3D打印
3D打印是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)快速成型技術(shù)的一種，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(gòu)造物體的技術(shù)。
3D打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機來實現(xiàn)的。常在模具制造、工業(yè)設(shè)計等領(lǐng)域被用于制造模型，后逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造，已經(jīng)有使用這種技術(shù)打印而成的零部件。該技術(shù)在珠寶、鞋類、工業(yè)設(shè)計、建筑、工程和施工（AEC）、汽車，航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程、槍支以及其他領(lǐng)域都有所應(yīng)用。
2019年1月14日，美國加州大學(xué)圣迭戈分校首次利用快速3D打印技術(shù)，制造出模仿中樞神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的脊髓支架，成功幫助大鼠恢復(fù)了運動功能。
2020年5月5日，中國首飛成功的長征五號B運載火箭上，搭載著“3D打印機”。這是中國首次太空3D打印實驗，也是國際上第一次在太空中開展連續(xù)纖維增強復(fù)合材料的3D打印實驗。
歷史發(fā)展 編輯本段
3D打印技術(shù)出現(xiàn)在20世紀90年代中期，實際上是利用光固化和紙層疊等技術(shù)的最新快速成型裝置。它與普通打印工作原理基本相同，打印機內(nèi)裝有液體或粉末等“打印材料”，與電腦連接后，通過電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來，最終把計算機上的藍圖變成實物。這打印技術(shù)稱為 3D立體打印技術(shù)。
1986年，美國科學(xué)家Charles Hull開發(fā)了第一臺商業(yè)3D印刷機。
1993年，麻省理工學(xué)院獲3D印刷技術(shù)專利。
1995年，美國ZCorp公司從麻省理工學(xué)院獲得唯一授權(quán)并開始開發(fā)3D打印機。
2005年，市場上首個高清晰彩色3D打印機Spectrum Z510由ZCorp公司研制成功。
2010年11月，美國Jim Kor團隊打造出世界上第一輛由3D打印機打印而成的汽車Urbee問世。
2011年6月6日，發(fā)布了全球第一款3D打印的比基尼。
2011年7月，英國研究人員開發(fā)出世界上第一臺3D巧克力打印機。
2011年8月，南安普敦大學(xué)的工程師們開發(fā)出世界上第一架3D打印的飛機。
2012年11月，蘇格蘭科學(xué)家利用人體細胞首次用3D打印機打印出人造肝臟組織。
2013年10月，全球首次成功拍賣一款名為“ONO之神”的3D打印藝術(shù)品。
2013年11月，美國德克薩斯州奧斯汀的3D打印公司“固體概念”(SolidConcepts)設(shè)計制造出3D打印金屬手槍。
2018年8月1日起，3D打印槍支將在美國合法，3D打印手槍的設(shè)計圖也將可以在互聯(lián)網(wǎng)上自由下載。
2018年12月10日，俄羅斯宇航員利用國際空間站上的3D生物打印機，設(shè)法在零重力下打印出了實驗鼠的甲狀腺。
2019年1月14日，美國加州大學(xué)圣迭戈分校在《自然·醫(yī)學(xué)》雜志發(fā)表論文，首次利用快速3D打印技術(shù)，制造出模仿中樞神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的脊髓支架，在裝載神經(jīng)干細胞后被植入脊髓嚴重受損的大鼠脊柱內(nèi)，成功幫助大鼠恢復(fù)了運動功能。該支架模仿中樞神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計，呈圓形，厚度僅有兩毫米，支架中間為H型結(jié)構(gòu)，周圍則是數(shù)十個直徑200微米左右的微小通道，用于引導(dǎo)植入的神經(jīng)干細胞和軸突沿著脊髓損傷部位生長。
2019年4月15日，以色列特拉維夫大學(xué)研究人員以病人自身的組織為原材料，3D打印出全球首顆擁有細胞、血管、心室和心房的“完整”心臟，這在全球尚屬首例（3D打印心臟）。
2020年5月5日首飛成功的長征五號B運載火箭上，搭載著我國新一代載人飛船試驗船，船上還搭載了一臺“3D打印機”。這是我國首次太空3D打印實驗，也是國際上第一次在太空中開展連續(xù)纖維增強復(fù)合材料的3D打印實驗。
2022年5月25日消息，瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院（EPFL）的一個工程師團隊開發(fā)出一種3D打印方法，可在數(shù)秒鐘內(nèi)用光將不透明的樹脂制成物體。這一突破或在生物醫(yī)學(xué)行業(yè)有良好應(yīng)用前景，例如可用于制造人工動脈。相關(guān)研究近日發(fā)表在《先進科學(xué)》雜志上。
2022年7月20日消息，南京三迭紀醫(yī)藥科技有限公司宣布，公司與禮來制藥達成合作，將利用其3D打印技術(shù)在藥物遞送系統(tǒng)中的優(yōu)勢實現(xiàn)口服藥物在胃腸道的程序化釋放。同日消息，美國得克薩斯農(nóng)工大學(xué)的科研人員通過3D打印制造了一種具超彈性的形狀記憶合金。
