什么是3D打印(增材制造)？
3D打印(3D Printing)，又称作Additive Manufacturing (增材制造)，是一种用digital file (数字文件) 生成一个三维物体的过程。
在3D打印的过程中，一层层的材料被逐次叠加起来，直到形成最终的物体形态。每一层可以看作这个物体的一个很薄的横截面，而每层的厚度则决定了打印的精度，层的厚度越小，打印的精度越高，打印出来的实体与digital model (数字模型)本身越接近。
3D打印在创建物体形态上有极大的自由度，几乎不受形态复杂度限制，这也是3D打印相比于传统制造方法（主要是Subtractive Manufacturing即减材制造）的一个重要优势。使用传统减材制造方法时，部件的复杂度直接影响流程的复杂度，复杂的形态会使开模难度加大、使用工具更加复杂、成本大幅上涨。然而对于3D打印技术来说，由于其独特的分层成形原理，简单的形态和复杂的形态几乎可以一视同仁。譬如，外表闭合一体而内部镂空的形态，或者无接缝的链接结构 (interlocking structures)，无法通过传统制造工艺获得，只能通过Additive Manufacturing建造。
(3D打印的一体化链接结构)
这里需要简单介绍一下增材制造 (Additive Manufacturing) 和减材制造
(Subtractive Manufacturing) 的不同。传统制造业中普遍应用减材制造技术，从一块原材料开始，通过切割(cutting)、钻(drilling)、铣削(milling)等机械工艺方式去除部分材料，从而获得一个三维物体形态，可想而知，3d打印饰品，这个过程中去除的材料全部变成废料，对材料的利用率低。而增材制造通过极小单位的原材料的叠加产生三维物体形态，虽然后期也可能通过再加工产生废料，但总体来说对材料的浪费是很少的。这就好比用橡皮泥做一个苹果，用Additive(增材)的方式，可以用很多很小块的橡皮泥粘合在一起，组成一个苹果的形态；而用Subtractive(减材)的方式，则是从一大块橡皮泥开始，用工具慢慢剔除不需要的部分，
最后剩下一个苹果的形态。当然，3d打印首饰模型，我们不能仅仅通过对材料的利用这一点来判断两种制造方式的优劣。由于传统减材技术已经非常成熟，在工艺精细度、自动化和效率上都具有很大优势，量产的成本也能有效控制，因此在多数领域3D打印技术还不具备取代它的优势。但3D打印技术在原型制作以及小批量生产上明显优于传统减材技术，而且基于3D打印技术的发展速度和工艺独特性，3D打印技术必将日趋成熟，在制造业中占据重要的位置。
从3D打印技术刚开始的80年代到现今仅仅三十几年的时间，3D打印技术的应用和研究已经涉及到包括机械工程、航天、交通运输、医疗、建筑、食品、时尚、艺术、教育等等的各个领域，打印维度囊括纳米级到建筑尺寸，而对于3D打印材料的研究也极大的挑战了我们对于传统材料的认知，拓展了3D打印的可能。传统意义的木材、石材等由于其自身的材料特性似乎只能用减材的方式来加工，如今也通过材料上的创新成为能够3D打印的材料。生物材料、导电材料、可食用材料等都大大拓宽了3D打印的应用领域。3D打印技术催生了digitalmaterial(数字材料)的概念，即通过数字化控制，聚合不同材料而创造的具有混合材料特性的新材料。在此过程中，源材料的选择，源材料混合比例，可以有n多种可能性，混合后产生的新材料的特性也相应的有n多种可能。从最初只能打印单一材料，到如今能一体打印多种材料，并实现在同一个物体中变化材料特性 (比如从硬质塑料材料过渡到软质橡胶材料，却不打破物体的整体性)，可见3D打印技术将对机械、产品设计等领域产生的巨大影响。
(3D打印木材(左)， 3D打印海盐(右)，by Emerging Objects)
对于硬件创业者来说，3D打印技术大大降低了制作产品原型(prototype)的成本，3d打印耳环，使得工程师和设计师快速地进行设计迭代(iteration)，甚至小批量地生产成品。而适合于大批量生产的工业用3D打印机也在快速发展，并在一些个别应用上显现出了对比传统减材制造的优势。在3D打印技术不断向着更精|确更强悍更有应用针对性的方向发展的同时，另一个相反的趋势也在Maker Movement (创客运动)的影响下蓬勃发展，即更低廉、更傻瓜、更平民的家用桌面3D打印。如今市面上的桌面3D打印机琳琅满目，档次价位也各有不同，有相对专业适合资深爱好者 (maker，hobbyist， tinkerer， DIYer)的Makerbot等，也有不求专业但求好玩的“玩具型”打印机，作为一种集娱乐和教育为一体的工具。从实用的角度来说，我们也许会质疑在家里弄一台3D打印机到底有多大用处；但是这个趋势所传达的信息是十分积极的。随着三维建模 (3dmodeling) 以及扫描技术(scanning)的普及、众多开源的三维模型在网络上的分享，拥有自己的一台3D打印机就好比拥有了一个微型的工厂，酒泉3d打印，可以随时打印任何物件。这种模式对于传统制造业的规模性、封闭性和知识产权保护无疑是一种挑战；这种基于开源(open-source)，分享，和近乎自给自足的模式，在促进新型的制造业生态系统的同时，对于个人的创造力也是极大的解放，是一种给予个人力量、促进知识和技术的民主化的模式。
(Makerbot Replicator 第五代桌面3D打印机，售价2000美金)
(Tiko桌面3D打印机， 售价179美
金)
未来学者Jeremy Rifkin相信，3D打印技术的兴起标志了第三次工业革命的开始，而上一次工业革命发生在19世纪末期制造业对于生产线(assembly line)的引入。他预测，借用互联网的力量，未来人们将能发送任何产品的设计图到世界的任一角落，用当地配备了基本打印材料的3D打印机打印出任意材料和形态的产品。如果你对于3D打印的印象还停留在Makerbot打印的精度不高看上去又廉价的塑料物件，还觉得3D打印噱头大于实质，那么我们希望通过这一系列关于3D打印的专题文章让你了解3D打印技术近年来的发展和应用，而你会发现，上述的未来离我们并不遥远。
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