3D打印機問世，會將物價變得更加便宜嗎？每天早上我們一睜眼，似乎就在開始消費。教育、吃飯、走路、交通……都是生活中的必要開銷，但是物價卻也是居高不下。近段時間“3D打印機”成為了一個十分火熱的話題。我們也經常看到新聞說：它已經打印出了房子。但是你是不是也非常疑惑？它到底如何打印的？打印出的房子能住嗎？有多大呢？如果真的什麼都能打印，以後房子會不會很便宜呢？可以說是一系列的疑問？
3D打印機
3D打印機原理
3D打印機原理在於它是以一種數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。近些年來有一個新的詞逐漸進入人們的視野，那就是“3D打印機”，其實這個詞也挺好理解的，就是打印三維立體物件的機器，聽起來像是隻存在於科幻片裡的東西，但是它其實已經存在很久了，3D打印機原理是什麼呢？
它能打印出這麼多東西，汽車、步槍甚至有設計師準備有那個3D打印機造房子，看起來真是很不思議，今天就讓我們一起來探究下3D打印機原理。由於在3D打印機原理中把複雜的三維製造轉化為一系列二維製造的疊加，因而可以在不用模具和工具的條件下生成幾乎任意複雜的零部件，極大地提高了生產效率和製造柔性。3D打印機原理看著很簡單，現在雖然有一些產品能直接打印出來，但要打印出精密產品還有很長的路要走。
3D打印機多少錢一臺
根據前瞻產業院提供的《2016-2021年中國3D打印產業市場需求與投資潛力分析報告》顯示，預計在2020年全球3D打印市場規模將達到15000億美元，3D打印機成為了3D打印產業裡面的一個重要分支。國內在3D打印某些方面已經領先全球，並且從“國家領導人”到“普通民眾”對3D打印技術給予了高度的關注和極大的熱情。
然而國內很多人對3D打印設備的價格還比較模糊，對一些網站的報價也心存疑慮，網上“3D打印機價格”搜索量一直居高不下。為此我們特別整理出了部分3D打印設備比較官方的售價表，雖然部分設備價格有些許變動，但總體來說價格浮動應該不會太大。
3D打印實驗是美國太空總署未來重點研究項目之一，3D打印零部件和工具將增強太空任務的可靠性和安全性，同時由於不必從地球運輸，可降低太空任務成本。 3D打印機的操作流程 三維打印通常是採用數字技術材料打印機來實現的。
3D打印機是什麼
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”出一幢完整的建築，甚至可以在航天飛船中給宇航員打印任何所需的物品。什麼是3D打印機，3D打印機（3DPrinters）簡稱（3DP） 2016年2月3日訊，中國科學院福建物質結構研究所3D打印工程技術研發中心林文雄課題組在國內首次突破了可連續打印的三維物體快速成型關鍵技術，並開發出了一款超級快速的連續打印的數字投影（DLP）3D打印機。
早期的三維打印的例子發生在20世紀80年代，雖然那時的三維打印機是大型的，昂貴的，所能製造的產品可能非常有限。在1980年代，熱溶解積壓成形(Fused Deposition Modeling，FDM)技術由S. Scott Crump開發成功，並在1990年代商業化。
在1980年代中期，SLS被在美國德州大學奧斯汀分校的卡爾Deckard博士開發出來並獲得專利，項目由DARPA贊助的。1979年，美國科學家RFHousholder獲得類似“快速成型”技術的專利，但沒有被商業化。在1987年，Chuck Hull發明的Stereolithography(立體光刻工藝)被授予了專利。
1995 年在麻省理工學院創造了“三維打印”術語，當時的畢業生Jim Bredt和Tim Anderson修改了噴墨打印機方案，變為把約束溶劑擠壓到粉末床，而不是把墨水擠壓在紙張上的方案。該專利隨之而來的是現代的三維打印企業Z公司 （Bredt和Anderson創立）和ExOne公司。
該3D打印機的速度達到了創記錄的600mm/h，可以在短短6分鐘內，從樹脂槽中“拉”出一個高度為60mm的三維物體，而同樣物體採用傳統的立體光固化成型工藝（SLA）來打印則需要約10個小時，速度提高了足足有100倍! 3D打印發展簡史 3D打印思想起源於19世紀末的美國，並在20世紀80年代得以發展和推廣。3D打印是科技融合體模型中最新的高“維度”的體現之一，中國物聯網校企聯盟把它稱作“上上個世紀的思想，上個世紀的技術，這個世紀的市場”。
3D打印機工作方式
三維打印的設計過程是：先通過計算機輔助設計（CAD）或計算機動畫建模軟件建模，再將建成的三維模型“分區”成逐層的截面，從而指導打印機逐層打印。設計軟件和打印機之間協作的標準文件格式是STL文件格式。一個STL文件使用三角面來近似模擬物體的表面。三角面越小其生成的表面分辨率越高。PLY是一種通過掃描產生的三維文件的掃描器，其生成的VRML或者WRL文件經常被用作全綵打印的輸入文件。