2022年8月消息，美國科學(xué)家采用3D打印方法，制作出一種雙相納米結(jié)構(gòu)高熵合金（HEA），其強度和延展性優(yōu)于現(xiàn)有其他先進的3D打印材料，有望催生可用于航空航天、醫(yī)學(xué)、能源和運輸?shù)阮I(lǐng)域的高性能部件。
2022年8月消息，施普林格·自然旗下學(xué)術(shù)期刊《自然-通訊》最新發(fā)表一篇材料研究論文，中國高校研究人員報道了一種制造柔性、可拉伸發(fā)光裝置的3D打印策略，該裝置可與軟體機器人集成。
2022年9月消息，木屑被制成3D打印墨水，先被做成潮濕的平板，再在干燥后彎曲成立體形狀。這種3D打印方法可以讓木頭變得足夠結(jié)實，未來可用于制造家具或建筑材料。
2022年11月14日，廣東交通集團南三島大橋項目透露消息，項目已完成3D數(shù)字攤鋪技術(shù)路面墊層與底基層試驗段鋪筑，正式進入路面工程施工階段。
2022年11月21日消息，南京三迭紀醫(yī)藥科技有限公司宣布，其第三款3D打印藥物產(chǎn)品T21獲得美國FDA的臨床試驗批準，這是三迭紀兩年內(nèi)在FDA獲批的第三個IND。
2023年1月3日，據(jù)科技日報消息，中國科學(xué)院化學(xué)研究所綠色印刷院重點實驗室研究員宋延林、副研究員吳磊等研究人員組成的研究團隊利用連續(xù)數(shù)字光處理（DLP）3D打印技術(shù)，實現(xiàn)了具有明亮結(jié)構(gòu)色的三維光子晶體結(jié)構(gòu)制備，為創(chuàng)新結(jié)構(gòu)色制備方法及擴展3D打印的應(yīng)用開創(chuàng)了新的途徑。
3D打印
3D打印2023年2月10日，國家智能鑄造產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新（泉州）中心順利實現(xiàn)運行。這是全球少有的萬噸級鑄造3D打印全流程智能工廠。
韓國蔚山國立科學(xué)技術(shù)研究院（UNIST）和韓國電工研究院（KERI）對外宣布，雙方合作開發(fā)出了一種全新的智能隱形眼鏡核心技術(shù)。該技術(shù)可通過3D打印實現(xiàn)基于增強現(xiàn)實（AR）的導(dǎo)航。
國家兒童醫(yī)學(xué)中心（上海）、上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬上海兒童醫(yī)學(xué)中心付煒、王偉團隊聯(lián)合東華大學(xué)游正偉教授團隊在權(quán)威期刊《Matter》（IF＝19.967）在線發(fā)表了題為“Intrinsically Cryopreservable Bacteriostatic Durable Glycerohydrogel Inks for 3D Bioprinting”（可直接細胞凍存的抑菌3D生物打印甘油水凝膠墨水）的研究成果。該論文首次提出了將甘油用于調(diào)控“自由水”狀態(tài)進而合成甘油水凝膠生物墨水的概念，并證實了該生物墨水具有抑菌性、形狀保真、適合3D生物打印和細胞凍存保護等一系列特性，具有廣泛的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用前景。
美國桑迪亞國家實驗室領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊證明，一種新型3D打印高溫合金可幫助發(fā)電廠產(chǎn)生更多電力，同時排放更少的碳。相關(guān)論文已發(fā)表于《今日應(yīng)用材料》雜志。
西班牙一家植物肉公司嘗試使用3D打印技術(shù)，把植物肉整塊打印出來，模擬出真肉的纖維及口感。這家植物肉公司3D打印出來的雞排，在巴塞羅那的幾家餐廳里小范圍出售。
一款名為Cocoa Press的巧克力3D打印機將于2023年春季在美國上市，這款打印機可以讓用戶自由地設(shè)計和制作各種形狀和口味的巧克力。
北京時間2023年3月9日，美國相對論空間公司（Relativity Space）宣布，首枚3D打印火箭——“人族1號”（Terran1）下一次發(fā)射窗口期確認為美國東部時間3月11日13:00-16:00。
清華大學(xué)材料學(xué)院研究員王秀梅團隊基于生物3D打印技術(shù)成功研發(fā)了一種有生命的類神經(jīng)纖維，在實驗中展現(xiàn)了優(yōu)越的神經(jīng)再生能力，為醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的脊髓損傷修復(fù)、組織再生修復(fù)等提供了新的治療視角。
2023年3月13日，北京小米移動軟件有限公司“米家3D打印機軟件（Android版）”“米家3D打印機軟件（iOS版）”軟件著作權(quán)獲登記批準。
2023年，以色列“牛排食品”與新加坡“鮮味肉”公司聯(lián)合研發(fā)出了一種3D打印魚肉。
2023年，在德國海德堡，機器人手臂制作建造被稱為“歐洲最大的3D打印建筑”。
2023年，接受3D打印“龜殼”的海龜體重已經(jīng)從最初的74.5磅提升到210磅。
2023年5月31日，第十五屆中國國際先進陶瓷展覽會(IACE CHINA)在上海開幕，佳能（中國）有限公司攜其陶瓷3D打印服務(wù)亮相。
2023年，澳大利亞悉尼大學(xué)和皇家墨爾本理工大學(xué)等機構(gòu)科學(xué)家通過獨特的合金設(shè)計和3D打印技術(shù)研制了一類新型鈦合金。
重要事件
2013年9至12月，日本橫濱某大學(xué)職員居村佳知用家里的電腦和3D打印機制作出樹脂材料的槍支部件，并組裝成兩把手槍。
