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人类2.0：在硅谷探索科技未来 3D打印简史与现状：艰难“史前期”
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3D打印技术最早出现在20世纪80年代中期，被人称为是“上上个世纪的思想，上个世纪的技术，这个世纪的市场”，为什么这项技术用了这么长的时间才进入大众视野？3D打印的日益普及又意味着什么？它到底都能做什么？
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3D打印溯源
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3D打印在过去3~5年里一直很热，但人们对它的未来发展颇有争议，有些人并不看好，觉得这个产业会“未开花就死亡”，也有人认为前途无限。一如既往，要判断一项技术会向哪里去，你需要先知道它到底从哪里来。我们先简单地了解下3D打印是如何发展起来的，目前有哪些主要的打印技术。
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3D打印技术从发明到进入市场花了很长时间，它最开始被称为“快速成型”技术，后来又被叫作“增量制造”（Additive Manufacturing，AM），因为3D打印机是通过一次叠加一层的方法来制作一个实体对象的。
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1984年，洛杉矶的查尔斯·赫尔（Charles Hull）发明了“立体光固”或“光固化”（Stereo Lithography Apparatus，SLA）技术，这是一种基于液体树脂的激光加工工艺，当赫尔还在为洛杉矶一家名为UVP的公司工作时，就申请了他的专利。1988年，赫尔创办了3D Systems公司，并将其生产的第一台商用SLA 3D打印机称为SLA-1。如今，赫尔被誉为发明世界上第一台3D打印机的人。
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紧随3D Systems之后，另一家如今全球知名的3D打印公司Stratasys也在同一时期诞生了。1989年，斯科特·克伦普（Scott Crump）在明尼苏达州发明了熔融沉积成型（Fused Deposition Modeling，FDM）技术，采用成卷的塑料丝或金属丝作为材料进行制造。克伦普当年就创立了Stratasys，并于1991年推出了第一台名为“3D Modeler”的3D打印机，FDM也成为如今非常流行的3D打印技术。
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和SLA和FDM一样，选择性激光烧结技术（Selective Laser Sintering，SLS）也是如今3D打印的关键技术。它于1986年由得克萨斯大学的卡尔·德卡德（Carl Deckard）发明。烧结是人们几千年来一直在用的技术，人们一直用烧结法来制作日常物品，比如烧制砖和瓷器等。不同的是，现在我们可以使用激光了，SLS技术就是用激光把粉末状材料变成实体物品的方法，理论上可以打印塑料、陶瓷、金属等各种材料。
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1989年，戴克创建了Nova Automation公司，后改名为DTM（桌面制造），并于1990年制造了第一台SLS打印机Mod A，1992年推出了Sinterstation 2 000打印机。DTM的重要性在于，它创造了3D打印的大众市场，因为SLS是一种低成本和高分辨率的3D打印技术，它几乎可以打印你能想到的任何形状。2001年，DTM被3D Systems收购。因此，如今3D Systems同时拥有SLA和SLS两项技术。不过，直到2006年，在德国的金属3D打印公司Electro Optical Systems（EOS）推出了两款SLS型号3D打印机Formiga P100和Eosint P730之后，SLS技术才真正被广泛应用。
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大约同一时期还诞生了分层实体制造技术（Laminated Object Manufacturing，LOM）技术，也被称为“纸3D打印”，因为它使用纸作为原料。该技术由美国Helisys公司（现改名为Cubic Technologies）的迈克尔·费金（Michael Feygin）于1987年发明，1991年，Helisys公司开始销售LOM打印机。
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1988年，匹兹堡的弗兰克·阿尔切拉（Frank Arcella）发明了一种使用高功率激光和钛粉打印金属零件的技术，被称为激光立体成型技术（Laser Additive Manufacturing，LAM），阿尔切拉（Arcella）在1997年成立了AeroMet公司，致力于将LAM打印机商业化（该公司实际上是美国MTS公司的子公司），这也是3D打印金属零件的开始。
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然后就是喷墨打印技术3DP（Three-Dimensional Printing）（也被称为“粉末和喷墨”或“Z打印”），由麻省理工学院的伊曼纽尔·萨克斯（Emanuel Sachs）和迈克尔·西马（Michael Cima）等人研发，于1989年申请了专利。3DP与SLS类似，都采用粉末材料成型，如陶瓷和金属粉末。所不同的是，3DP的材料粉末不是通过烧结连接起来的，而是通过喷头用黏结剂（如硅胶）将零件的截面“印刷”在材料粉末上面的。
