第1章 3D打印基础知识

1.1 3D打印的历史起源

3D打印可以将计算机里的3D建模文件变成实物，打印过程无须干预而且精度远超手工制作，看起来相当吸引眼球，再加上媒体的渲染，迅速得到了大众的关注。但在过去的三十几年里，3D打印技术的普及速度不是很快，近年来由于受到计算能力、新型设计软件、新材料、创新推动及互联网进步的推动，3D打印技术发展迅速。

在3D打印界，称3D打印为“19世纪的思想，20世纪的技术，21世纪的市场”。3D打印技术的核心制造思想最早起源于19世纪末的美国，由于当时技术的限制，到20世纪80年代后期，3D打印技术才发展成熟并被广泛应用。1860年，法国人Franois Willème申请到多照相机实体雕塑（Photo Sculpture）的专利。1892年，美国登记了一项采用层叠方法制作三维地图模型的专利技术。1979年，日本东京大学生产技术研究所的中川威雄教授发明了叠层模型造型法。1980年，日本小玉秀男又提出了光造型法。虽然日本科学界研究出3D打印的一些方法，但是此后20多年的时间里，把这些科学方法转化为实际用途的都是美国科技人员。

1986年，Stratasys公司创始人查尔斯·赫尔开发出第一台商业3D打印机（图1-1），但在1990年以前几乎没有得到人们的重视。

图1-1 查尔斯·赫尔和3D打印机

1993年，麻省理工学院获3D打印技术专利。1995年，美国ZCorp公司得到麻省理工学院的唯一授权，着手开发3D打印机，并于2005年成功研制出首个高清彩色3D打印机Spectrum Z510。近年来，3 D打印技术进入高速发展期，各种惊爆眼球的3 D打印产品相继出现，在人类的衣、食、住、用、行、娱乐等方面都得到了体现，如2010年11月，世界上第一辆由3D打印机打印而成的汽车Urbee问世，如图1-2所示。

图1-2 3D打印汽车Urbee

2011年6月6日，全球出现第一款3D打印比基尼；同年7月，英国研究人员开发出世界上第一台3D巧克力打印机；同年8月，南安普顿大学的工程师们首次尝试利用3D打印技术制造飞机并获得成功；2012年11月，苏格兰科学家利用人体细胞成功打印出人造肝脏组织；2013年11月，位于美国德克萨斯州奥斯汀的3D打印公司Solid Concepts设计制造出首支3D打印金属手枪；2017年，美国军方成功测试3D打印榴弹发射器。