2013年11月，涉案男子居村佳知在社交網(wǎng)絡(luò)上稱“雖然已經(jīng)依照《槍刀法》進行了改造，但仍有被警察搜查的風險，可這是有意義的行為”、“我要進行日本第一把6連發(fā)3D打印左輪手槍的試射”，暗示將公布試射視頻。居村隨后在視頻網(wǎng)站上傳了自制左輪手槍的射擊視頻。神奈川警方2014年掌握這些線索后，隨即對其展開了調(diào)查。
2014年4月，居村佳知被發(fā)現(xiàn)在家中持有這些槍支。
2014年10月20日，日本橫濱地方法院對前大學(xué)職員居村佳知被控違反《槍刀法》和《武器等制造法》用3D打印機自制手槍案做出判決，判處被告有期徒刑兩年。檢方求刑3年零6個月。檢方在總結(jié)陳詞中指出，被告在網(wǎng)上公開槍支制造方法和3D數(shù)據(jù)，濫用3D打印機可能會從根本上顛覆通過槍支管制維護的社會治安，“刑事責任重大”。辯方則表示“被告并未意識到自己違法”，要求判處緩刑。
2021年3月，國內(nèi)首次，三星堆遺址考古將用3D打印提取文物。
技術(shù)原理
日常生活中使用的普通打印機可以打印電腦設(shè)計的平面物品，而所謂的3D打印機與普通打印機工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，普通打印機的打印材料是墨水和紙張，而3D打印機內(nèi)裝有金屬、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是實實在在的原材料，打印機與電腦連接后，通過電腦控制可以把“打印材料”一層層疊加起來，最終把計算機上的藍圖變成實物。通俗地說，3D打印機是可以“打印”出真實的3D物體的一種設(shè)備，比如打印一個機器人、打印玩具車，打印各種模型，甚至是食物等等。之所以通俗地稱其為“打印機”是參照了普通打印機的技術(shù)原理，因為分層加工的過程與噴墨打印十分相似。這項打印技術(shù)稱為3D立體打印技術(shù)
3D打印存在著許多不同的技術(shù)。它們的不同之處在于以可用的材料的方式，并以不同層構(gòu)建創(chuàng)建部件。3D打印常用材料有尼龍玻纖、耐用性尼龍材料、石膏材料、鋁材料、鈦合金、不銹鋼、鍍銀、鍍金、橡膠類材料。
類型 | 累積技術(shù) | 基本材料 |
擠壓 | 熔融沉積式 (FDM） | 熱塑性塑料，共晶系統(tǒng)金屬、可食用材料 |
線 | 電子束自由成形制造(EBF) | 幾乎任何合金 |
粒狀 | 直接金屬激光燒結(jié)（DMLS） | 幾乎任何合金 |
電子束熔化成型（EBM） | 鈦合金 | |
選擇性激光熔化成型(SLM) | 鈦合金，鈷鉻合金，不銹鋼，鋁 | |
選擇性熱燒結(jié)（SHS） | 熱塑性粉末 | |
選擇性激光燒結(jié)（SLS） | 熱塑性塑料、金屬粉末、陶瓷粉末 | |
粉末層噴頭3D打印 | 石膏3D打印 (PP) | 石膏 |
層壓 | 分層實體制造（LOM） | 紙、金屬膜、塑料薄膜 |
光聚合 | 立體平板印刷（SLA） | 光硬化樹脂 |
數(shù)字光處理 (DLP) | 光硬化樹脂 |
三維打印的設(shè)計過程是：先通過計算機建模軟件建模，再將建成的三維模型“分區(qū)”成逐層的截面，即切片，從而指導(dǎo)打印機逐層打印。
設(shè)計軟件和打印機之間協(xié)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(chǎn)生的三維文件的掃描器，其生成的VRML或者WRL文件經(jīng)常被用作全彩打印的輸入文件。
切片處理
打印機通過讀取文件中的橫截面信息，用液體狀、粉狀或片狀的材料將這些截面逐層地打印出來，再將各層截面以各種方式粘合起來從而制造出一個實體。這種技術(shù)的特點在于其幾乎可以造出任何形狀的物品。
打印機打出的截面的厚度（即Z方向）以及平面方向即X-Y方向的分辨率是以dpi（像素/英寸）或者微米來計算的。一般的厚度為100微米，即0.1毫米，也有部分打印機如ObjetConnex 系列還有三維 Systems' ProJet 系列可以打印出16微米薄的一層。而平面方向則可以打印出跟激光打印機相近的分辨率。打印出來的“墨水滴”的直徑通常為50到100個微米。用傳統(tǒng)方法制造出一個模型通常需要數(shù)小時到數(shù)天，根據(jù)模型的尺寸以及復(fù)雜程度而定。而用三維打印的技術(shù)則可以將時間縮短為數(shù)個小時，當然其是由打印機的性能以及模型的尺寸和復(fù)雜程度而定的。
傳統(tǒng)的制造技術(shù)如注塑法可以以較低的成本大量制造聚合物產(chǎn)品，而三維打印技術(shù)則可以以更快，更有彈性以及更低成本的辦法生產(chǎn)數(shù)量相對較少的產(chǎn)品。一個桌面尺寸的三維打印機就可以滿足設(shè)計者或概念開發(fā)小組制造模型的需要。
完成打印
三維打印機的分辨率對大多數(shù)應(yīng)用來說已經(jīng)足夠（在彎曲的表面可能會比較粗糙，像圖像上的鋸齒一樣），要獲得更高分辨率的物品可以通過如下方法：先用當前的三維打印機打出稍大一點的物體，再稍微經(jīng)過表面打磨即可得到表面光滑的“高分辨率”物品。
有些技術(shù)可以同時使用多種材料進行打印。有些技術(shù)在打印的過程中還會用到支撐物，比如在打印出一些有倒掛狀的物體時就需要用到一些易于除去的東西（如可溶物）作為支撐物。
限制因素
材料限制
雖然高端工業(yè)印刷可以實現(xiàn)塑料、某些金屬或者陶瓷打印，但無 法實現(xiàn)打印的材料都是比較昂貴和稀缺的。另外，打印機也還沒有達到成熟的水平，無法支持日常生活中所接觸到的各種各樣的材料。
