技術(shù)，然而其它的裁片依然采取傳統(tǒng)形式的二維樣板又或是在3D打印的基礎(chǔ)之上實(shí)施立體裁剪來達(dá)到。從加工環(huán)節(jié)來看，在服裝設(shè)計(jì)明確以后，需把三維文件轉(zhuǎn)變成合適的3D打印技術(shù)文件，此種類的文件能夠直接性的融入至所有的打印機(jī)之中，部門打印機(jī)同樣會接受SLC、PLY等類型的文件導(dǎo)入。在文件完全導(dǎo)入以后打印機(jī)便會自行進(jìn)行分層處理同時打印出相應(yīng)的裁片又或是成衣。按照打印機(jī)尺寸的不一樣，整體設(shè)計(jì)、多個部件所茍恒的產(chǎn)品需實(shí)施一次性打印又或是分批進(jìn)行打印，將所打印出的部件再實(shí)施縫合才可以獲得最后的成品。
3.3 3D打印技術(shù)對服裝個性化定制的影響
3D打印技術(shù)所具備的最大特征便是可以不斷的擴(kuò)展設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)理念。采取3D打印技術(shù)，服裝設(shè)計(jì)人員不會再為傳統(tǒng)形式的裁剪沒有辦法達(dá)到自身的設(shè)計(jì)而煩惱，其只需在計(jì)算機(jī)軟件中繪制出本身的設(shè)計(jì)理念圖案，接著將所有后期的制作交由3D打印機(jī)完成便可。此種全新的制造工藝與傳統(tǒng)形式對比而言，其所具有的優(yōu)勢便是能夠達(dá)到私人化的服裝定制，設(shè)計(jì)人員能夠經(jīng)過掃描設(shè)施對顧客的身材實(shí)施三維求反，以此獲得量身定制的相應(yīng)模型，通過經(jīng)過3D打印機(jī)制造出極具個性的服裝。設(shè)計(jì)人員再也無需像之前那樣對顧客實(shí)施重復(fù)性的量體與較多次數(shù)的試衣便可以一次做完所有相關(guān)的工作，節(jié)約了大量的時間與費(fèi)用。
3.4 3D打印技術(shù)對服裝顏色的影響
色彩是服裝設(shè)計(jì)最為主要的元素，其對服裝的風(fēng)格與潮流有著非常大的影響。與此同時，色彩同樣還是3D打印技術(shù)最為主要的要素。怎樣在3D打印環(huán)節(jié)精準(zhǔn)的融入顏色，始終都是專家學(xué)者所探討的話題。為了能夠節(jié)省費(fèi)用以及材料的限制，3D打印服裝大都是單一顏色的。
第一，水文轉(zhuǎn)印法。此技術(shù)被被大量的運(yùn)用至各類材料里面，主要有頭盔染色、玩具公仔染色以及模型染色等等。然而此技術(shù)卻存在一定的約束。因?yàn)楸∧ぴ谙鲁恋木唧w環(huán)節(jié)會逐漸的延伸，水轉(zhuǎn)印法的精準(zhǔn)程度相對較低。
第二，經(jīng)過粉末的相互融合又或是鋪設(shè)擠壓塑料。此種形式對于顏色的調(diào)控較為簡單，運(yùn)用較多數(shù)量的噴頭整個不一樣顏色的原材料，又或是用不一樣材料的取代來達(dá)到顏色的相應(yīng)改變。此種形式?jīng)]有辦法達(dá)到服裝領(lǐng)域?qū)τ谏嗜找嬖鲩L的展示需求。
第三，像素噴墨法。此方式參考了2D打印。將噴墨一滴一滴的滴在物體表面，此墨滴便會即刻被紫外線所固化，變成固體。其可以使得人們能夠?qū)︻伾休^為準(zhǔn)確的調(diào)控。然而這樣的形式需要有龐大的數(shù)據(jù)計(jì)算，墨滴的體積非常之小，一立方厘米的固體里面大致涵蓋了1800萬左右的墨滴。
4 3D打印技術(shù)在服裝設(shè)計(jì)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢
3D打印技術(shù)具備一定的先導(dǎo)性，引起了科技界與時尚界的高度關(guān)注。我們國家的3D打印服裝發(fā)展速度較為緩慢，在意大利，已有設(shè)計(jì)人員專門為客戶提供3D服裝設(shè)計(jì)的下載服務(wù)，其便代表著只要人們擁有一個3D打印機(jī)，便能夠定制又或是設(shè)計(jì)出自身所獨(dú)有的服裝。當(dāng)服裝加工企業(yè)與設(shè)計(jì)部T掌握了3D技術(shù)之后便能夠逐漸的調(diào)整同時精準(zhǔn)的審核服裝的構(gòu)想，同時能夠在此環(huán)節(jié)降低成本費(fèi)用，在一定程度上減少了服飾設(shè)計(jì)所需要的時間，使得企業(yè)能夠以穩(wěn)定的步伐持續(xù)性的開發(fā)出全新的產(chǎn)品。正是出于這樣的緣由，從服裝設(shè)計(jì)的品牌商、設(shè)計(jì)商以及加工商等均能夠借此來增強(qiáng)自身的綜合競爭力。
5 結(jié)語
伴隨3D打印技術(shù)的逐漸進(jìn)步以及紡織材料的日益創(chuàng)新，再加之人體測量以及CAD等其它相關(guān)技術(shù)，服裝設(shè)計(jì)領(lǐng)域?qū)峁┩耆詣踊挠喼品?wù)。在未來，顧客所買到的并不再是現(xiàn)實(shí)的服裝成品，其所購買到的將會是應(yīng)用于3D打印的款式圖又或是打印所需要的材料，如此顧客經(jīng)過購買同時下載相應(yīng)的款式圖便能夠自行打印出自身所需要的商品。
參考文獻(xiàn)：
概述