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1996年，南卡罗来纳州的ZCorporation公司推出了基于3DP技术的第一台3D打印机Z402，2000年推出了第一款彩色3D打印机Z402C。1997年，新罕布什尔州的Sanders Prototype（即后来的Solidscape）推出了基于麻省理工学院喷墨技术的ModelMaker蜡打印机，是2002年推出的价位更便宜的T66打印机的前身。
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1997年，洛杉矶的Soligen公司将麻省理工的喷墨技术应用到了铸造金属零件上，并将这种技术重新名为壳体直接铸造法（Direct Shell Production Casting，DSPC）。1999年，同样基于麻省理工学院的3DP喷墨技术，匹兹堡的Extrude Hone也推出了另一套铸造金属零件的系统PRoMetal（后来改名为Ex one）。
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由于世界上的大部分东西都是用金属零件制造的，可以制造金属零件的3D打印机就显得尤为重要。1995年，德国弗劳恩霍费尔（Fraunhofer）研究所发明了一项在金属零件打印上非常关键的技术，被称为选择性激光熔化技术（Selective Laser Melting，SLM）。因为它使用激光束熔化粉末，使其成为固体金属。
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德国EOS公司将SLM技术与自己的SLS技术相结合，同时结合芬兰的一项使用金属粉末的技术（Electrolux Rapid Development，ERD），最终将这项技术重新命名为直接金属激光烧结（Direct Metal Laser Sintering，DMLS）。1995年，他们推出了第一台基于DMLS技术的商用金属零件打印机EOSINT M250。
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值得一提的是，EOS公司1997年和3D Systems的合作以及2002年和Trumpf公司的合作促成了2004年的EOSINT M270金属3D打印机的诞生。2013年，埃隆·马斯克在Twitter上发布了用3D打印机制作的SpaceX的火箭引擎图，使用的就是EOS打印机。
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在金属零件打印上，麻省理工学院发明的直接金属沉积（Direct Metal Deposition，DMD）技术也很重要，该技术用高功率激光束“焊接”如钛、镍和钴之类的金属粉末。现在一般称为激光沉积技术（LDT），也同时可被称为激光金属沉积技术（LMD）或直接激光沉积技术（DLD）等。
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美国桑迪亚国立实验室（Sandia National Laboratories）从DMD技术衍生发明了激光工程化净成型技术（Laser Engineered Net Shaping，LENS），是一种金属件快速成型技术，该方法可成功制造不锈钢、钛合金等。幸运的是，1994年，桑迪亚国立实验室推出了一项鼓励自己的科学家开公司将科技成果商业化的项目，用LENS技术可以制造非常大的物体，可谓潜力无穷。
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这个时候的3D打印机仍然是刚刚起步，而且非常昂贵，导致很多创业者因为赚不到钱关门大吉。不过，1990年，3D打印技术从美国国防部高级研究计划署（DARPA）获得了一些帮助。DARPA推出了一个实现“无工具”生产的“固态自由成型项目”（The Solid Freeform Fabrication Program），即不用工厂的传统工具来制造。尽管如此，美国在将3D打印技术商业化这一方面并不领先于世界其他国家，日本、以色列和德国等都有出色表现。
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比如，1989年，日本索尼和日本合成橡胶（JSR）合作了一个项目“Design-Model and Engineering Center”（D-MEC），他们销售的3D打印机用的是索尼自家版本的立体激光制造技术Solid Creation System（SCS）。1993年日本的Denken公司推出了使用激光成型的3D打印机，几乎只有桌面大小，而且相对价格便宜。
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1991年，以色列公司Cubital开始销售Solider System打印机，采用的是当今被称为Solid Ground Curing（SGC）的技术。同年，德国的EOS公司引进了第一台商业立体光刻成型机STEREOS 400，它现在仍然是欧洲3D打印机的顶级供应商，1994年，EOS推出了SLS系列机型，目前是世界上第二商业化的SLS打印系统。
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3D打印的开源运动
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既然3D打印技术30年前就有了，为什么一直到最近几年才被大众所知
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简单来说，3D打印诞生后在商业化上面临着以下几个主要问题：第一，价格过于昂贵；第二，能打印的东西太少；第三，技术专利的限制。
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