研究者們在多材料打印上已經(jīng)取得了一定的進展，但除非這些進展達到成熟并有效，否則材料依然會是3D打印的一大障礙。
機器限制
3D打印技術(shù)在重建物體的幾何形狀和機能上已經(jīng)獲得了一定的水平，幾乎任何靜態(tài)的形狀都可以被打印出來，但是那些運動的物體和它們的清晰度就難以實現(xiàn)了。這個困難對于制造商來說也許是可以解決的，但是3D打印技術(shù)想要進入普通家庭，每個人都能隨意打印想要的東西，那么機器的限制就必須得到解決才行。
知識產(chǎn)權(quán)的憂慮
在過去的幾十年里，音樂、電影和電視產(chǎn)業(yè)中對知識產(chǎn)權(quán)的關(guān)注變得越來越多。3D打印技術(shù)也會涉及到這一問題，因為現(xiàn)實中的很多東西都會得到更 加廣泛的傳播。人們可以隨意復(fù)制任何東西，并且數(shù)量不限。如何制定3D打印的法律法規(guī)用來保護知識產(chǎn)權(quán)，也是我們面臨的問題之一，否則就會出現(xiàn)泛濫的現(xiàn)象。
道德的挑戰(zhàn)
道德是底線。什么樣的東西會違反道德規(guī)律是很難界定的，如果有人打印出生物器官和活體組織，在不久的將來會遇到極大的道德挑戰(zhàn)。
花費的承擔
3D打印技術(shù)需要承擔的花費是高昂的。第一臺3D打印機的售價為1萬5。如果想要普及到大眾，降價是必須的，但又會與成本形成沖突。
每一種新技術(shù)誕生初期都會面臨著這些類似的障礙，但相信找到合理的解決方案3D打印技術(shù)的發(fā)展將會更加迅速，就如同任何渲染軟件一樣，不斷地更新才能達到最終的完善。
一種觀點認為，3D打印技術(shù)是無法應(yīng)用于大量生產(chǎn)，所以有些專家鼓吹3D打印是第三次工業(yè)革命，這個說法只是個噱頭。富士康為蘋果代工生產(chǎn)iPhone已經(jīng)多年。郭臺銘以3D打印制造的手機為例，說明3D打印的產(chǎn)品只能看不能用，因為這些產(chǎn)品上不能加上電子元器件，無法為電子產(chǎn)品量產(chǎn)。3D打印即使不生產(chǎn)電子產(chǎn)品，但受材料的限制，可以生產(chǎn)的其他產(chǎn)品也很少，“即使生產(chǎn)出來的產(chǎn)品，也無法量產(chǎn)，而且一摔就碎。
另一種觀點認為，“3D打印的確更適合一些小規(guī)模制造，尤其是高端的定制化產(chǎn)品，比如汽車零部件制造。雖然主要材料還是塑料，但未來金屬材料肯定會被運用到3D打印中來，”克倫普說，3D打印技術(shù)先后進入了牙醫(yī)、珠寶、醫(yī)療行業(yè)，未來可應(yīng)用的范圍會越來越廣。
2014年11月末，3D打印技術(shù)被《時代》周刊為2014年25項年度最佳發(fā)明。對消費者和企業(yè)而言，這是個福音。僅在過去一年中，中學(xué)生們3D打印了用于物理課實驗的火車車廂，科學(xué)家們3D打印了人類器官組織，通用電氣公司則使用3D打印技術(shù)改進了其噴氣引擎的效率。美國三維系統(tǒng)公司的3D打印機能打印糖果和樂器等，該公司首席執(zhí)行官阿維·賴興塔爾說:“這的確是一種巧奪天工的技術(shù)。
應(yīng)用領(lǐng)域 編輯本段
國際空間
2018年12月3日，這臺名為Organaut的突破性3D打印裝置，執(zhí)行“58號遠征”（Expedition 58）任務(wù)的“聯(lián)盟MS-11”飛船送往國際空間站。打印機由Invitro的子公司“3D生物打印解決方案”（3D Bioprinting Solutions）公司建造。Invitro隨后收到了從國際空間站傳回的一組照片，通過這些照片可以看到老鼠甲狀腺是如何被打印出來的。美國計劃于2019年春季將生物打印機送上國際空間站。
海軍艦艇
2014年7月1日，美國海軍試驗了利用3D打印等先進制造技術(shù)快速制造艦艇零件，希望借此提升執(zhí)行任務(wù)速度并降低成本。
2014年6月24日至6月26日，美海軍在作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)活動中舉辦了第一屆制匯節(jié)，開展了一系列“打印艦艇”研討會，并在此期間向水手及其他相關(guān)人員介紹了3D打印及增材制造技術(shù)。
美國海軍致力于未來在這方面培訓(xùn)水手。采用3D打印及其他先進制造方法，能夠顯著提升執(zhí)行任務(wù)速度及預(yù)備狀態(tài)，降低成本，避免從世界各地采購艦船配件。
美國海軍作戰(zhàn)艦隊后勤科副科長Phil Cullom表示，考慮到成本及海軍后勤及供應(yīng)鏈現(xiàn)存的漏洞，以及面臨的資源約束，先進制造與3D打印的應(yīng)用越來越廣，他們設(shè)想了一個由技術(shù)嫻熟的水手支持的先進制造商的全球網(wǎng)絡(luò)，找出問題并制造產(chǎn)品。
航天科技
2014年9月底，NASA預(yù)計將完成首臺成像望遠鏡，所有元件基本全部通過3D打印技術(shù)制造。NASA也因此成為首家嘗試使用3D打印技術(shù)制造整臺儀器的單位。
這款太空望遠鏡功能齊全，其50.8毫米的攝像頭使其能夠放進立方體衛(wèi)星（CubeSat，一款微型衛(wèi)星）當中。據(jù)了解，這款太空望遠鏡的外管、外擋板及光學(xué)鏡架全部作為單獨的結(jié)構(gòu)直接打印而成，只有鏡面和鏡頭尚未實現(xiàn)。該儀器將于2015年開展震動和熱真空測試。
這款長50.8毫米的望遠鏡將全部由鋁和鈦制成，而且只需通過3D打印技術(shù)制造4個零件即可，相比而言，傳統(tǒng)制造方法所需的零件數(shù)是3D打印的5-10倍。此外，在3D打印的望遠鏡中，可將用來減少望遠鏡中雜散光的儀器擋板做成帶有角度的樣式，這是傳統(tǒng)制作方法在一個零件中所無法實現(xiàn)的。
