3D打印機--簡介

3D打印機（3D Printers）是一位名為恩里科·迪尼（Enrico Dini）的發明家設計的一種神奇的打印機，它不僅可以“打印”出一幢完整的建筑，甚至可以在航天飛船中給宇航員打印任何所需的物品。

 
Z Corporation ZPrinter450三維彩色打印機

3D打印機--背景

3D打印已經成為一種潮流，并開始廣泛應用在設計領域，尤其是工業設計，數碼產品開模等，可以在數小時內完成一個模具的打印，節約了很多產品到市場的開發時間。

3D 打印機可以用各種原料打印三維模型，使用3D 輔助設計軟件，工程師設計出一個模型或原型之后，無論設計的是一所房子還是人工心臟瓣膜，之后通過相關公司生產的3D打印機進行打印，打印的原料可以是有機或者無機的的材料，例如橡膠、塑料、甚至是人體器官，不同的打印機廠商所提供的打印材質不同。

3D打印機--發明

發明伊始

三維打印機不僅使立體物品的造價降低，且激發了人們的想象力。未來三維打印機的應用將會更加廣泛。

據報道，美國科學家近日發明了一種可打印出三維效果的打印機，并已將其成功推向市場，該打印機可打印出塑料制成的固體制品。

普通打印機能打印一些報告等平面紙張資料。而這種最新發明的打印機打印出的都是塑料制成的固體制品，它不僅使立體物品的造價降低，且激發了人們的想象力。未來三維打印機的應用將會更加廣泛。

在此之前，三維打印機數量很少，大多集中在“科學怪人”和電子產品愛好者手中。他們主要用來打印像珠寶、玩具、工具、廚房用品之類的東西。甚至有汽車專家打印出了汽車零部件，然后根據塑料模型去訂制真正市面上買不到的零部件。

現在人們可以在一些電子產品商店購買到這類打印機，工廠也在進行直接銷售。不過物以稀為貴，一套三維打印機的價格從一般的750美元到上等質量的27000美元不等。

科學家們表示，目前三維打印機的使用范圍還很有限，不過在未來的某一天人們一定可以通過3D打印機打印出更實用的物品。

人體骨骼打印

據國外媒體報道，在不久的將來外科醫生們或許就將可以在手術中現場利用打印設備打印出各種尺寸的骨骼用于臨床使用。這種神奇的3D打印機現在已經被制造出來了，而用于替代真實人體骨骼的打印材料則正在緊鑼密鼓地測試之中。

在實驗室測試中，這種骨骼替代打印材料已經被證明可以支持人體骨骼細胞在其中生長，并且其有效性也已經在老鼠和兔子身上得到了驗證。未來數年內，打印出的質量更好的骨骼替代品或將幫助外科手術醫師進行骨骼損傷的修復，用于牙醫診所，甚至幫助骨質疏松癥患者恢復健康。

3D打印技術最近迅速興起，成為炙手可熱的新型產業，它可以打印的立體產品種類正迅速增加。為了打印骨骼材料，博斯和她的同事們使用了一臺商業銷售的ProMetal 3D打印機進行測試。這種3D打印機最初的設計目的是為了打印金屬件。它會逐層噴灑塑料膠粒在一層粉末基底之上并逐層成型。每一層的厚度僅相當于人的頭發絲寬度的一半。

這種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便增強其強度。當它被植入人體內之后可以暫時起到骨骼的支撐作用，并在此過程中幫助正常骨骼細胞生長發育并由此修復之前的損傷，隨后這種材料可以在人體內自然溶解。

科學家們花費4年時間才找出這種材料的合適配方，其中涉及化學，材料學，生物學和工藝科學的諸多學科。

3D打印機--原理

3D打印是添加劑制造技術的一種形式，在添加劑制造技術中三維對象是通過連續的物理層創建出來的。3D打印機相對于其他的添加劑制造技術而言，具有速度快，價格便宜，高易用性等優點。

3D打印機就是可以“打印”出真實3D物體的一種設備，功能上與激光成型技術一樣，采用分層加工、迭加成形，即通過逐層增加材料來生成3D實體，與傳統的去除材料加工技術完全不同。稱之為“打印機”是參照了其技術原理，因為分層加工的過程與噴墨打印十分相似。隨著這項技術的不斷進步，我們已經能夠生產出與原型的外觀、感覺和功能極為接近的3D模型。

說的簡單一點，3D打印是斷層掃描的逆過程，斷層掃描是把某個東西“切“成無數疊加的片，3D打印就是一片一片的打印，然后疊加到一起，成為一個立體物體。

使用3D打印機就像打印一封信：輕點電腦屏幕上的“打印”按鈕，一份數字文件便被傳送到一臺噴墨打印機上，它將一層墨水噴到紙的表面以形成一副二維圖像。而在3D打印時，軟件通過電腦輔助設計技術（CAD）完成一系列數字切片，并將這些切片的信息傳送到3D打印機上，后者會將連續的薄型層面堆疊起來，直到一個固態物體成型。3D打印機與傳統打印機最大的區別在于它使用的“墨水”是實實在在的原材料。

3D打印機--應用

3D打印機的應用對象可以是任何行業，只要這些行業需要模型和原型。以色列的Objet公司認為，3D打印機需求量較大的行業包括政府、航天和國防、醫療設備、高科技、教育業以及制造業。

3D打印機--前景

恩里科·迪尼稱，他已經在和建筑大師諾曼·福斯特、阿爾塔空間公司等進行討論，希望能設計出一種可以使用月球塵土的打印機，屆時在月球上就可以使用這種打印機快速的建造出人類的月球基地。

預計2050年實現3D打印機制造飛機

歐洲飛機制造公司Airbus的設計師透露3D打印飛機打造計劃，預計2050前達成。

據Forbes報導，此計劃將使用機庫般大小的3D打印機，制造飛機零件，Airbus的員工Bastian Schafer描述他的構想：此架飛機80米長，曲面機身由透明材質制成，乘客就感覺彷佛翱翔在云端中。

Airbus提出的概念型飛機具自我清潔功能，在2011年時已完成內建類神經網絡、抗氧化空氣，以及體熱采集設備，Schafer在過去兩年集合一群Airbus工業設計師團隊，為了這概念而努力，他表示：「這個機會讓我們能做些不一樣的事」。