3D打印技術有很多種，現在主流技術有兩種：一種是堆疊法，一種是燒結。原理基本上都是多層分片打印，堆疊和燒結只是成型技術的區別。堆疊只能成型塑料之類的材質，而燒結可以利用激光的高溫對粉末金屬進行處理加工出金屬材質的東西出來。
技術原理是無論何種成型法，都是採取原料加層方法形成3D物體，每次打印一層材料只有0.1mm-0.2mm厚，與2維打印機相比，3D打印機多了一維，即Z軸，通過X-Y-Z軸的運動，將原料逐層堆積而成。不論堆疊法或燒結法，都會將設計品分為若干薄層，每次用原材料生成一個薄層，再通過逐層疊加獲得3D實體。這一點它與噴墨打印機工作方法十分類似，3D打印機是一層一層地印，而噴墨打印機是一條直線一條直線地噴，通過若干直線的疊加形成圖像。
它通過對電腦中三維軟件的識別，進行STL(三角網格格式)轉換，再結合切層軟件確定擺放方位和切層路徑，並進行切層工作和相關支撐材料的構造。最後使用噴頭將固態的線型成型材料加熱成半熔融狀態之後擠出來，和支撐材料自下而上，一次一層的構鑄成最終實體。簡單的說，可以理解為軟件把物體分成若干個橫截面，而三維打印機將這些橫截面一次一層的沉澱、堆積，最終形成我們所需的實體。
20世紀80年代中期，SLS被在美國得克薩斯州大學奧斯汀分校的卡爾Deckard博士開發出來並獲得專利，項目由DARPA贊助的。 到20世紀80年代後期，美國科學家發明了一種可打印出三維效果的打印機，並已將其成功推向市場，3D打印技術發展成熟並被廣泛應用。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，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3D打印機的應用將會更加廣泛。
1995年，麻省理工創造了“三維打印”一詞，當時的畢業生JimBredt和TimAnderson修改了噴墨打印機方案，變為把約束溶劑擠壓到粉末床的解決方案，而不是把墨水擠壓在紙張上的方案。2003年以來三維打印機的銷售逐漸擴大，價格也開始下降。 3D打印機的主要特點 3D打印帶來了世界性製造業革命，以前是部件設計完全依賴於生產工藝能否實現，而3D打印機的出現，將會顛覆這一生產思路，這使得企業在生產部件的時候不再考慮生產工藝問題，任何複雜形狀的設計均可以通過3D打印機來實現。
3D打印無需機械加工或模具，就能直接從計算機圖形數據中生成任何形狀的物體，從而極大地縮短了產品的生產週期，提高了生產率。儘管仍有待完善，但3D打印技術市場潛力巨大，勢必成為未來製造業的眾多突破技術之一。3D打印使得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。
科學家們表示，三維打印機的使用範圍還很有限，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。 3D打印技術對美國太空總署的太空探索任務來說至關重要，國際空間站現有的三成以上的備用部件都可由這臺3D打印機制造。這臺設備將使用聚合物和其他材料，利用擠壓增量製造技術逐層製造物品。
3D打印機的運用與發展
自查克·霍爾在1984年製造出了世界上第一臺3D打印機以來，有關3D打印機的話題已經從概念走向了現實，而這一技術也開始對人們日常生活的方方面面產生了影響。隨著3D技術的發展和普及，3D打印給人們的生活帶來了無限可能。
美國著名豔星蒂塔·萬提斯此前就曾試穿了全球第一件3D打印禮服。設想一下這樣的場景：網購一雙鞋子，但不需要等快遞而是直接輕鬆點擊“打印”鍵便可。
隨著科技的發展，在當前社會中，很多全新的資源及技術都得到了越來越廣泛的應用。其中，3D打印技術是一項較為新興的快速成型技術。3D打印技術也叫做增材製造技術，具有較高的先進性。因此，在社會各個領域中，3D打印機的運用和發展，都取得了十分良好的效果，極大的提高了各個領域中的工作效率，對社會經濟的發展水平也有著重要的促進作用。
3D打印機使用
3D打印機的流程：
1.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。
2.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，並將這些切片的信息傳送到3D打印機上，後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打印技術具體能做什麼：