隨著我國計(jì)算機(jī)圖形應(yīng)用技術(shù)的不斷提升以及特殊材料的研發(fā)優(yōu)化，3D打印技術(shù)已經(jīng)從幻想變?yōu)榱爽F(xiàn)實(shí)，甚至應(yīng)用到社會生活的各個方面，在燈具設(shè)計(jì)領(lǐng)域亦是如此，燈具設(shè)計(jì)是工業(yè)設(shè)計(jì)的一個重要方面兼具著藝術(shù)設(shè)計(jì)的基因，設(shè)計(jì)不僅僅要考慮到實(shí)用性能的不斷優(yōu)化，審美需求也是設(shè)計(jì)中需要考慮的一個重要方面。當(dāng)前的競爭是創(chuàng)意的競爭，將3D打印技術(shù)應(yīng)用在燈具設(shè)計(jì)教學(xué)當(dāng)中一方面是對教育教學(xué)模式的創(chuàng)新，另一方面也從前端人才培養(yǎng)的角度，減少了創(chuàng)意變?yōu)楫a(chǎn)品的周期，提升了創(chuàng)意的實(shí)現(xiàn)幾率以及設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)化率。本文將從3D打印技術(shù)應(yīng)用的燈具教學(xué)與傳統(tǒng)燈具教學(xué)的教育形式、效果對比出發(fā)研究3D打印技術(shù)在燈具設(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用及其意義，以期為燈具設(shè)計(jì)教學(xué)總結(jié)出更多的教育教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。
傳統(tǒng)燈具設(shè)計(jì)教學(xué)中的困境
我國的燈具有著數(shù)千年的歷史，底蘊(yùn)十分豐厚，為當(dāng)前的燈具設(shè)計(jì)提供了豐富的靈感，當(dāng)前我國的燈具設(shè)計(jì)教學(xué)大多類屬于工業(yè)設(shè)計(jì)，二教學(xué)模式也通常是從無到有的漸進(jìn)式教學(xué)模式，首先教師教授基礎(chǔ)知識，學(xué)生通過構(gòu)思繪制圖紙，后設(shè)計(jì)模型最終制作成品，這樣的過程如非到最后制作成品的一步，其他人很難直觀理解設(shè)計(jì)的理念，且這種教學(xué)模式的周期過長，學(xué)生需要許多次的經(jīng)驗(yàn)積累才能夠具有燈具設(shè)計(jì)的能力，傳統(tǒng)燈具設(shè)計(jì)已經(jīng)不適應(yīng)當(dāng)前更新?lián)Q代快速的市場情況。
當(dāng)前，隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展燈具設(shè)計(jì)的工藝越來越復(fù)雜，單純依靠傳統(tǒng)形式的設(shè)計(jì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法達(dá)到工業(yè)工藝的需求，傳統(tǒng)模式下的燈具設(shè)計(jì)教學(xué)模式中不能夠?yàn)閷W(xué)生提供模擬創(chuàng)意效果并進(jìn)行修改的途徑，一方面來傳統(tǒng)模式鍛煉了學(xué)生的空間思維能力和想象力，但另一方面也提升了燈具設(shè)計(jì)師的入門門檻。3D打印技術(shù)在設(shè)計(jì)過程中就可以模擬材質(zhì)效果及環(huán)境應(yīng)用，著在傳統(tǒng)燈具教學(xué)設(shè)計(jì)過程中是無法實(shí)現(xiàn)的，影響學(xué)生對于燈具實(shí)際應(yīng)用的理解。
3D打印技術(shù)原理特點(diǎn)及在燈具設(shè)計(jì)教學(xué)中的優(yōu)勢
3D打印技術(shù)是通過三維造型軟件的設(shè)計(jì)或直接掃描對某一物體在電腦中形成三維形象后，與3D打印機(jī)連接并制作出來模型或工業(yè)零件的技術(shù)。3D打印技術(shù)可以在軟件設(shè)計(jì)過程中對物體模型的形態(tài)進(jìn)行修改，有較強(qiáng)交互性。3D打印技術(shù)從狹義上來說主要是指增材制造技術(shù)，從成型工藝上來看，3D打印技術(shù)突破了傳統(tǒng)成型方法限制，通過快速自動成型系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)模型相結(jié)合，無需任何附加的工藝模具制造和機(jī)械加工就能制造出各種形狀復(fù)雜的原型，使得產(chǎn)品的設(shè)計(jì)生產(chǎn)周期大大縮短，生產(chǎn)成本大幅下降。
3D打印技術(shù)的工作原理是對電腦中的三維模型進(jìn)行分析、切割，獲得數(shù)碼塑形所需要的每一層的具體數(shù)據(jù)，后在根據(jù)所得數(shù)據(jù)逐層打印噴涂所得零件，由于數(shù)據(jù)為逐層獲得，普通民用3D打印機(jī)所打印出來的零件都會有不均勻的截面橫紋，需要人工或機(jī)械進(jìn)行打磨，并將零部件拼接、粘連組裝。因此3D打印技術(shù)是對工業(yè)生產(chǎn)的一大革命，一方面3D打印縮短了制造流程，3D打印技術(shù)最大的特點(diǎn)就是對傳統(tǒng)生產(chǎn)線的顛覆，傳統(tǒng)生產(chǎn)線上對零件的生產(chǎn)往往會因?yàn)楫a(chǎn)品的塑形而產(chǎn)生大量原材料的浪費(fèi)，而3D打印技術(shù)因其預(yù)先進(jìn)行了模型設(shè)計(jì)，在打印過程中也不會產(chǎn)生過多的材料浪費(fèi)，大大地節(jié)約了生產(chǎn)成本。另一方面也是理念的顛覆，將產(chǎn)品的生產(chǎn)與生產(chǎn)線的存在剝離開來，產(chǎn)品從創(chuàng)意到成型只需數(shù)個步驟。例如一個創(chuàng)意弧形燈罩的制作只需在電腦中設(shè)計(jì)出弧形燈罩的的三維模型后，連接3D打印機(jī)后安裝所需材料粉末及粘合劑，等待噴涂成型即可，無需繁瑣的生產(chǎn)線工序。另一方面也減少了重復(fù)勞動的人工成本，是推動制造業(yè)快速發(fā)展的一大先驅(qū)技術(shù)力量。
