3D打印技術又稱增材制造,起源于美國,最初由查爾斯·胡爾(Charles Hoole)于1986年開發(fā)出光固化技術,并成立3D Systems公司。此后,經過20多年的發(fā)展,3D打印技術日臻完善,且相關產品和服務銷售額也持續(xù)上升。據沃勒斯協(xié)會(Wohlers Associates)統(tǒng)計,在1992-2017年間,3D打印產品和相關服務業(yè)務年收入復合增長率為25.4%。在世界范圍內,生產和購買3D打印機最多的國家是美國,我國占的份額很小。2020年,全世界3D打印市場份額約達120億美元,美國約占50%,歐洲約占25%,我國和日本約各占10%,其他國家和地區(qū)約占5%。
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。這項打印技術稱為3D立體打印技術。
3D打印通常是采用數字技術材料打印機來實現的。常在模具制造、工業(yè)設計等領域被用于制造模型,后逐漸用于一些產品的直接制造,已經有使用這種技術打印而成的零部件。該技術在珠寶、鞋類、工業(yè)設計、建筑、工程和施工(AEC)、汽車,航空航天、牙科和醫(yī)療產業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程、槍支以及其他領域都有所應用。
3D打印工業(yè)是一種萬能產業(yè),可以制造幾乎一切產品,所用的材料可以是金屬或非金屬。在所用的金屬材料中,鋁合金用得最多。凡是用傳統(tǒng)工藝可以制造的零部件、物品、器械等都可以使用3D打印技術。從2019年開始,我國3D打印工業(yè)發(fā)展速度加快,在有些產品方面已處于全球領先水平,但總體上與先進國家相比還有一些差距,大約到2025年,或可成為全球領跑者。