當彩色打印機、激光打印機已經進入家家戶戶，
成為一種常備的家用電器的時候，許多人可能還不知道，有一種神奇的3D打印機(3D printer)已經扣響了市場的大門。這種打印機從電腦中讀取一個數字化的三維圖紙，把這個立體圖紙“切片”成許許多多極薄的連續的截面，按照截面的大小和形狀，經由打印機的輸出頭輸出不同的物質（液態的、粘稠的或粉末狀的），一層接一層地添加，最後“印出”一個和設計圖紙完全一致的3D實體。
傳統的加工技術通常是從一塊材料開始，用車、銑、磨、刨、鑽等方法把一部分材料去除，最後做成我們所需要的大小和形狀，這就是所謂的“削減方法”。與此相反，三維打印機採用的“增添方法”是從零開始，一層一層地堆積，所以能夠創建任何幾何形狀或特徵的物體，比如用傳統的加工技術所無法做到的彎孔、盲孔、極其細微的切口等等，而且由於印刷精度極高，通常不需要對成品做表面拋光處理，也沒有加工剩餘的材料碎末。
目前市場上出售的3D打印機產品可以大致按照對物質的處理方法分為4種類型：
1 對於常溫下的稀薄液體和粉末微粒，採用類似噴墨打印機的方式噴射液體微滴，或採用類似激光打印機的方式噴射粉末；
2 對於半流體狀態或熔點低的固體物質，如樹脂、矽膠、巧克力等等，採用加溫擠壓的方法擠出；
3 對於熔點高的固體物質，如金屬、聚合物塑料等，採用激光燒結熔融的方法，濺射出合乎要求的微滴；
4 對於超薄紙張、塑料薄膜、金屬薄膜等材料，採用薄層切割，疊層成型的方法。
其實，3D打印機並不是什麼新鮮玩藝兒。第一台能夠實際使用的三維打印機早在1984年就由3D Systems公司的Chuck Hull研製成功了，但是由於價格昂貴、體積龐大，只是在大學、大公司和政府的研究部門才有少量的應用。近年來，3D打印機的性能大大改善，價格大幅度下降，目前最大的3D打印機可以製造36x24x24英寸的零部件，而最小的3D打印機只有差不多一台微波爐那麼大，價格只要幾百美元，這就使它不但進入了工業生產領域，而且開拓了巨大的消費市場。不難想像，如果家裡買了一台小型的以彩色塑料為原料的3D打印機，再從公開的數據庫裡下載一些三維模型，就可以“印”出形態各異、栩栩如生的變形金剛來了。
在工業界，3D打印機可以在各個生產環節大顯身手，尤其是在試製樣品階段以速度快、成本低見長。它可以把試製樣品的周期從幾天至幾個星期縮短到幾小時，甚至幾分鐘，它不但能做小零件，也可以做大部件。加州的Kor Ecologic公司正在製造的一輛電動轎車的樣車，它的流線型殼體和主要零部件都是用三維打印機打印的。目前，還有一些公司正在研究用3D打印機製造印刷電路板，這將大大造福電氣設計工程師。
3D打印機也非常適合為客戶定制產品，時裝設計師和製鞋公司正在嘗試用3D打印機打印顧客定制的服裝與運動員專用的鞋子。諾基亞發布了一種3D設計軟件，可以由消費者自己設計他們手機的外殼形狀和顏色。目前已經有一些公司為3D打印機提供軟件服務，方便顧客設計他們自己的產品，也可以接受顧客的設計，為他們打印定制的產品。
3D打印機甚至可以用於大批量生產。例如，通用電氣公司（GE）生產的高端風力渦輪發電機，其風動葉片的曲面形狀複雜，精度要求高，用傳統方式加工成本很高，現已改為用3D打印機打印。3D打印機作為一種快速製造的手段，已經成為新一代的加工技術，其前景不可估量。最近10年來，3D打印機的市場大幅增長。 2012年，3D打印機及其相關服務的全球總營業額達到了22億美元，同比增長29%。
3D打印機在醫學、生物科學和航天等尖端領域也大有用武之地。 NASA正準備往空間站發送一台三維打印機，這樣在太空中需要什麼零件就可以隨時製作，宇航員就不必攜帶大量備件了。比利時的研究人員成功地為一位83歲的女子打印了一個新的下顎骨，她現在可以咀嚼、說話和正常呼吸了。生物技術公司正在研究3D生物打印機，使用噴墨技術把活體細胞一層層地澱積在凝膠介質上，慢慢建立起包括血管系統在內的三維結構，形成人體器官和部件。中國的研究人員已經能夠打印出4到5英寸長的耳軟骨，他們預計有可能在未來的10到20年內打印出功能齊全的人體器官。
記者 湯毅堅