目前工業(yè)設(shè)計(jì)的教學(xué)領(lǐng)域已經(jīng)普遍引入了三維軟件來輔助教學(xué)，燈具設(shè)計(jì)教學(xué)亦是如此，由于燈具這一產(chǎn)品類別在形態(tài)上較小，因此引入3D打印技術(shù)進(jìn)入教學(xué)不存在技術(shù)上的難度。當(dāng)前3D打印所能夠使用的材料質(zhì)地為金屬材料和塑料材料、樹脂材料、陶瓷材料、復(fù)合材料等等，已能夠滿足教學(xué)的基本實(shí)踐需求。特別是PA材料和PC材料是燈具教學(xué)設(shè)計(jì)中3D打印最為常用的材料，原因在于PA材料有較強(qiáng)的穩(wěn)定性和彈性，對于創(chuàng)意燈具設(shè)計(jì)來說有著較強(qiáng)的優(yōu)勢，而PC材料則有較強(qiáng)的硬度和物理穩(wěn)定性。
燈具設(shè)計(jì)教學(xué)中應(yīng)用3D打印技術(shù)的途徑
隨著人們對新事物探索進(jìn)程的不斷推進(jìn)，3D打印技術(shù)所應(yīng)用的領(lǐng)域越來越廣，從傳統(tǒng)工業(yè)到航天科技，從建筑設(shè)計(jì)到日常飲食，3D打印技術(shù)在不斷完善，而將3D打印技術(shù)引入燈具設(shè)計(jì)教學(xué)，運(yùn)用3D打印技術(shù)的優(yōu)勢來輔助燈具設(shè)計(jì)教學(xué)，是對3D打印技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，也是對燈具設(shè)計(jì)教育教學(xué)模式的創(chuàng)新。
3D打印技術(shù)作為一種新興的理念、技術(shù)應(yīng)用于課堂后可以提升學(xué)生對于課堂的興趣，教師可以引導(dǎo)學(xué)生興趣完成課堂教學(xué)內(nèi)容，從課堂的整體氣氛來看，通過引入學(xué)生所不熟悉甚至聞所未聞的3D打印技術(shù)，可將學(xué)生的被動接受式學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃犹剿魇綄W(xué)習(xí)。如在課堂中可邀請學(xué)生作為助手完成3D打印操作的實(shí)踐，或可將3D打印實(shí)踐作為一定時期內(nèi)的分組探索設(shè)計(jì)活動，以小組為單位在實(shí)驗(yàn)室完成3D打印操作。
在傳統(tǒng)教學(xué)實(shí)踐當(dāng)中，燈具設(shè)計(jì)專業(yè)的學(xué)生較少有實(shí)踐的機(jī)會，設(shè)計(jì)作品也通常僅為圖紙而已，而引入3D打印技術(shù)之后，學(xué)生可以有更多地實(shí)踐機(jī)會，運(yùn)用3D打印機(jī)來完成圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，并以實(shí)物的形式驗(yàn)證設(shè)計(jì)結(jié)果的現(xiàn)實(shí)可行性，且成本較低。例如學(xué)生在課余時間用三維圖形軟件所設(shè)計(jì)制作的燈具模型在與指導(dǎo)教師交流修改后，可用3D打印機(jī)制作樣品，并進(jìn)行初步試驗(yàn)、調(diào)試就是實(shí)踐的一組流程，而學(xué)生對于實(shí)踐結(jié)果的期待也促生了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。
3D打印技術(shù)的引入還可以作為教學(xué)工具來應(yīng)用，燈具的設(shè)計(jì)不僅僅是造型的設(shè)計(jì)，還需要學(xué)生理解到內(nèi)部的構(gòu)造原理，從而通過創(chuàng)意來進(jìn)行優(yōu)化，而傳統(tǒng)的方式往往不夠直觀，通過3D打印技術(shù)教師可以將所需零件現(xiàn)場講解、設(shè)計(jì)、打印、拼接，讓學(xué)生理解更加直觀，不僅僅從聽覺、視覺上刺激學(xué)生記憶，還可以從觸覺方面優(yōu)化學(xué)生對于知識的理解。作為教學(xué)工具，3D打印技術(shù)還可以為學(xué)生演示多方面多層次的靈感優(yōu)化，如掃描某一樹枝的形態(tài)并做修改后打印，作為燈體的支架，讓學(xué)生領(lǐng)悟到創(chuàng)意的多樣化和自然界的神奇多變。
3D打印技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)設(shè)計(jì)的意義
目前我國的3D打印技術(shù)還處于起步階段，所能夠應(yīng)用的打印材料種類較少，而3D打印機(jī)由于精度的不同和應(yīng)用環(huán)境的不同，設(shè)備的大小及價(jià)格都存在懸殊的差異。由于空間限制能夠應(yīng)用在課堂教學(xué)中的3D打印機(jī)的材料種類則更更少，且性能精度也相對更低，但從長遠(yuǎn)來看，3D打印技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)設(shè)計(jì)中有著重要的意義。