1.3D打印技術迅速實現概念建模 3D打印技術能迅速將設計創意轉變為實物，尤其擅長複雜結構的製作，便於設計師與客戶和企業團隊有效溝通，有助早期設計驗證，並降低錯誤成本。
2.3D打印技術快速完成原型測試 產品更新換代、新產品研發都需要反覆的驗證、設計完善，利用3D打印技術及3D打印材料特性，可以在研發階段快速製造產品原型或零部件原型，進行零件匹配度、功能性測試，這大大縮短了新產品的研發週期，加快新產品上市的時間，助您搶佔最新商機。
3.3D打印技術可以實現小批量、定製化產品的直接數字製造(DDM) 直接數字製造(DDM)是根據3DCAD數據進行分層並3D打印，直接製造最終產品的製作流程，包括製造產品原型、生產工具或最終零部件等。這種“智能製造”的方式能顯著縮短交付時間和生產成本，並具有小批量生產優勢，幫助企業快速響應客戶需求及市場變化。
4.打印技術運用廣泛 3D打印技術可用於珠寶，鞋類，工業設計，建築，工程和施工（AEC），汽車，航空航天，牙科和醫療產業，教育，地理信息系統，土木工程，和許多其他領域。常常在模具製造、工業設計等領域被用於製造模型或者用於一些產品的直接製造，意味著這項技術正在普及。
3D打印案例
1、3D打印機實際上是增材製造機
我們已經聽說過許多關於3D打印機如何神奇的故事，但是它實際上並不是真正的打印機。它是“增材製造機”，有點像《星際迷航》中的複製機，通過特製的噴嘴逐層噴灑材料，從而形成複雜的三維物體。
2、3D打印機加工食物
NASA研發能為宇航員製造“營養可口”食品的3D打印機，這些是原料，你不能直接吩咐它，“來杯伯爵紅茶，要熱的”。但是現在人們已經在嘗試用3D打印機來加工幾種食材，包括扇貝、曲奇餅和墨西哥玉米煎餅。
3、空間站3D打印機打印備用零件
太空製造公司研究人員為國際空間站設計第一條3D打印機，3D打印機在模擬失重飛行中進行測試，NASA給國際空間站配置了一臺3D打印機，這樣在空間站工作的人就可以自己打印備用零件了——1970年，當阿波羅13號發生氧氣罐爆炸事件後，航天員就像《百戰天龍》中的馬蓋先一樣，用膠帶、硬紙板和塑料袋組裝了一個二氧化碳過濾器。
4、3D打印技術醫療最大受益者
3D打印機制造的鈦合金骨骼，北醫三院的骨科醫生研究運用3D打印技術治病救人，患者用上了3D打印機制造的鈦合金骨骼，不光是比伯的粉絲可以使用3D打印技術，英國拉夫堡大學的工程師也用3D打印技術複製了查理三世的骨骼。
5、3D打印技術治病救人
3D打印的口腔骨骼，比打印正副骨架更令人激動的是打印單塊的骨頭。3D打印在醫療中的應用包括製作下顎骨和臀部。
6、3D打印機制造汽車
Urbee 2 擁有3D打印的外殼，是一款高效、輕質、價廉而再生產方便的汽車，這款加拿大Kor Ecologic公司開發的混合動力車在高速公路上的燃油效率能達到每加侖汽油200英里。這款汽車的內部和外部零件都是用3D打印機制造的。
7、3D打印機制造房子
用3D打印機打一幢房子需220年，先是汽車，然後是房子。麻省理工大學的研究者開發了一種仿造骨頭的材料——外部比內部密度大，非常堅固。接下來可能就是用這種材料建築房屋了。
8、3D打印機打印芯片與電路
3D打印機納米級F1賽車，維也納理工學院使用世界上最快的3D打印機僅4分鐘便打印出一個納米級F1賽車。
3D打印機變身
基於研究不同種類3D打印耗材性能的差異，採用自制開源3D打印機的方法，通過利用不同種類耗材打印三維模型的實驗，瞭解了不同3D打印耗材的性能和特點，特別是PLA（聚乳酸）和ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）兩大3D打印耗材的特點，分析不同結構3D打印機和耗材的特點和性能優劣，更為清晰地瞭解3D打印機的工作原理，掌握其性能，便於操作和應用。
臺灣科技研究團隊近日研發了一種3D打印機，其最大的特點就是可用智能手機或平板屏幕上的可見光來一層層固化樹脂。這款基於手機的打印設備可在露天打印物體，只需把它放在陰暗角落裡即可。一個外層鍍上獨特樹脂的大桶被放在智能手機上方，這使得手機發出的光讓位於大桶上方打印平臺上的物質變硬。隨著每一層逐漸變硬，這個平臺逐漸上升直到打印結束。
結語：3D打印技術是近幾年以來興起的具有巨大發展潛力的一項科研技術。在形形色色的3D打印機市場，各種各樣的打印機的出現，也是預示著3D打印這項技術的潮流已經到來。本文主要是結合現有的3D打印機的結構提出了一些在結構上的創新，並對這方面進行了闡述。3D打印思想起源於19世紀末的美國，並在20世紀80年代得以發展和推廣發展至今，3D打印機的種類也有很多。
奧秘世界（微信號：ms1390）致力為廣大奧秘愛好者提供一切奧秘的權威平臺。
閱讀更多 奧祕世界 的文章