2014年8月31日，美國宇航局的工程師們剛剛完成了3D打印火箭噴射器的測試，本項研究在于提高火箭發(fā)動機某個組件的性能，由于噴射器內(nèi)液態(tài)氧和氣態(tài)氫一起混合反應(yīng)，這里的燃燒溫度可達到6000華氏度，大約為3315攝氏度，可產(chǎn)生2萬磅的推力，約為9噸左右，驗證了3D打印技術(shù)在火箭發(fā)動機制造上的可行性。本項測試工作位于阿拉巴馬亨茨維爾的美國宇航局馬歇爾太空飛行中心，這里擁有較為完善的火箭發(fā)動機測試條件，工程師可驗證3D打印部件在點火環(huán)境中的性能。
制造火箭發(fā)動機的噴射器需要精度較高的加工技術(shù)，如果使用3D打印技術(shù)，就可以降低制造上的復(fù)雜程度，在計算機中建立噴射器的三維圖像，打印的材料為金屬粉末和激光，在較高的溫度下，金屬粉末可被重新塑造成我們需要的樣子?；鸺l(fā)動機中的噴射器內(nèi)有數(shù)十個噴射元件，要建造大小相似的元件需要一定的加工精度，該技術(shù)測試成功后將用于制造RS-25發(fā)動機，其作為美國宇航局未來太空發(fā)射系統(tǒng)的主要動力，該火箭可運載宇航員超越近地軌道，進入更遙遠的深空。馬歇爾中心的工程部主任克里斯認為3D打印技術(shù)在火箭發(fā)動機噴油器上應(yīng)用只是第一步，我們的目的在于測試3D打印部件如何能徹底改變火箭的設(shè)計與制造，并提高系統(tǒng)的性能，更重要的是可以節(jié)省時間和成本，不太容易出現(xiàn)故障。本次測試中，兩具火箭噴射器進行了點火，每次5秒，設(shè)計人員創(chuàng)建的復(fù)雜幾何流體模型允許氧氣和氫氣充分混合，壓力為每平方英寸1400磅。
2014年10月11日，英國一個發(fā)燒友團隊用3D打印技術(shù)制出了一枚火箭，他們還準備讓這個世界上第一個打印出來的火箭升空。該團隊于當?shù)貢r間在倫敦的辦公室向媒體介紹這個世界第一架用3D打印技術(shù)制造出的火箭。團隊隊長海恩斯說，有了3D打印技術(shù)，要制造出高度復(fù)雜的形狀并不困難。就算要修改設(shè)計原型，只要在計算機輔助設(shè)計的軟件上做出修改，打印機將會做出相對的調(diào)整。這比之前的傳統(tǒng)制造方式方便許多。既然美國宇航局已經(jīng)在使用3D打印技術(shù)制造火箭的零件，3D打印技術(shù)的前景是十分光明的。
據(jù)介紹，這個名為“低軌道氦輔助導(dǎo)航”的工程項目由一家德國數(shù)據(jù)分析公司贊助。打印出的這枚火箭重3公斤，高度相當于一般成年人身高，是該團隊用4年時間、花了6000英鎊制造出來的。等一筆1.5萬英鎊的資助確定之后，他們將于今年底在新墨西哥州的美國航天港發(fā)射該火箭。一個裝滿氦的巨型氣球?qū)鸦鸺嵘?0000米高空，裝置在火箭里的全球定位系統(tǒng)將啟動火箭引擎，火箭噴射速度將達到每小時1610公里。之后，火箭上的自動駕駛系統(tǒng)將引導(dǎo)火箭回返地球，而里頭的攝像機將把整個過程拍攝下來。
美國國家航空航天局（NASA）官網(wǎng)2015年4月21日報道，NASA工程人員正通過利用增材制造技術(shù)制造首個全尺寸銅合金火箭發(fā)動機零件以節(jié)約成本，NASA空間技術(shù)任務(wù)部負責人表示，這是航空航天領(lǐng)域3D打印技術(shù)應(yīng)用的新里程碑。
2015年6月22日報道，國營企業(yè)俄羅斯技術(shù)集團公司以3D打印技術(shù)制造出一架無人機樣機，重3.8公斤，翼展2.4米，飛行時速可達90至100公里，續(xù)航能力1至1.5小時。
2016年4月19日，中科院重慶綠色智能技術(shù)研究院3D打印技術(shù)研究中心 對外宣布，經(jīng)過該院和中科院空間應(yīng)用中心兩年多的努力，并在法國波爾多完成拋物線失重飛行試驗，國內(nèi)首臺空間在軌3D打印機宣告研制成功。這臺3D打印機可打印最大零部件尺寸達200×130mm，它可以幫助宇航員在失重環(huán)境下自制所需的零件，大幅提高空間站實驗的靈活性，減少空間站備品備件的種類與數(shù)量和運營成本，降低空間站對地面補給的依賴性。
2021年8月13日，中國航天科技集團六院增材制造創(chuàng)新中心突破了航天液體動力領(lǐng)域3D打印全流程技術(shù)，實現(xiàn)了230余種復(fù)雜精密構(gòu)件3D打印成型。
2022年9月消息，航天科技集團六院圍繞液體動力領(lǐng)域及航天裝備未來發(fā)展需求，突破航天液體動力領(lǐng)域3D打印全流程技術(shù)，實現(xiàn)了500余種復(fù)雜精密構(gòu)件3D打印成型。
醫(yī)學(xué)領(lǐng)域
3D打印肝臟模型
日本筑波大學(xué)和大日本印刷公司組成的科研團隊2015年7月8日宣布，已研發(fā)出用3D打印機低價制作可以看清血管等內(nèi)部結(jié)構(gòu)的肝臟立體模型的方法。據(jù)稱，該方法如果投入應(yīng)用就可以為每位患者制作模型，有助于術(shù)前確認手術(shù)順序以及向患者說明治療方法。
這種模型是根據(jù)CT等醫(yī)療檢查獲得患者數(shù)據(jù)用3D打印機制作的。模型按照表面外側(cè)線條呈現(xiàn)肝臟整體形狀，詳細地再現(xiàn)其內(nèi)部的血管和腫瘤。
由于肝臟模型內(nèi)部基本是空洞，重要血管等的位置一目了然。據(jù)稱，制作模型需要少量價格不菲的樹脂材料，使原本約30萬至40萬日元(約合人民幣1.5萬至2萬元)的制作費降到原先的三分之一以下。