首先，運(yùn)用3D打印技術(shù)在教學(xué)實(shí)踐當(dāng)中可以提升學(xué)生的基礎(chǔ)理論素養(yǎng)。燈具設(shè)計(jì)有較強(qiáng)的綜合性，兼具了工業(yè)設(shè)計(jì)與藝術(shù)設(shè)計(jì)的諸多特性，作為家居飾品的一個重大類別，燈具設(shè)計(jì)還涉及了家具軟裝的相關(guān)理論，因此學(xué)生所要掌握的基礎(chǔ)理論十分龐雜，而通過3D打印機(jī)的教學(xué)實(shí)踐則可以很好地關(guān)聯(lián)所學(xué)知識，提升學(xué)生的基礎(chǔ)理論素養(yǎng)。例如想要獲得一個3D打印的底座，需要在圖紙上進(jìn)行設(shè)計(jì)，弧度、高低差、大小既要符合人體工程學(xué)要求，還要符合美學(xué)要求，這個過程就是對基礎(chǔ)知識和創(chuàng)意的雜糅，將設(shè)計(jì)圖變?yōu)槿S模型也需要學(xué)生對軟件的基礎(chǔ)功能進(jìn)行反復(fù)操作，才能雕琢出與圖紙相符的三維模型，同時將圖形變?yōu)?D打印的模型，學(xué)生需要對自身的模型有充分的了解，在了解的過程中學(xué)生通過鞏固知識和查閱資料夯實(shí)了自身的基礎(chǔ)理論素養(yǎng)，而設(shè)計(jì)過程中所出現(xiàn)的問題也能夠進(jìn)一步鞏固學(xué)生的理論知識。
相對于傳統(tǒng)教學(xué)，應(yīng)用了3D打印技術(shù)的教學(xué)模式可以在教學(xué)過程中提升學(xué)生的實(shí)踐能力。傳統(tǒng)教學(xué)當(dāng)中，學(xué)生所能夠接觸到的往往是教師的理論知識和二維平面圖形，對于實(shí)際的燈具設(shè)計(jì)停留在圖紙?jiān)O(shè)計(jì)領(lǐng)域，學(xué)生對于燈具的外形原理及內(nèi)部構(gòu)造都沒有直觀的理解，設(shè)計(jì)實(shí)踐難免紙上談兵，而引入了3D打印技術(shù)之后，學(xué)生可以不斷通過實(shí)踐突破自身的設(shè)計(jì)，在實(shí)踐過程中優(yōu)化設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)直至達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)甚至優(yōu)化創(chuàng)意。
引入3D打印的燈具設(shè)計(jì)教學(xué)模式也能夠提升學(xué)生創(chuàng)意的商業(yè)轉(zhuǎn)化率，提升學(xué)生設(shè)計(jì)與企業(yè)需求的銜接程度。學(xué)生在進(jìn)入學(xué)校學(xué)習(xí)后不可避免的最初的設(shè)計(jì)往往是具有一定的模仿性或者十分稚嫩，不具有商業(yè)化的能力，但通過接觸3D打印技術(shù)的實(shí)踐之后，學(xué)生的理論水平和創(chuàng)意設(shè)計(jì)能留都將會有很大的提升，所設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品則有較強(qiáng)的獨(dú)立性和創(chuàng)意自主性，具備了與企業(yè)接洽的基本能力，學(xué)生通過3D打印將自身最優(yōu)設(shè)計(jì)展示出來，學(xué)生在大學(xué)期間所積累的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)對于畢業(yè)后進(jìn)入企業(yè)也有著重要的作用。
結(jié)語
我國的3D打印技術(shù)雖然剛進(jìn)入起步階段，但各領(lǐng)域所獲得的成果十分喜人，在教育領(lǐng)域，3D打印設(shè)備也在逐步應(yīng)用，在燈具設(shè)計(jì)領(lǐng)域，3D打印技術(shù)可以促進(jìn)學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識的同時還能夠提升學(xué)生的實(shí)踐能力。隨著電子技術(shù)和材料技術(shù)的發(fā)展，相信在不遠(yuǎn)的未來能夠有更多類型的3D打印設(shè)備和材料能夠進(jìn)入課堂為教學(xué)服務(wù)。
（作者單位：武漢交通職業(yè)學(xué)院）
基金項(xiàng)目：
這不是一套復(fù)雜的設(shè)備，也不需要你處理高級的軟件，它只由一個簡單的操作系統(tǒng)驅(qū)動，你可以輕易地把電腦圖紙中的設(shè)計(jì)變成實(shí)物。
太爾制作的只是3D打印機(jī)中的一種?！拔覀兊拇蛴≡弦运芰蠟橹鳌！碧珷柵嘤?xùn)部經(jīng)理郭嶠說。這種塑料呈線條狀，直徑為1.75毫米，看上去和平時吃的米線差不多。“3D打印機(jī)的原料種類很多，可以是塑料、粉末、金屬，也可以是巧克力?！睂μ珷柖裕沮s上了3D打印的春天。
3D進(jìn)行時
理論上，只要電腦可以設(shè)計(jì)出的造型，3D打印機(jī)都可以打印出來。
作為國內(nèi)較早投身3D打印領(lǐng)域的科技公司，太爾成立于2003年，很早就開始通過各種展會甚至淘寶售賣3D打印產(chǎn)品。為了讓普通大眾用得起3D打印機(jī)，太爾從去年開始推出其個人家用3D打印機(jī)“Up!”。
這套個人3D打印機(jī)有x、y、z三個軸線，可以看做是打印機(jī)的三維坐標(biāo)。頂部是噴頭，打印機(jī)開始工作后，噴頭會不斷地噴出經(jīng)過加熱融化后的原料，在軟件的指揮下，隨著x、y、z軸線坐標(biāo)的變化，紅色、藍(lán)色或者黃色的原料液體慢慢從噴頭噴出來，形成有規(guī)律的軌跡，順著軌跡一層層地開始堆疊，堆疊3到4個小時之后，一個馬里奧就誕生了。仔細(xì)觀察的話，車庫咖啡里的這些DIY玩具都能看出層層疊加的構(gòu)造。
即便如此，“3D”打印并不是一個新概念。1995年MIT創(chuàng)造了“3D打印”這個名詞，隨后3D打印便開始在實(shí)驗(yàn)室萌芽。逐漸地，3D技術(shù)開始運(yùn)用在醫(yī)療模型、建筑模型等行業(yè)，被應(yīng)用在更廣泛的領(lǐng)域。
