你可能听说过3D打印被称为制造业的未来。随着这项技术的进步和商业化传播，它很可能会在围绕它的宣传中发挥作用。那么，什么是3D打印？是谁想出的？

描述3D打印工作原理的最好例子来自电视连续剧《星际迷航：下一代》。在这个虚构的未来主义宇宙中，宇宙飞船上的工作人员使用一种称为复制器的小型设备来创造几乎任何东西，从食物、饮料到玩具。现在，虽然两者都能够渲染三维对象，但3D打印并没有那么复杂。当复制器操纵亚原子粒子产生脑海中的任何小物体时，3D打印机“打印”出连续层中的材料以形成物体。

早期发展

从历史上看，这项技术的发展始于20世纪80年代初，甚至早于上述电视节目。1981年，名古屋市工业研究所的Hideo Kodama第一个发表了一篇文章，讲述了一种被称为光致聚合物的材料如何在紫外光照射下硬化，从而可以用于快速制造固体原型。虽然他的论文为3D打印奠定了基础，但他并不是第一个真正构建3D打印机的人。

这项荣誉归于工程师查克·赫尔，他于1984年设计并创造了第一台3D打印机。他曾在一家公司工作，该公司使用紫外线灯为桌子设计坚固耐用的涂层，当时他突然想到利用紫外线技术制造小型原型。幸运的是，赫尔有一个实验室对他的想法进行了几个月的修改。

使这种打印机工作的关键是光致聚合物，它们保持液态，直到它们与紫外线发生反应。赫尔最终将开发的系统称为立体光刻技术，它使用一束紫外光从一桶液体光聚合物中勾勒出物体的形状。随着光束沿表面硬化每一层，平台将向下移动，以便下一层可以硬化。

他于1984年申请了这项技术的专利，但就在三周前，法国发明家阿兰·勒·梅豪特（Alain Le Méhauté）、奥利维尔·德维特（Olivier de Witte）和让·克劳德·安德烈（Jean-Claude André）为类似的工艺申请了专利。然而，由于“缺乏商业前景”，他们的雇主放弃了进一步开发该技术的努力。这使得赫尔拥有了“立体光刻”一词的版权。他的专利名为“通过立体光刻技术生产三维物体的装置”于1986年3月11日发布。那一年，赫尔还在加州巴伦西亚建立了3D系统，这样他就可以开始商业化的快速原型制作。

扩展到不同的材料和技术

虽然赫尔的专利涵盖了3D打印的许多方面，包括设计和操作软件、技术和各种材料，但其他发明人将以不同的方法构建这一概念。1989，授予德克萨斯大学研究生Carl Deckard的专利，他开发了一种叫做选择性激光烧结的方法。在SLS中，激光束用于定制粉末材料，如金属，以形成一层物体。每连续一层之后，将向表面添加新鲜粉末。其他变化，如直接金属激光烧结和选择性激光熔化也用于制作金属物体。

最流行和最容易识别的3D打印形式称为熔融沉积建模。由发明家S.Scott Crump开发的FDP将材料分层直接放置在平台上。该材料通常是树脂，通过金属丝进行分配，一旦通过喷嘴释放，立即硬化。1988年，当克拉姆普试图通过胶枪分发蜡烛蜡为女儿制作玩具青蛙时，他产生了这个想法。

1989年，Crump获得了这项技术的专利，并与妻子共同创建了Stratasys有限公司，以制造和销售用于快速原型或商业制造的3D打印设备。他们于1994年将公司上市，到2003年，FDP成为最畅销的快速成型技术。