3D打印已經(jīng)出現(xiàn)30多年了，過(guò)去它一直在一點(diǎn)一點(diǎn)緩慢發(fā)展。直到2009年左右，隨著低成本、開源商用3D打印機(jī)的發(fā)布，它再次燃起了公眾對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的興趣。如今，不僅這些入門級(jí)的3D打印機(jī)被媒體大肆宣傳，工業(yè)級(jí)增材制造技術(shù)也開始繁榮。

不僅已有的3D打印設(shè)備商在大力推動(dòng)其技術(shù)發(fā)展，也出現(xiàn)了一批帶來(lái)革命性3D打印工藝的初創(chuàng)公司，他們出乎意料地帶來(lái)了新的材料、新的打印速度。這里我們簡(jiǎn)單介紹這幾年出現(xiàn)的六種最讓人興奮的技術(shù)。

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1、Carbon公司CLIP技術(shù)

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在過(guò)去的兩年，盡管出現(xiàn)了不少新的3D打印工藝，Carbon公司的連續(xù)液面生長(zhǎng)工藝（CLIP：Continuous Liquid Interface Production）可能是下一代3D打印技術(shù)的模范。CLIP技術(shù)克服了3D打印的一大缺陷——速度。

通過(guò)在樹脂槽和LED投影引擎間使用透氧玻璃，Carbon公司的技術(shù)能在10分鐘內(nèi)3D打印出物體。正如Carbon公司所說(shuō)的那樣，零件從樹脂槽內(nèi)長(zhǎng)出，不會(huì)出現(xiàn)其他3D打印工藝的分層線。

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目前，這家硅谷創(chuàng)業(yè)公司已經(jīng)收到2.22億元投資，包括最近來(lái)自GE的8100萬(wàn)。這些投資背后的原因在于，它具有幾乎瞬間3D打印出終端零件的能力。

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通過(guò)兩步光固化過(guò)程，CLIP工藝加工的零件表現(xiàn)出和注塑產(chǎn)品相同的力學(xué)性能。CLIP工藝無(wú)層打印的本質(zhì)使得零件具有各向同性的強(qiáng)度，即在各個(gè)方向其強(qiáng)度相同。二次固化進(jìn)一步提高了產(chǎn)品的性能，如更高的剛度或者韌性。

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目前，有許多大型公司在用CLIP工藝生產(chǎn)手板件和終端產(chǎn)品。美國(guó)強(qiáng)生公司還沒(méi)有披露該技術(shù)的使用，但個(gè)性化醫(yī)療設(shè)備方面顯示出濃厚興趣。寶馬公司用Carbon的技術(shù)為MINI Coopers制造名牌，也為其他車輛打印手板零件。福特和德爾福公司也在用CLIP技術(shù)打印原型。

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2、XJet

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在RAPID 大會(huì)上，一家名為XJet的以色列公司首次公開展示了其納米顆粒噴射技術(shù)（NPJ：NanoParticle Jetting），這項(xiàng)技術(shù)非常驚艷。首先，NPJ工藝會(huì)通過(guò)壓電打印頭把納米顆粒金屬“墨水”沉積在基板上。成型室的高溫導(dǎo)致液態(tài)溶劑揮發(fā)，留下粘接在一起的金屬顆粒。打印完成后，產(chǎn)品會(huì)在爐內(nèi)進(jìn)一步燒結(jié)得到完全致密的金屬零件。

這種工藝讓人如此興奮的是，它的層厚能到達(dá)空前的1微米。更進(jìn)一步的是，它采用一種特殊的支撐材料，在燒結(jié)過(guò)程中它能完全被燒掉。這就意味著，對(duì)于其它金屬3D打印工藝難以勝任的復(fù)雜零件，納米顆粒噴射技術(shù)可以輕松實(shí)現(xiàn)。