真正的3D打印發(fā)源于軍方的“快速成型”技術(shù)，是一種由CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）通過成型設(shè)備以材料累加的方式制成實(shí)物模型的技術(shù)。
“快速成型首先是將實(shí)際物體的3D數(shù)據(jù)沿某一坐標(biāo)軸進(jìn)行分層處理，也就是將3D物體進(jìn)行虛擬化切片，得到無數(shù)個二維界面，由此形成每層截面的二維截面數(shù)據(jù)。”郭嶠介紹，“之后，再按照特定成形方法和技術(shù)每次只加工一個截面，這一過程反復(fù)進(jìn)行，直到所有的截面加工完生成實(shí)體原型?！?/p>
相比傳統(tǒng)制造工藝，3D打印有兩大優(yōu)點(diǎn)：一是節(jié)省原材料和人工，它的用料只有原來的1/3到1/2，制造速度卻快34倍。另外，3D打印機(jī)可以制作形態(tài)各異的各種物品?！袄碚撋希灰娔X可以設(shè)計(jì)出的造型，3D打印機(jī)都可以打印出來?！?/p>
給未來作序
由于3D打印的成本過高，因此在大多數(shù)領(lǐng)域，這項(xiàng)技術(shù)還未普及。
玩具、汽車甚至樓房……3D打印機(jī)的魔力已感染了越來越多人。從用途上看，3D打印設(shè)備主要分為大型商用產(chǎn)品以及桌面家用兩類。大型商用產(chǎn)品早已經(jīng)使用多年，市場競爭相對穩(wěn)定。而桌面家用類產(chǎn)品在近兩年才逐漸進(jìn)入人們的視線。
由于材料和精度的限制，太爾的3D打印機(jī)主要應(yīng)用在外觀功能驗(yàn)證上?！耙恍┰O(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時，為了測試其完美程度，會先將它打印出來，看看哪些地方還需要改進(jìn)?！痹卺t(yī)療行業(yè)，太爾的3D打印機(jī)用途更特殊——它可以用來打印假牙、假肢、器官等?！皣鴥?nèi)一些醫(yī)院已經(jīng)開始用這種假牙和骨骼打印技術(shù)了，但其他的在國內(nèi)還很不成熟。除此之外，還沒有醫(yī)院找我們買3D打印設(shè)備來治病。”郭嶠稱。
對于更加廣泛的領(lǐng)域，目前的3D打印技術(shù)還只是序曲。一臺3D打印機(jī)的價(jià)格主要取決于兩個方面：一個是打印區(qū)域，區(qū)域越大就能打出更大體積的物品；一個是打印層厚，層厚越薄打印出來的物品越精致。就原料價(jià)格而言，塑料相對便宜，而工業(yè)級的材料一克就達(dá)七八毛錢，小機(jī)器一克4毛錢。使用樹脂和金屬材料的打印成本會更高。
一個明顯例子是，“up！”系列個人3D打印機(jī)價(jià)格為9999元，打印一個小于12立方厘米的玩具可能需要3至4個小時，而工業(yè)級3D打印機(jī)就更貴，價(jià)格達(dá)到十幾萬美元。相比之下，同樣的產(chǎn)品拿到工廠開模批量化，生產(chǎn)成本要低得多。
一、市場前景：
針對上海市場，本研究小組進(jìn)行了為期4周的社會調(diào)研，調(diào)查主要以調(diào)查問券為主，網(wǎng)絡(luò)問卷為輔的形式進(jìn)行，實(shí)際發(fā)出調(diào)查問卷400份，收回有效問卷373份。調(diào)查地點(diǎn)為：上海電機(jī)學(xué)院，復(fù)旦大學(xué)，同濟(jì)大學(xué)，東華大學(xué)，上海師范大學(xué)，上海大拇指廣場等地區(qū)。調(diào)查群體主要為社會公眾和大學(xué)生。根據(jù)調(diào)查結(jié)果顯示，調(diào)查群體中近85%的受調(diào)查者聽說過3D打印機(jī)的概念，并對其有基本上的了解，這說明，3D打印的概念在上海市的一般民眾的大腦中別不是一個特別陌生的概念，但進(jìn)一步調(diào)查顯示，僅有47%的受調(diào)查者了解3D打印技術(shù)的具體內(nèi)容，并能大概了解該技術(shù)可應(yīng)用的行業(yè)，這47%的受訪者中67%為在校大學(xué)生，而在全體受訪者中僅有12%的受訪者對于3D打印技術(shù)有著較為深入的認(rèn)識，了解該技術(shù)在國內(nèi)國外的發(fā)展?fàn)顩r，以及我國和國外主要做該產(chǎn)品較成功的公司，這12%的受訪者多為大學(xué)教授，在校理工科相關(guān)專業(yè)大學(xué)生，社會人士基本沒有。調(diào)查問卷主要調(diào)查目的是為了了解人們對于3D打印這一技術(shù)的了解和認(rèn)知程度以及該技術(shù)的市場前景等，總體得出結(jié)論，該技術(shù)仍屬于認(rèn)知度較低的新興技術(shù)，在國內(nèi)屬于發(fā)展的早期階段，尚未形成較規(guī)范的市場。但是，
3D打印機(jī)作為一件帶來制造業(yè)生產(chǎn)方式革命性變化的發(fā)明，存在著起不可忽視的優(yōu)勢，其市場未來前景發(fā)展良好，具體體現(xiàn)在：
1.生產(chǎn)復(fù)雜的或多樣化產(chǎn)品不增加成本：傳統(tǒng)制造業(yè)制造工序越復(fù)雜，越華麗的產(chǎn)品，其成本也越高，而生產(chǎn)多樣化的產(chǎn)品則需要購置各種設(shè)備（因?yàn)閭鹘y(tǒng)設(shè)備的生產(chǎn)功能較少），整個產(chǎn)業(yè)鏈的構(gòu)筑成本非常高。但3D打印機(jī)制作只需要圖紙和材料，生產(chǎn)普通產(chǎn)品和生產(chǎn)復(fù)雜化多樣化產(chǎn)品的成本相差無幾。
2.無需組裝：生產(chǎn)出的產(chǎn)品直接成型，省略組裝就直接縮短了供應(yīng)鏈減少了工序，節(jié)省了勞動力和運(yùn)輸方面的費(fèi)用，而且供應(yīng)鏈越短，產(chǎn)生的污染物也越少。