利用3D打印技術(shù)制作的內(nèi)臟器官模型主要用于研究，由于價格高昂，在臨床上沒有得到普及。科研團隊表示，他們一方面爭取到2016年度實現(xiàn)肝臟模型的實際應(yīng)用，另一方面將推進對胰臟等器官模型制作技術(shù)的研發(fā)。
3D打印頭蓋骨
2014年8月28日，46歲的周至農(nóng)民胡師傅在自家蓋房子時，從3層樓墜落后砸到一堆木頭上，左腦蓋被撞碎，在當?shù)蒯t(yī)院手術(shù)后，胡師傅雖然性命無損，但左腦蓋凹陷，在別人眼里成了個“半頭人”。
除了面容異于常人，事故還傷了胡師傅的視力和語言功能。醫(yī)生為幫其恢復(fù)形象，采用3D打印技術(shù)輔助設(shè)計缺損顱骨外形，設(shè)計了鈦金屬網(wǎng)重建缺損顱眶骨，制作出缺損的左“腦蓋”，最終實現(xiàn)左右對稱。
醫(yī)生稱手術(shù)約需5至10小時，除了用鈦網(wǎng)支撐起左邊腦蓋外，還需要從腿部取肌肉進行填補。手術(shù)后，胡師傅的容貌將恢復(fù)，至于語言功能還得術(shù)后看恢復(fù)情況。
3D打印脊椎植入人體
2014年8月，北京大學(xué)研究團隊成功地為一名12歲男孩植入了3D打印脊椎，這屬全球首例。據(jù)了解，這位小男孩的脊椎在一次足球受傷之后長出了一顆惡性腫瘤，醫(yī)生不得不選擇移除掉腫瘤所在的脊椎。不過，這次的手術(shù)比較特殊的是，醫(yī)生并未采用傳統(tǒng)的脊椎移植手術(shù)，而是嘗試先進的3D打印技術(shù)。
研究人員表示，這種植入物可以跟現(xiàn)有骨骼非常好地結(jié)合起來，而且還能縮短病人的康復(fù)時間。由于植入的3D脊椎可以很好地跟周圍的骨骼結(jié)合在一起，所以它并不需要太多的“錨定”。此外，研究人員還在上面設(shè)立了微孔洞，它能幫助骨骼在合金之間生長，換言之，植入進去的3D打印脊椎將跟原脊柱牢牢地生長在一起，這也意味著未來不會發(fā)生松動的情況。
3D打印手掌治療殘疾
2014年10月，醫(yī)生和科學(xué)家們使用3D打印技術(shù)為英國蘇格蘭一名5歲女童裝上手掌。
這名女童名為海莉·弗雷澤，出生時左臂就有殘疾，沒有手掌，只有手腕。在醫(yī)生和科學(xué)家的合作下，為她設(shè)計了專用假肢并成功安裝。
3D打印心臟救活2周大先心病嬰兒
2014年10月13日，紐約長老會醫(yī)院的埃米爾·巴查博士(Dr.Emile Bacha)醫(yī)生就講述了他使用3D打印的心臟救活一名2周大嬰兒的故事。這名嬰兒患有先天性心臟缺陷，它會在心臟內(nèi)部制造“大量的洞”。在過去，這種類型的手術(shù)需要停掉心臟，將其打開并進行觀察，然后在很短的時間內(nèi)來決定接下來應(yīng)該做什么。
但有了3D打印技術(shù)之后，巴查醫(yī)生就可以在手術(shù)之前制作出心臟的模型，從而使他的團隊可以對其進行檢查，然后決定在手術(shù)當中到底應(yīng)該做什么。這名嬰兒原本需要進行3-4次手術(shù)，而現(xiàn)在一次就夠了，這名原本被認為壽命有限的嬰兒可以過上正常的生活。
巴查醫(yī)生說，他使用了嬰兒的MRI數(shù)據(jù)和3D打印技術(shù)制作了這個心臟模型。整個制作過程共花費了數(shù)千美元，不過他預(yù)計制作價格會在未來降低。
3D打印技術(shù)能夠讓醫(yī)生提前練習，從而減少病人在手術(shù)臺上的時間。3D模型有助于減少手術(shù)步驟，使手術(shù)變得更為安全。
2015年1月，在邁阿密兒童醫(yī)院，有一位患有“完全型肺靜脈畸形引流(TAPVC)”的4歲女孩Adanelie Gonzalez，由于疾病她的呼吸困難免疫系統(tǒng)薄弱，如果不實施矯正手術(shù)僅能存活數(shù)周甚至數(shù)日。
心血管外科醫(yī)生借助3D心臟模型的幫助，通過對小女孩心臟的完全復(fù)制3D模型，成功地制定出了一個復(fù)雜的矯正手術(shù)方案。最終根據(jù)方案，成功地為小女孩實施了永久手術(shù)，現(xiàn)在小女孩的血液恢復(fù)正常流動，身體在治療中逐漸恢復(fù)正常。
3D打印制藥
2015年8月5日，首款由Aprecia制藥公司采用3D打印技術(shù)制備的SPRITAM（左乙拉西坦，levetiracetam）速溶片得到美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）上市批準，并將于2016年正式售賣。這意味著3D打印技術(shù)繼打印人體器官后進一步向制藥領(lǐng)域邁進，對未來實現(xiàn)精準性制藥、針對性制藥有重大的意義。該款獲批上市的“左乙拉西坦速溶片”采用了Aprecia公司自主知識產(chǎn)權(quán)的ZipDose3D打印技術(shù)。
通過3D打印制藥生產(chǎn)出來的藥片內(nèi)部具有豐富的孔洞，具有極高的內(nèi)表面積，故能在短時間內(nèi)迅速被少量的水融化。這樣的特性給某些具有吞咽性障礙的患者帶來了福音。
這種設(shè)想主要針對病人對藥品數(shù)量的需求問題，可以有效地減少由于藥品庫存而引發(fā)的一系列藥品發(fā)潮變質(zhì)、過期等問題。事實上，3D打印制藥最重要的突破是它能進一步實現(xiàn)為病人量身定做藥品的夢想。
2021年10月，南京三迭紀醫(yī)藥科技有限公司開啟2.0時代開放戰(zhàn)略的同時，其首個3D打印藥物產(chǎn)品T19獲得了美國食品和藥物管理局的新藥臨床試驗批準，并通過2類改良型新藥途徑向中國國家藥品監(jiān)督管理局進行申報。