其他金屬3D打印工藝（如直接能量沉積或者選擇性激光熔融）有一典型特征，如懸臂結(jié)構(gòu)等設(shè)計(jì)特征需要支撐結(jié)構(gòu)，打印完成后支撐通過(guò)CNC切除掉。然而對(duì)于NPJ工藝，除了燒結(jié)，卻不需要額外的后處理過(guò)程。因此，NPJ工藝可以一次3D打印運(yùn)動(dòng)金屬零部件（如聯(lián)鎖齒輪）。

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這項(xiàng)技術(shù)非常靈活，它也可以用來(lái)3D打印陶瓷產(chǎn)品。

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3、惠普的多射流熔融技術(shù)

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隨著惠普公司公開把多射流熔融（MJF：Multi Jet Fusion）技術(shù)帶入3D打印行業(yè)，3D打印行業(yè)又一次打開了新天地的大門，MJF技術(shù)把粘結(jié)劑和細(xì)化劑沉積在粉末層上，然后粉末會(huì)被紅外燈照射熔融在一起。

它們打印尼龍的速度是SLS工藝的10倍。采用粉末床使得這一工藝能打印與SLS同等復(fù)雜的產(chǎn)品，但效果更好。而且，這緊緊是開始而已。

HP已經(jīng)展示了MJF工藝的一些潛在的迷人特征，它們將在后續(xù)的版本與消費(fèi)者見面。通過(guò)向這一工藝引入額外墨水，使得3D打印全彩產(chǎn)品成為可能，而SLS同樣卻無(wú)法實(shí)現(xiàn)。在RAPID 大會(huì)上，惠普展示了打印嵌入電路零件的能力。通過(guò)在MJF工藝中使用導(dǎo)電墨水，一次打印出功能性應(yīng)力傳感器成為可能。

惠普?qǐng)F(tuán)隊(duì)還展示了其他概念設(shè)計(jì)特征，包括致密精細(xì)陶瓷、3D打印可見的內(nèi)嵌AR代碼的彩色零件、打印量子點(diǎn)不可見的UV可讀標(biāo)牌等。

4、碳纖維3D打印

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碳纖維3D打印已經(jīng)開始火熱，盡管市面上只有一家公司提供連續(xù)碳纖維增強(qiáng)。Markforged公司在2014年憑借連續(xù)纖維加工（CFF：Continuous Filament Fabrication）技術(shù)拉開了這一趨勢(shì)的帷幕。CFF工藝能連續(xù)沉積熱塑性碳纖維，打印其他工藝無(wú)法實(shí)現(xiàn)的高強(qiáng)、輕質(zhì)零件。

Markforged很快將面臨來(lái)自行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者和其他初創(chuàng)公司的激烈競(jìng)爭(zhēng)。2016年EnvisionTEC公司驚訝了這一行業(yè)，它之前以光固化和生物3D打印機(jī)出名。在今年的RAPID大會(huì)上，這家公司展示了其大型增強(qiáng)纖維3D打印機(jī)。

這種工藝被稱為選擇性分層復(fù)合物制造（SLCOM：Selective Lamination Composite Object Manufacturing），它使用增強(qiáng)材料作為原料，如碳纖維或者玻璃纖維，并與熱塑性塑料（聚醚酮酮或尼龍等）進(jìn)行預(yù)混。

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5、大型混合3D打印機(jī)

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大型混合3D打印機(jī)也在快速發(fā)展中。在設(shè)備制造商Cincinnati和ORNL（Oak Ridge National Laboratory）開始聯(lián)手研發(fā)大幅面3D打印機(jī)后，越來(lái)越多CNC制造商也加入到這一行業(yè)來(lái)自行研發(fā)大尺寸擠出機(jī)。實(shí)際上，ORNL也是他們其中一員。

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6、電子3D打印機(jī)

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能制造出全功能性產(chǎn)品一直是3D打印的最終目標(biāo)，包括復(fù)雜的電子設(shè)備。目前市面上只有幾款設(shè)備能做這個(gè)事情，包括Voxel8的Kit和來(lái)自Nano Dimension的DragonFly 2020。Voxel8系統(tǒng)能3D打印有導(dǎo)電蹤跡的塑料，DragonFly 2020主要用于制造印刷電路板。