3.無需制造技能：傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝中很多制造需要技工掌握相應(yīng)的技能，而3D打印從設(shè)計(jì)文件中獲得各種指示所需操作技能較少，并且非技能制造將開辟新的商業(yè)模式，并能在遠(yuǎn)程環(huán)境或極端條件下為人們提供新的生產(chǎn)方式。
4.更廣闊的設(shè)計(jì)空間：傳統(tǒng)生產(chǎn)的設(shè)計(jì)的產(chǎn)品形狀受制于所使用的工具，3D打印機(jī)則突破這一限制，開辟了更大的設(shè)計(jì)空間。
5.更高的資源利用率：傳統(tǒng)制造業(yè)對原材料的使用效率十分低下，大量的原材料被浪費(fèi)在了生產(chǎn)車間，而3D打印則有著跟高的資源利用率。
6.材料的融合：傳統(tǒng)制造業(yè)的制造機(jī)器在切割和模具成型的過程中不能輕易將多種原材料融合，3D打印技術(shù)的發(fā)展將可以融合這些以前難以融合的 材料，而形成的新材料將可能具有獨(dú)特的屬性和功能。
7.極為精確的實(shí)體復(fù)制：隨著掃描技術(shù)的不斷提高，3D打印將可以能實(shí)現(xiàn)對于實(shí)體掃描，編輯和復(fù)制，創(chuàng)建精確的副本和元件。①
3D打印機(jī)的這些優(yōu)勢使其在未來的制造業(yè)種將占有極為重要的位置，誰能更進(jìn)一步的發(fā)展該技術(shù)，誰就可以擁有更先進(jìn)的生產(chǎn)力，而生產(chǎn)力的先進(jìn)程度更是未來世界競爭的重要元素。而在我國，如此重要的技術(shù)之所以發(fā)展相對較緩，除了技術(shù)因素外，市場需求反應(yīng)不強(qiáng)烈也成為起發(fā)展的重要掣肘因素，故對于其的市場開拓顯得尤為重要。
二.3D打印機(jī)市場細(xì)分及應(yīng)用領(lǐng)域：
新技術(shù)的種種優(yōu)勢使其有著極其廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，也為其創(chuàng)造了巨大而又復(fù)雜的受眾市場，具體如下：
1.醫(yī)療行業(yè)：
現(xiàn)有3D打印技術(shù)已經(jīng)被運(yùn)用于醫(yī)療行業(yè)的眾多領(lǐng)域，例如：3D打印骨骼和假肢比起現(xiàn)有技術(shù)制作速度和精確度都有優(yōu)勢，并且成本并不比傳統(tǒng)制作高。不僅僅是骨科，口腔科、整復(fù)外科、腫瘤科都可以運(yùn)用到3D打印技術(shù)，上海市醫(yī)學(xué)會骨科專業(yè)委員會主任委員、醫(yī)院骨科醫(yī)院院長袁文教授曾說過：“3D打印模型清晰、精準(zhǔn)，有了它，術(shù)前設(shè)計(jì)可以非常精準(zhǔn)，不僅讓手術(shù)更順利，連與病人和家屬溝通也更方便。將來的醫(yī)院可能出現(xiàn)‘3D打印科’。”②
2.影視業(yè)：
各種影視道具的制作，面具等特殊用品的制作，利用3D打印機(jī)可以快速成型可以將現(xiàn)場導(dǎo)演或編劇的部分創(chuàng)意快速實(shí)現(xiàn)，將一些場景模擬制作出來。但是，現(xiàn)階段由影視基地直接購買3D打印機(jī)來進(jìn)行制作道具場景模型的較少，多是有3D打印機(jī)的公司接來自影視基地的制作委托，但隨著該行業(yè)的發(fā)展，影視基地自行購買3D打印機(jī)來進(jìn)行道具制作的未來并非不能。
3.教育業(yè)：
鑒于我國國情，我們小組認(rèn)為現(xiàn)階段最需要3D打印機(jī)的教育機(jī)構(gòu)是高校，這里并不是說僅僅將3D打印機(jī)作為些其專業(yè)的研究材料和研發(fā)對象，而是要將部分3D打印機(jī)向一般學(xué)生開放，大學(xué)生理當(dāng)是中國最有創(chuàng)意的一群人，而3D打印機(jī)則是為大學(xué)生們提供了一個將自己創(chuàng)意實(shí)現(xiàn)的平臺，很多非工科專業(yè)的學(xué)生有創(chuàng)意但卻苦于自身沒有相關(guān)技術(shù)無法將其實(shí)現(xiàn)，3D打印機(jī)的對一般學(xué)生開放可以幫助大學(xué)生更好的實(shí)現(xiàn)其創(chuàng)意。根據(jù)我們的實(shí)地調(diào)查也有73.7%的大學(xué)生表示對于學(xué)校引進(jìn)3D打印機(jī)供一般學(xué)生使用表示支持。而針對中小學(xué)的教育投入3D打印機(jī)澤有利于將很多復(fù)雜的數(shù)學(xué)的或者抽象的概念具體化，加深學(xué)生的理解，從而增強(qiáng)教學(xué)效果，歐美國家已經(jīng)開始逐步試用，但考慮到我國的中小學(xué)教育現(xiàn)狀，在中小學(xué)引進(jìn)3D打印輔助教學(xué)必不實(shí)際，但可以是未來教育的趨勢。
4.文物行業(yè)：
文物作為一手史料，有極高的歷史研究價(jià)值，但是，由于其經(jīng)歷的時間過于悠久，極易于損毀，而3D打印機(jī)將文物以極高的精確度復(fù)制下來，這不僅有利于對于文物的歷史價(jià)值的發(fā)掘，更可以幫助修復(fù)受損文物。
5.建筑業(yè)：
