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3D打印技术作为新工业革命最重要的组成部分之一，正成为如火如荼进行中的新工业革命的领军形象。
新工业革命，3d打印机打印金属模具，又被称为第四次工业革命，通俗的表达方式即工业4.0，是指制造业的数字化、网络化、智能化。这是相对于人类历史|上前三次工业革命而言的概念。
第|一次工业革命，人类借助蒸汽动力实现了机械对手工的替代；第二次工业革命借助电能和流水线实现了产
品的大批量生产；而借助电子和信息技术实现生产自动化则带来了第三次工业革命。
我们正在经历的第四次工业革命，是又一次的工业技术革新与升级。 说到这里，请等一下，为什么听起来如此巨大的变革，作为普通人的大众却什么也感觉不到，而大众身边似乎也没有任何有关产品呢。
这不由的让我们想起美国天体物理学家、科普作家卡尔·萨根的一个经典故事：
“我的车库里有一条喷火的龙。”
可是，在我的车库里，你只看到一架梯子、一些空油漆桶和一辆旧三轮车。
“龙在哪里？”你问道。
“噢，它就在这儿，”我胡乱挥了挥
手，“它是一条看不见的龙。”
你建议在车库地板上撒面粉来获取龙的爪印。
“好主意，但龙是浮在空中的。”
那用红外线探测仪检测龙喷出的看不见的火。
“好主意，但看不见的火也不会发热。”
那干脆在龙身上喷漆让它现身。
“好主意，但龙没有实体，油漆无处可
粘。”……
总之，银川金属打印，每提出一种物理检测方法，我就有个特殊理由说明你的方法不会有效。
现在，一条看不见的、无实体的、浮在空中的、喷着没有热度的火的龙，与根本没有龙之间有什么区别呢？
所以，你肯定也在疑惑，3D打印也好，新工业革命也好，这一切跟大众究
竟有什么关系呢？ 普通大众对技术如何“高精尖”，事实上并不是非常关心。新技术能够满足什么样的需求，才是大众的焦点所在。
衡量一场革命的意义与影响，最直接的观察是看它影响个人和家庭的广度与深度。也许你不会相信，但是很多如同科幻一样技术，使科技与现实之间的距离比人们想象中的要小得多。
最近，出现了一种将工业4.0与3D打印结合在一起的整合解决方案，有可能将上述美好设想带进现实，带到我们生活的身边。这套解决方案，我们这里暂时将它命名为“心物”，顾名思义，即是一种将idea迅速地转化为具体实物的一整套流程与技术解决方案，它同时具备了线上与线下、虚拟与实体的交互生产系统。
设想一下，用户对物品的需求，实际上可能是他对物品某个特定功能的需求，又或者是对物品特殊装饰效果的需求，再或者对其纪念意义的需求。
还有，相信我，长时间工作在超净间里绝|对不是什么愉快的体验。如果未来人们可以用 3D 打印制造芯片，那么制造周期就将会大大缩短，金属uv打印，因为我们不再需要那么多的工艺环节，成本也可以大大地降低，因为我们将只需要一个很小的超净环境。顺便，制造芯片的过程也会愉快很多。当然，现在我们还是做不到的，那么未来我们实现了 3D 打印芯片 Intel 是不是就要倒闭了？也不一定。
3D 打印要面对的第|一个问题，是尺寸精度。还是上面的制造芯片的例子，人们现在已经掌握了 14 纳米的硅工艺，那么 3D 打印可以做到多少呢？我找得到的最|好的 3D 打印机精度可以到 100 微米（1 微米 = 1000 纳米），Wikipedia 上说更好的可以达到 16 微米，但这显然不够好，即使不同 Intel 的工艺比，对比传统机械加工也完全没有优势，很多小型的机械加工厂对一些产品的尺寸精度要求也可以达到半个丝（1 个丝 = 10 微米）。我 PhD 的研究内容是高精度 3D 打印的控制算法，把材料熔化再堆积成形的 3D 打印是很难达到 10 微米以下的精度的，原因是材料在喷头处形成的液滴直径大概就有 10 微米，用直径 10 微米的液滴来达到 10 微米以下的精度几乎是不可能的。学术界有一些办法来解决这个问题，其中的一种叫做 Electrohydrodynamic-jet Printing，简称 E-jet Printing，它的原理是在喷头和打印平台之间施加一个受控的电场，材料中的电荷
受到电场的驱动会在喷头尖端形成锥形 (Taylor Cone)，Taylor Cone 尖端的直径将远小于 10 微米，如果继续施加电压，那么尖端的材料将被沉积到平台上，形成一个小直径的材料液滴，通过这种方式可以实现高精度的 3D 打印。在我们的实验室里，金属三d打印，可以实现 1 微米甚至 1 微米以下的精度，但由于打印过程本身的一些特性，我们并不能保证稳定的精度输出，这就是我 PhD 研究要做的工作，通过空间的迭代学习控制算法来试图提高打印的精度。在我研究的经验和所见范围来看，1 微米的精度几乎是目前能达到的最|高精度，而从学术界到广泛的商业应用之间往往还有一个过程。因此，仅就芯片制造这一领域来说，短时间内想通过 3D 打印技术来挑战 Intel 是不太可能的，因为硅工艺也在一刻不停地飞速发展着。但是，并不是所有时候人们都需要 14 纳米工艺的芯片的，如果 3D 打印芯片可以成功，那么在集成度不太高的应用场合，3D 打印技术就可以大大地降低成本、缩短周期。
3D 打印要面对的第二个问题， 是材料受限。显然，并不是所有的材料都能够 3D 打印出来，据我所知，目前常见的 3D 打印机是熔化高分子材料后再成形，也有一些 3D 打印机可以打印特定的金属材料。当然这里还有一个 3D 打印的定义问题，学术界一直存在着几个相关的名词，在不同的场合都曾经被叫作过 3D 打印，比如快速成形 (rapid prototyping)，增材制造 (additive manufacturing)，在我的印象中，并不存在一个广泛公认的 3D 打印的定义和范围，学术界内部交流似乎并不常用这个词，但科学家们除了做研究还要“推销”自己的想法 (sell ideas)，所以在传播自己的研究时会常常用到 3D 打印这个名字，而媒体上的 3D 打印包含的范围就更广。在这样的现状下，经常出现一些人说 3D 打印不能做什么，但是另一些人引用媒体的报道来反驳的情形，其实彼此的“3D 打印”并不是同一个定义。
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