怎么才能給孩子做一輛玩具賽車？只要在電腦上運用CAD軟件做出3D模型，然后放到3D打印機里打印出來即可。這一切不是夢，而是現實――3D打印，這項也被稱為“快速成形”的新技術，與傳統制造業的材料“去除”技術不同，其遵從的是“加法原則”，可以直接將計算機中的設計轉化為模型，甚至直接制造零件或模具，不再需要傳統的刀具、夾具和機床。

　　歷史總是驚人的相似。整整一百年前的1913年，亨利福特開發出了世界上第一條流水線，這種新的生產方式使汽車成為一種大眾產品，帶來了工業生產方式的革命。

　　與100年前福特的“流水線”所帶來的生產方式革新一樣，有人提出，3D打印技術有望再次“改變”世界。美國《時代》周刊已將3D打印列為“美國十大增長最快的工業”，英國《經濟學人》雜志則認為它將“與其他數字化生產模式一起，推動實現第三次工業革命”。

　　回溯歷史，人類經歷了兩次工業革命，每次工業革命都是以技術革命為基礎和先導的。而工業革命的一個重要標準是：生產方式發生了能夠被大范圍推廣的顛覆性的革新。第一次工業革命的發生，根本原因是由于蒸汽機的發明和改良，促使生產所需的動力強度發生了質的飛躍，才使紡織產品擺脫了人力生產方式。第二次工業革命的發生，是由于電力的運用，使生產動力強度和生產控制精度發生了質的飛躍，使大規模生產成為可能。

　　20世紀四五十年代以來，人類在原子能、電子計算機、微電子技術、航天技術、分子生物學和遺傳工程等領域取得了重大突破，人類進入新技術時代，科技轉化為生產力的速度大大加快，新技術成為社會生產力中最活躍的因素。

　　尤其是進入上世紀八十年代之后，我們進入了以信息技術發展為基礎的互聯網時代，新技術的不斷創新不僅推動了全球經濟持續繁榮，也改變了我們的生活，世界充分享受著互聯網時代科技創新帶來的紅利。

　　然而，進入新世紀頭十年后期，全球經濟的科技創新似乎進入了瓶頸。與此同時，隨著國際金融危機、歐債危機等相繼爆發，全球經濟持續低迷。于是人們意識到，上一輪新技術革命發展至今，我們享受的以科技創新驅動帶來的紅利是否已經接近尾聲，世界經濟是否到了一次新的產業革命的“前夜”？

　　從歷次大規模經濟危機的演化歷程分析，經濟最困難時期也正是技術與產業革命醞釀的關鍵時期，而且一個普遍的發展路徑是，每一次危機之后的經濟復蘇，除了宏觀經濟政策刺激之外，都不外乎科技創新革命引起的新興產業革命的推動。

　　歷史上，汽車和信息技術都曾經成功地扮演過這樣的角色。1929年至1933年，美國發生“大蕭條”。盡管美國經濟倒退了30年，但依靠汽車、石化、通訊等領域的技術創新，美國經濟僅用了8年的時間即得到恢復，進入重化工業時代，一躍成為世界首席經濟強國。同樣，30余年前的兩次石油危機期間，美歐日等經濟體的鋼鐵、汽車、化工等重化工業遭受嚴重打擊，但已有豐富應對危機經驗的美國大力發展計算機、航天航空、生物工程等一批高附加值、低能耗的新興產業，順利完成了經濟結構的轉型。差不多與此同時，歐洲在計算機、機器人、通信網、生物技術、新材料等領域先后取得了一大批超前技術成果，為產業轉型奠定了堅實基礎。日本同樣在汽車、電子等領域取得跨越式發展，進而締造了經濟的空前繁榮。

　　歷史一次次證明，產業變革往往由新型通信技術與新型能源體系相結合而引發。第一次工業革命，以平版印刷術和蒸汽機為代表；第二次工業革命，以電信技術與內燃機結合為標志。

　　當前，第二次工業革命正“日薄西山”，隨著支撐起工業化生活方式的石油和其他化石能源日漸枯竭，以化石燃料為基礎的整個產業結構也運轉乏力。而“第三次工業革命”呼之欲出，在這場“將互聯網技術和可再生能源進行整合”的革命中，數字化、信息化、智能化、個性化的生產方式將取代傳統的人工、機器的方式。

　　3D打印技術恰恰符合這一特點。

　　現在，3D打印以及新能源技術正在大幅度提升人們的生產效率。目前，人類正處于新技術不斷涌現的時期，3D打印能否推動人類實現第三次工業革命，我們尚不得而知。但有一點可以確認無疑，在當前，誰掌握了新技術革命的“密鑰”，以創新驅動發展，誰就能在激烈的競爭中，贏得主動，贏得未來。

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　　何謂3D打印？
　　
　　3D打印（3D printing），即快速成型技術的一種，它是一種以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。3D打印通常是采用數字技術材料打印機來實現的。過去其常在模具制造、工業設計等領域被用于制造模型，現正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、工業設計、建筑、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、槍支以及其他領域都有所應用。

　　3D打印原理是什么？

　　3D打印并非是新鮮的技術，這個思想起源于19世紀末的美國，并在20世紀80年代得以發展和推廣。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”。三維打印通常是采用數字技術材料打印機來實現。這種打印機的產量以及銷量在二十一世紀以來就已經得到了極大的增長，其價格也正逐年下降。

　　使用打印機就像打印一封信：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。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，并將這些切片的信息傳送到3D打印機上，后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打印機與傳統打印機最大的區別在于它使用的“墨水”是實實在在的原材料。

　　堆疊薄層的形式有多種多樣。有些3D打印機使用“噴墨”的方式。例如，一家名為Objet的以色列3D打印機公司使用打印機噴頭將一層極薄的液態塑料物質 噴涂在鑄模托盤上，此涂層然后被置于紫外線下進行處理。之后鑄模托盤下降極小的距離，以供下一層堆疊上來。另外一家總部位于美國明尼阿波利斯市的公司Stratasys使用一種叫做“熔積成型”的技術，整個流程是在噴頭內熔化塑料，然后通過沉積塑料纖維的方式才形成薄層。

　　還有一些系統使用粉末微粒作為打印介質。粉末微粒被噴撒在鑄模托盤上形成一層極薄的粉末層，然后由噴出的液態粘合劑進行固化。它也可以使用一種叫做“激光燒結”的技術熔鑄成指定形狀。這也正是德國EOS公司在其疊加工藝制造機上使用的技術。而瑞士的Arcam公司則是利用真空中的電子流熔化粉末微粒。以上提到的這些僅僅是許多成型方式中的一部分。

　　當遇到包含孔洞及懸臂這樣的復雜結構時，介質中就需要加入凝膠劑或其他物質以提供支撐或用來占據空間。這部分粉末不會被熔鑄，最后只需用水或氣流沖洗掉支 撐物便可形成孔隙。如今可用于打印的介質種類多樣，從繁多的塑料到金屬、陶瓷以及橡膠類物質。有些打印機還能結合不同介質，令打印出來的物體一頭堅硬而另 一頭柔軟。

　　科學家們正在利用3D打印機制造諸如皮膚、肌肉和血管片段等簡單的活體組織，很有可能將有一天我們能夠制造出像腎臟、肝臟甚至心臟這樣的大型人體器官。如 果生物打印機能夠使用病人自身的干細胞，那么器官移植后的排異反應將會減少。人們也可以打印食品，比如康奈爾大學的科學家們已經成功打印出了杯形蛋糕。幾乎所有人都相信，食品界的殺手級應用將是能夠打印巧克力的機器。