建筑業(yè)是3D打印技術(shù)進(jìn)入的最早的領(lǐng)域之一。以前的3D打印技術(shù)還僅僅是將3D打印用于對建筑的設(shè)計(jì)和建模，例如：ABC成像公司制作的建筑模型，這些3D打印技術(shù)制作的模型的獨(dú)特處在于，由于精度極高，無法使用傳統(tǒng)注塑工藝實(shí)現(xiàn)，傳統(tǒng)硬紙模型強(qiáng)度不夠，要進(jìn)行游廊后面柱子的雕刻就會導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)崩壞，故3D打印建模的優(yōu)勢遠(yuǎn)勝于傳統(tǒng)建模工藝。隨著技術(shù)的發(fā)展，3D打印技術(shù)已經(jīng)可以直接運(yùn)用于建筑業(yè)，南加州大學(xué)的比洛克.霍什內(nèi)維斯已經(jīng)制作出名為輪廓工藝的建筑機(jī)器人，其工作原理與3D打印機(jī)基本一致，也是分層噴射材料擠壓成型，有著驚人的制造效率，20秒內(nèi)可以制造1平方英尺的墻。
6.飲食業(yè)：
飲食業(yè)的機(jī)會在于，3D打印技術(shù)能給飲食業(yè)帶來帶來制作工藝和創(chuàng)意方面的創(chuàng)新，3D打印出的食品具有的獨(dú)特口感也可以作為其賣點(diǎn)。
7.生活時尚用品：
3D打印技術(shù)的出現(xiàn)對于生活時尚用品行業(yè)的影響十分深遠(yuǎn)，3D打印技術(shù)使每個人都可以成為設(shè)計(jì)師，將自己的創(chuàng)意實(shí)現(xiàn)，而不必具備相應(yīng)的制作工藝和技能，而3D打印技術(shù)也使很多手工難以實(shí)現(xiàn)的創(chuàng)意實(shí)現(xiàn)，新材料，新設(shè)計(jì)也相伴而生，未來3D打印技術(shù)很有可能成為時尚產(chǎn)業(yè)的一個重要組成部分。
8.航空航天業(yè)和軍事工業(yè)：
航天業(yè)的技術(shù)發(fā)展離不開精確的制造工藝，一點(diǎn)點(diǎn)細(xì)微的誤差在航天業(yè)中都是不被允許的存在，傳統(tǒng)制造業(yè)為了滿足航空航天技術(shù)的需求，往往需要極其復(fù)雜的制造設(shè)備和有著豐富經(jīng)驗(yàn)和頂尖技術(shù)的技術(shù)工人才能提供相應(yīng)的航天材料和工件，而3D打印技術(shù)則可以很好的為提供精確的制造工藝。而且，3D打印技術(shù)也可以大大拓寬設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)空間，將電腦中的數(shù)據(jù)建模實(shí)體化，更加利于航天技術(shù)的發(fā)展。3D打印技術(shù)為軍事工業(yè)提供更多的設(shè)計(jì)空間和模式設(shè)計(jì)可能，但是由于我國國情，這兩個產(chǎn)業(yè)由國家壟斷，私人企業(yè)進(jìn)入門檻較高，故本文不著重介紹這些行業(yè)。
三.開拓3D打印市場的策略
1.利用3D打印技術(shù)綠色生產(chǎn)的優(yōu)勢進(jìn)行營銷策劃
3D打印技術(shù)在部分生產(chǎn)領(lǐng)域可以減少生產(chǎn)工序過程中的大量污染，舉個例子：比如生產(chǎn)一塊玻璃，現(xiàn)在的生產(chǎn)工藝是一條流水線，將經(jīng)過沙子高溫熔化塑型冷卻等工序制作成，期間會產(chǎn)生大量有毒氣體等污染，而3D打印機(jī)則可以在像沙漠等陽光充足的地區(qū)利用太陽能的熱量將沙子熔化再制造成玻璃器皿，整個過程完全綠色無污染，實(shí)際上在摩洛哥，馬庫斯.凱澤博士就實(shí)現(xiàn)這種3D打印機(jī)的制造，其名為“太陽燒結(jié)器”。
根據(jù)著名的“阿特斯金可行性研究”，在生產(chǎn)塑料的工藝中，3D打印機(jī)生產(chǎn)比注塑機(jī)要提高大約10倍的耗電量，而且如果使用的是一些熱固性聚合物，這些材料制造后產(chǎn)生的廢料是難以回收利用的，而且在生產(chǎn)有較大空隙的塑料產(chǎn)品時這種浪費(fèi)尤為嚴(yán)重，而且產(chǎn)生的廢料只有40%可回收，60%都會被廢棄，但是好消息是注塑機(jī)在生產(chǎn)塑料過程中要使用一種有毒的化學(xué)“脫模劑”，而3D打印機(jī)則不需要，但從碳足跡的角度說，在塑料制造上3D打印比起傳統(tǒng)制造優(yōu)勢并不大，水溶性支撐材料的利用率越來越高，就環(huán)保生產(chǎn)角度，該材料可能比其一般塑料更有前途。
2.進(jìn)行3D打印技術(shù)Fabapp平臺的開發(fā)
這牽涉到3D打印技術(shù)的未來發(fā)展方向，F(xiàn)abapp平臺就像iphone的應(yīng)用程序一樣，他會在設(shè)計(jì)過程中提供指導(dǎo)，使你能將現(xiàn)實(shí)中自己的需求通過3D打印快速實(shí)現(xiàn)，例如：你在線購買一個Fabapp，他為你提供指導(dǎo)，你上傳自己手照片和自行車手柄的快速光學(xué)掃描，設(shè)定顏色和材料，就可以擁有一副和自己手完美契合的手柄把套了。
但這樣的軟件多處于開發(fā)階段，但它的出現(xiàn)是該產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢，將帶來新的經(jīng)濟(jì)，故可以嘗試投資該軟件的開發(fā)，當(dāng)3D打印產(chǎn)業(yè)普及后，可以預(yù)期產(chǎn)生可觀的利益。
3.利用體驗(yàn)經(jīng)濟(jì)對消費(fèi)者的吸引力
約瑟夫.派恩和詹姆斯.吉爾摩在《體驗(yàn)經(jīng)濟(jì)》一書中提到，未來的競爭體驗(yàn)度的作用會越來越明顯，產(chǎn)品對消費(fèi)者而言是枯燥又必須的，但獨(dú)特而鮮明的產(chǎn)品對消費(fèi)者更具有吸引力。③派恩和吉爾摩強(qiáng)調(diào)DIY創(chuàng)新的產(chǎn)品和技術(shù)更具吸引力，在體驗(yàn)經(jīng)濟(jì)中，利潤高的公司既銷售產(chǎn)品也給消費(fèi)者帶來切身的體驗(yàn)或觀念上的轉(zhuǎn)變，這種感受會提高消費(fèi)者對產(chǎn)品的忠誠度，并且愿意進(jìn)行二次乃至多次消費(fèi)。
