3D打印的跑鞋
饿了，按照个人口味打印一颗定制级巧克力；累了，自选颜色和材料打印一张椅子坐坐；准妈妈产检拿到的不再是简单的B超照片，而是可以提前抱抱的“腹中宝贝”；设计师推出的最新“概念车”，3D打印技术打印的汽车。
世界首辆3D打印汽车
如果评选近两年最受关注的科技热词的话，3D打印无疑就是其中之一。这个被英国《经济学人》杂志称为“将带来第三次工业革命”的数字化制造技术，既可以打印出飞机零件、赛车、手枪，又可以打印巧克力、食品和人体器官等。这一切似乎都在表明，3D打印改变传统制造业和我们的生活只是时间问题了。然而，事实果真如此吗？
就像蚕吐丝结茧
对于3D打印机的工作原理，有一个形象的比喻──吐丝结茧。
3D打印机，顾名思义，用它打印出来的物品并非平面的纸张，而是一个立体固态物体。首先将一项设计物品通过3DCAD（3D计算机辅助设计）软件转化为3D数据，然后再根据这些数据进行逐层分切打印。在打印过程中，层层打印出来的切片会不断叠加，最终形成一个完整的立体物品。简单说来，3D打印就相当于做“加法”。
对于3D打印机的工作原理，有一个形象的比喻——吐丝结茧。蚕吐出很细的丝，一层一层把自己包裹起来，就形成了一个“立体”的茧。虽然目前材料和工艺不一样，但3D打印的基本原理都是根据要打印的物体形状，通过一层层地堆积而成。比如塑料材质，就是将塑料加热后，形成塑料丝，然后将塑料丝一层一层地堆起来，就形成了三维物品；还有一种是用激光照射光敏树脂或者金属粉末，形成固体后堆积起来变成三维物品。
清华大学教授、中国3D打印技术产业联盟首席顾问颜永年指出，传统的工业制造方法多是减材制造，即在整块材料的基础上去除多余部分，将剩下的部分制成产品。而作为“增材制造”的3D打印技术，则是按照设计图，精确制出每一层平面后再进行累加，所以在生产过程几乎不会产生任何废弃物。
“增材制造”，是与传统制造业的“减材制造”对应的，这种技术依据物体的三维模型数据，通过成型设备以材料累加的方式，制成实物模型。“这就像盖房子，一层层往上垒砖砌墙，只不过用的不是方砖水泥，而是工程塑料、粉末、尼龙、光敏树脂甚至是金属、陶瓷等不同的材料。”颜永年说。
3D打印技术主要包括4种类型：微滴喷射（FDM）、激光固化（SL）、激光烧结（SLS）和激光熔化（SLM）。其中，微滴喷射主要适用于生物制造；激光烧结因为能够打印飞机等高端产品上的关键金属零件为国防做出贡献，而在1999年被美国评为“最具创造力的技术”，它和激光熔化的主要优势在于快速成型较高强度的金属模具。“后来又衍生的很多技术都是在这四大类技术基础上发展起来的，基本工作原理都是逐层增加材料，最终形成物件，因此，这些技术都被通俗地称作3D打印。
这不是一个新概念
虽然时下3D打印被人们炒得不亦乐乎，但它却并非什么新概念。
虽然时下3D打印被人们炒得不亦乐乎，但它却并非什么新概念。3D打印诞生于上世纪80年代，被称为“上上个世纪的思想，上个世纪的技术，这个世纪的市场”，迄今已有20多年的历史。早在1986年，美国科学家CharlesHull就发明出世界上第一台3D打印机。20世纪90年代初，美国麻省理工学院（MIT）获3D印刷技术专利，很快MIT和3D系统公司就各自开发了三维打印系统，随后ZCorp、ObjetGeometries和Stratasys也把以叠层制造技术为基础的3D打印产品推向了市场。如今，MIT和3D系统在3D打印领域依然保持着领导者地位。
过去20多年间，3D打印技术已广泛应用于多个行业领域，如汽车、航空、电子、医疗设备、牙科器械、玩具、家具制造、建筑、艺术和时尚等。
英国埃克塞特大学研究人员制作了一款以巧克力为原料的3D打印机，可以用来打造属于自己独一无二的个性巧克力；中国杭州的雕塑家李庆华利用3D打印技术，复原了在时光侵蚀中变得破败不堪的山西天龙山石窟造像群；荷兰设计师艾瑞斯·凡·赫庞将3D打印技术与手工制作完美结合，使用锦纶打造出了传统制造方式难以实现的复杂艺术品；而在医疗方面，除了3D打印的机械手臂，还有患者在荷兰接受了世界上首例由3D打印技术制作的人工下颌骨移植手术。
由美国Organovo公司研制的3D生物打印机如今已经可以制造动脉，开发者称由这种设备“打印”的动脉最早有望在5年内用于心脏搭桥手术。而心脏、牙齿和骨骼等更为复杂的器官则应该可以在10年内被“打印”出来。
在未来的航天事业中，由于携带备用零件会增加飞船的体积和质量以及受到宇宙中失重环境的影响，一旦飞船上面的某个零部件坏了，想要换新是十分困难的，如果利用装在飞船中的3D打印机按需打印零部件，问题便可迎刃而解。发明了以沙石为原料打印建筑物的设计师恩里科·迪尼甚至宣称，希望有一天，可以使用月球尘埃，在月球上轻松地建筑起一个基地。
掀起第三次工业革命？
与其过于乐观地说3D打印技术将引领“第三次工业革命”，还不如说有助于推动产业升级更为实际。
英国《经济学人》杂志曾指出，在3D打印技术得到广泛应用的情况下，制造业也许不再运用工厂这种将人力、资金、设备等生产要素大规模集中化的生产方式，而是转变为一种以3D打印机为基础、更加灵活、所需投入更少的生产方式。《经济学人》将这种趋势称之为“社会化制造”，并认为这种新型的生产方式，有望促成第三次工业革命。
然而，对于3D打印技术是否会就此带来“第三次工业革命”的问题，柏林工业大学3D实验室主任哈特穆特·施万特教授却给出了否定的答案。他说：“尽管3D打印技术对于科学和经济已有一个重要的作用，并且赢得一个非常有活力的发展，设备和软件被不断研发更新，有了越来越多的应用领域。但我认为现在这个阶段就说3D打印将带来‘第三次工业革命’是夸张的，目前还没有人可以做这样的断言。”
对制造业产生冲击？
3D打印和传统制造都有各自的优势，两者不可互相取代，在今后很长一段时间内，3D打印与传统制造工艺将不可分割地共存。
3D打印的兴起，会对中国制造业造成哪些冲击？在个性化需求逐渐占据主导地位的消费时代，3D打印产业化显然会对中国这样的制造业大国产生巨大的影响。一是由于其超强的设计能力，可能带动我国制造业的转型升级；二是由于其精密化的“打印”，可能取代低附加值产业成为高附加值的精益制造业；三是给新材料提供发展机遇；四是使研发和设计等“非实体性活动”成为产业链高端，从而推动制造业价值链的攀升和制造服务化。