2022年7月1日消息，南京三迭紀醫(yī)藥科技有限公司宣布公司首個3D打印藥物產(chǎn)品T19獲得國家藥品監(jiān)督管理局（NMPA）的藥物臨床試驗（IND）批準。
3D打印胸腔
最近科學(xué)家們?yōu)閭鹘y(tǒng)的3D打印身體部件增添了一種鈦制的胸骨和胸腔—3D打印胸腔。
這些3D打印部件的幸運接受者是一位54歲的西班牙人，他患有一種胸壁肉瘤，這種腫瘤形成于骨骼、軟組織和軟骨當中。醫(yī)生不得不切除病人的胸骨和部分肋骨，以此阻止癌細胞擴散。
這些切除的部位需要找到替代品，在正常情況下所使用的金屬盤會隨著時間變得不牢固，并容易引發(fā)并發(fā)癥。澳大利亞的CSIRO公司創(chuàng)造了一種鈦制的胸骨和肋骨，與患者的幾何學(xué)結(jié)構(gòu)完全吻合。
CSIRO公司根據(jù)病人的CT掃描設(shè)計并制造所需的身體部件。工作人員會借助CAD軟件設(shè)計身體部分，輸入到3D打印機中。手術(shù)完成兩周后，病人就被允許離開醫(yī)院了，而且一切狀況良好。
3D血管打印機
2015年10月，我國863計劃3D打印血管項目取得重大突破，世界首創(chuàng)的3D生物血管打印機由四川藍光英諾生物科技股份有限公司成功研制問世。
該款血管打印機性能先進，僅僅2分鐘便打出10厘米長的血管。不同于市面上現(xiàn)有的3D生物打印機，3D生物血管打印機可以打印出血管獨有的中空結(jié)構(gòu)、多層不同種類細胞，這是世界首創(chuàng)。
美3D打印生物工程脊髓
2018年8月，美國明尼蘇達大學(xué)研究人員開發(fā)出一種新的多細胞神經(jīng)組織工程方法，利用3D打印設(shè)備制出生物工程脊髓。研究人員稱，該技術(shù)有朝一日或可幫助長期遭受脊髓損傷困擾的患者恢復(fù)某些功能。
美3D打印心臟肌泵
2020年7月，美國明尼蘇達大學(xué)研究人員在最新一期《循環(huán)研究》雜志上發(fā)表報告稱，他們在實驗室中用人類細胞3D打印出了功能正常的厘米級人體心臟肌泵模型。研究人員稱，這種能夠發(fā)揮正常功能的心臟肌泵模型系統(tǒng)對于心臟病研究來說具有重要意義，而他們的成果向制造人類心臟這樣的大型腔室模型邁出了關(guān)鍵一步。
美3D打印耳朵
2022年6月6日消息，美國再生醫(yī)學(xué)公司3DBio Therapeutics宣布，首次成功將一個由病人自體細胞制成的3D打印耳朵移植到患先天小耳畸形的患者身上。
美3D打印眼部組織
2022年12月23日，據(jù)環(huán)球Tech消息，美國國家衛(wèi)生研究院下屬國家眼科研究所（NEI）研究人員使用患者干細胞和3D生物打印技術(shù)，打印出一種支持視網(wǎng)膜感光的光感受器的眼組織——外層血—視網(wǎng)膜屏障的細胞組合。
3D打印假體
浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院多學(xué)科專家完成了浙江省骨腫瘤首例上頸椎脊索瘤全腫瘤切除，并為患者植入了3D打印假體。
房屋建筑
2014年8月，10幢3D打印建筑在上海張江高新青浦園區(qū)內(nèi)交付使用，作為當?shù)貏舆w工程的辦公用房。這些“打印”的建筑墻體是用建筑垃圾制成的特殊“油墨”，按照電腦設(shè)計的圖紙和方案，經(jīng)一臺大型3D打印機層層疊加噴繪而成，10幢小屋的建筑過程僅花費24小時。
2014年9月5日，世界各地的建筑師們正在為打造全球首款3D打印房屋而競賽。3D打印房屋在住房容納能力和房屋定制方面具有意義深遠的突破。在荷蘭首都阿姆斯特丹，一個建筑師團隊已經(jīng)開始制造全球首棟3D打印房屋，而且采用的建筑材料是可再生的生物基材料。這棟建筑名為“運河住宅（Canal House）”，由13間房屋組成。這個項目位于阿姆斯特丹北部運河的一塊空地上，有望3年內(nèi)完工。在建中的“運河住宅”已經(jīng)成了公共博物館，美國總統(tǒng)奧巴馬曾經(jīng)到那里參觀。荷蘭DUS建筑師漢斯·韋爾默朗（Hans Vermeulen）在接受BI采訪時表示，他們的主要目標是“能夠提供定制的房屋。
2014年1月，數(shù)幢使用3D打印技術(shù)建造的建筑亮相蘇州工業(yè)園區(qū)。這批建筑包括一棟面積1100平方米的別墅和一棟6層居民樓。這些建筑的墻體由大型3D打印機層層疊加噴繪而成，而打印使用的“油墨”則由建筑垃圾制成。
2015年7月17日上午，由3D打印的模塊新材料別墅現(xiàn)身西安，建造方在三個小時完成了別墅的搭建。據(jù)建造方介紹，這座三個小時建成的精裝別墅，只要擺上家具就能拎包入住。
2022年6月29日，隨著外號為“變形金剛”的巨無霸攤鋪機緩緩移動，按照既定配合比攪拌均勻的瀝青混凝土平整如鏡地攤鋪在10余米寬的路面上，一個小時鋪設(shè)長度可達180米。
2022年12月21日，據(jù)界面新聞消息，開展3D打印球體住宅業(yè)務(wù)的日本Serendix公司將于2023年著手開發(fā)建筑面積為100平方米的住宅，面積是已銷售的小型球體住宅的10倍。
路透社公布了一段3D打印房屋的現(xiàn)場畫面。這棟在美國得克薩斯州休斯敦市的房屋是雙層建筑，大約有457平方米，由一臺超過12噸重的3D打印機制作。
清華大學(xué)建筑學(xué)院教授徐衛(wèi)國長期扎根智能建造領(lǐng)域，他和團隊用“機器人3D打印混凝土”技術(shù)建造了橋、書屋、公園和一棟住宅。
阿拉伯聯(lián)合酋長國迪拜政府官員表示，2023年底將動工建造全球首座由3D打印完成主體結(jié)構(gòu)的清真寺。
汽車行業(yè)