而3D打印機(jī)這項(xiàng)產(chǎn)品正是迎合了這種經(jīng)濟(jì)模式的理念，對未來消費(fèi)市場頗具吸引力和影響力。它所生產(chǎn)的產(chǎn)品與提供的服務(wù)，在現(xiàn)在以及未來的消費(fèi)市場中，對于輕工業(yè)企業(yè)、網(wǎng)絡(luò)DIY設(shè)計(jì)者、藝術(shù)家以及追求生活品味的白領(lǐng)有著極大的誘惑。
4.創(chuàng)造一個能讓客戶充分體驗(yàn)到DIY的樂趣的文化氛圍
MakerBot公司的官網(wǎng)為他的客戶提供打印項(xiàng)目和技巧，幫助客戶慶祝紀(jì)念日等各種日子，創(chuàng)造獨(dú)特的有關(guān)3D打印的活動，如“極客驕傲日”，為客戶提供3D打印產(chǎn)品設(shè)計(jì)文件的下載，讓客戶更加容易享受到3D打印帶來的快樂。
這種娛樂性的方式將設(shè)計(jì)和制造變成對客戶而言平等，有趣且充滿變革的體驗(yàn)，相同的方法適用于推廣價(jià)格較低，面向一般人和小企業(yè)的小型3D打印機(jī)。
5.建立自己獨(dú)有的銷售平臺或者去經(jīng)營銷售平臺
3D打印產(chǎn)品的受眾和生產(chǎn)者之間需要有個能彼此交互信息的平臺，消費(fèi)者希望能自己自己的生產(chǎn)要求，而生產(chǎn)者則希望自己的產(chǎn)品能被有購買預(yù)期的消費(fèi)者看到，于是銷售平臺的重要性就不言而喻了，例如：Shapeways公司提供了一個創(chuàng)新型設(shè)計(jì)市場，該公司是一個基于網(wǎng)絡(luò)的市場，為設(shè)計(jì)師托管店面，為客戶托管以設(shè)計(jì)文件發(fā)送過來的3D打印制成品，它為人們提供了一個推銷自己3D打印產(chǎn)品的平臺， 100KGarages公司則是通過作為中介，聯(lián)系使用3D打印技術(shù)生產(chǎn)產(chǎn)品的廠商和買家，作為中介獲取中介費(fèi)用，通過讓有需求的廠商在100kGarages網(wǎng)站上需求，再由生產(chǎn)商來接洽生產(chǎn)任務(wù)，這種經(jīng)營模式也是3D打印產(chǎn)業(yè)中的一種可以存在的部分。這種平臺戰(zhàn)略不僅有助于推廣該技術(shù)，成功的構(gòu)建平臺的公司，將在未來這個行業(yè)的發(fā)展中取得極大的優(yōu)勢地位，而中國這種3D打印產(chǎn)品專有的平臺還屬于空缺狀態(tài)，有資本的投資者可以對這一領(lǐng)域重點(diǎn)關(guān)注。
6.3D打印耗材的開發(fā)與銷售
3D打印設(shè)備“買得起，用不起”，是很多國內(nèi)用戶的心頭痛，因?yàn)檫M(jìn)口耗材太貴。很多3D打印材料我國都不能實(shí)現(xiàn)自我生產(chǎn)，例如，滬上多家醫(yī)院的口腔科正與創(chuàng)新中心一起研發(fā)隱形正畸牙套，這種3D打印出的透明牙套，不僅美觀且使用方便④。上海市第十人民醫(yī)院口腔科副主任徐遠(yuǎn)志告訴記者，目前這種牙套靠進(jìn)口，價(jià)格昂貴，若能實(shí)現(xiàn)其打印材料的國產(chǎn)化，費(fèi)用則可大幅降低。上海產(chǎn)研院已經(jīng)搭建3D打印技術(shù)創(chuàng)新中心，目前，該中心已入駐5個研發(fā)團(tuán)隊(duì)，上海產(chǎn)研院院長鈕曉鳴認(rèn)為，盡管上海錯過了3D打印的技術(shù)初創(chuàng)期，但在這一產(chǎn)業(yè)的高速增長期仍大有可為，所以，其配套的材料生產(chǎn)開發(fā)，也是一個很有利潤和發(fā)展前景的產(chǎn)業(yè)，就是對于技術(shù)要求不低，需要有條件的投資者進(jìn)入。
隨著互聯(lián)網(wǎng)時代的到來，市場也正發(fā)生著翻天覆地的大轉(zhuǎn)變，依托網(wǎng)絡(luò)建立的各種新的經(jīng)濟(jì)模式和成分已經(jīng)成為整個經(jīng)濟(jì)社會越來越重要的一部分，“8.2法則”已經(jīng)不能完全適應(yīng)所有的經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，而“長尾經(jīng)濟(jì)”時代的到來，預(yù)示著這個市場對于個性化產(chǎn)品的需求和包容已經(jīng)上升到一個從未有過的高度，⑤而3D打印技術(shù)作為一種新興技術(shù)正適應(yīng)了市場的發(fā)展需求，所以，該產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展前景是可以期待的，各位投資者有理由注意該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，以尋找適合的時機(jī)進(jìn)入來獲取利潤。
參考文獻(xiàn)
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[2]《滬建3D打印技術(shù)創(chuàng)新中心 醫(yī)院今后或有"3D打印科"》來源：文匯報(bào) 作者：許琦敏.
[3]《體驗(yàn)經(jīng)濟(jì)》B.約瑟夫.派恩 詹姆斯.H.吉爾默 著.
[4]《滬建3D打印技術(shù)創(chuàng)新中心 醫(yī)院今后或有"3D打印科"》來源：文匯報(bào) 作者：許琦敏.