2014年9月15日，世界上已經(jīng)出現(xiàn)3D打印建筑、裙帽以及珠寶等，第一輛3D打印汽車也終于面世。這輛汽車 只有40個零部件，建造它花費了44個小時，最低售價1.1萬英鎊（約合人民幣11萬元）。
世界第一臺3D打印車已經(jīng)問世——這輛由美國Local Motors公司設(shè)計制造、名叫“Strati”的小巧兩座家用汽車開啟了汽車行業(yè)新篇章。這款創(chuàng)新產(chǎn)品在為期六天的2014美國芝加哥國際制造技術(shù)展覽會上公開亮相。
用3D打印技術(shù)打印一輛斯特拉提轎車并完成組裝需時44小時。整個車身上靠3D打印出的部件總數(shù)為40個，相較傳統(tǒng)汽車20000多個零件來說可 謂十分簡潔。充滿曲線的車身由先由黑色塑料制造，再層層包裹碳纖維以增加強度，這一制造設(shè)計尚屬首創(chuàng)。汽車由電池提供動力，最高時速約64公里，車內(nèi)電池可供行駛190至240公里。
盡管汽車的座椅、輪胎等可更換部件仍以傳統(tǒng)方式制造，但用3D制造這些零件的計劃已經(jīng)提上日程。制造該轎車的車間里有一架超大的3D打印機，能打印長3米、寬1.5米、高1米的大型零件，而普通的3D打印機只能打印25立方厘米大小的東西。
2014年10月29日，在芝加哥舉行的國際制造技術(shù)展覽會上，美國亞利桑那州的Local Motors汽車公司現(xiàn)場演 示世界上第一款3D打印電動汽車的制造過程。這款電動汽車名為“Strati”，整個制造過程僅用了45個小時。Strati采用一體成型車身，最大速度可達到每小時40英里（約合每小時64公里），一次充電可行駛120到150英里（約合190到240公里）。Strati只有49個零部件，動力傳動系統(tǒng)、懸架、電池、輪胎、車輪、線路、電動馬達和擋風玻璃采用傳統(tǒng)技術(shù)制造，包括底盤、儀表板、座椅和車身在內(nèi)的余下部件均由3D打印機打印，所用材料為碳纖維增強熱塑性塑料。Strati的車身一體成型，由3D打印機打印，共有212層碳纖維增強熱塑性塑料。辛辛那提公司負責提供制造Strati使用的大幅面增材制造3D打印機，能夠打印3英尺×5英尺×10英尺（約合90厘米×152厘米×305厘米）的零部件。
最近來自美國舊金山的Divergent Microfactories(DM)公司推出了世界 上首款3D打印超級跑車“刀鋒(Blade)”。該公司表示此款車由一系列鋁制“節(jié)點”和碳纖維管材拼插相連，輕松組裝成汽車底盤，因此更加環(huán)保。
Blade 搭載一臺可使用汽油或壓縮天然氣為燃料的雙燃料700馬力發(fā)動機。此外由于整車質(zhì)量很輕，整車質(zhì)量僅為1400磅(約合0.64噸)，從靜止加速到每小時60英里(96公里)僅用時兩秒，輕松躋身頂尖超跑行列。
2015年7月，美國舊金山的Divergent Microfactories(DM)公司推出了世界上首款3D打印超級跑車“刀鋒(Blade)”。
電子行業(yè)
2014年11月10日，全世界首款3D打印的筆記本電腦已開始預(yù)售了，它允許任何人在自己的客廳里打印自己的設(shè)備，價格僅為傳統(tǒng)產(chǎn)品的一半。
這款筆記本電腦名為Pi-Top，將會到2015年五月才會正式推出。但是，通過口耳相傳，它現(xiàn)在已在兩周內(nèi)累計獲得了7.6萬英鎊的預(yù)訂單。
服裝服飾
許多女人深知，遇到一件很合身的衣服是很不容易的事，用3D打印機制作的衣服，可謂是解決女人們挑選服裝時遇到困境的萬能鑰匙。一個設(shè)計工作室已經(jīng)成功使用3D打印技術(shù)制作出服裝，使用此技術(shù)制作出的服裝不但 外觀新穎，而且舒適合體。
這件裙子價格為1.9萬人民幣，制作過程中使用了2，279個印刷板塊，由3316條鏈子連接。這種被稱作“4D裙”的服裝，就像編織的衣服一樣，很容易就可以從壓縮的狀態(tài)中舒展開來。創(chuàng)始人之一，并擔任創(chuàng)意總監(jiān)的杰西卡回憶說這件衣服花費了大約48個小時來印制。
這家位于美國馬薩諸塞州的公司還編寫了一個適用于智能手機和平板電腦的應(yīng)用程序，這有助于用戶調(diào)整自己的衣服。使用這個應(yīng)用程序，可以改變衣服的風格和舒適性。
無影高跟鞋
2015年8月27日，深圳美女創(chuàng)客SexyCyborg發(fā)明了“無影高跟鞋”。它里面是空的，可以裝進去一套安全滲透測試工具包。
“無影高跟鞋”足以令一些美女級黑客輕松攻破某些企業(yè)或政府機構(gòu)的防御，獲取到有價值的重要信息。每只鞋里面都有一個抽屜，使用者不用脫鞋就能把它拿下來。然后再把一套滲透測試套件裝進去，其中的部件都是黑客用的裝備。
私人定制內(nèi)衣
瑞士洛桑時尚設(shè)計團隊使用3d打印技術(shù)為客戶量身定制內(nèi)衣，設(shè)計的內(nèi)衣極具想象力。設(shè)計師使用3d打印筆，通過點，圓，線的完美結(jié)合，勾畫出一個個精美的圖
海底鋪路
2019年5月14日，我國自主研制的第五代深水整平船“一航津平2”日前在江蘇南通下水，集基準定位、石料輸送、高精度鋪設(shè)整平、質(zhì)量檢測驗收等于一體，從船體設(shè)計到建造均實現(xiàn)了國產(chǎn)化，多項性能居國際領(lǐng)先水平?！耙缓浇蚱?”投產(chǎn)后將進一步鞏固我國在海底隧道基礎(chǔ)施工領(lǐng)域的世界領(lǐng)先地位。“一航津平2”因其鋪設(shè)作業(yè)的高效率和自動化，被形象地稱為深水碎石鋪設(shè)的“3D打印機”。
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