Post by 橡皮泥 on 2017-03-24
《清明夜》唐·白居易
好风胧月清明夜，碧砌红轩刺史家。
独绕回廊行复歇，遥听弦管暗看花。
清明节又叫踏青节，是中国传统节日，也是最重要的祭祀节日之一，是祭祖和扫墓的日子。《清明夜》是白居易的一首清明日外出踏青游玩的习俗。在古代，踏青又称“寻春”、“春禊”，晋代已盛。清明时节也是人们春游的大好时光，在春光明媚的清明前后，尽情地亲近自然，到郊外踏青游玩，这是清明节俗的另一项重要活动。
3D打印的历史最早可以追溯到1976年，也就是喷墨打印机诞生的那一年。1984年，喷墨打印的概念逐步发展和进步，促使打印技术从使用墨水阶段演变到使用各种材料阶段。在此后的数十年，3D打印技术不断完善，在不同行业中的各种应用不断发展，成为了当今最热门的前沿技术之一。
接下来，闲言少叙，让我们静下心来，沏上一壶明前茶，一起回顾3D打印的历史简介。一起看看在3D打印的发展史上，有那些里程碑式的事件。
1984年——3D打印技术诞生
3D Systems公司的创立者之一，查尔斯•赫尔（Charles Hull，图1.10），发明了光固化技术——用数字化信息生成三维立体物体。该技术通过图片制作3D模型，使用户可以在大规模生产前对设计进行测试。
图1.10 3D打印之父Charles Hull获得获得2014年欧洲发明家奖提名
1992年——层层铺垫，构建零件
3D Systems公司制造出了第一台立体光固化成型机器。这台机器采用UV激光来固化光敏树脂材料(一种带有蜂蜜粘性和色泽的液体)，层层叠加，制成立体零件。尽管不够完美，但这台机器证明高度复杂的零件可以在一夜间制造完成。图1.11为光固化技术示意图。
图1.11 光固化技术示意图
1999年——工程器官促进药品研发
实验室培养的首个器官被移植到人体。威克弗里斯特再生医学研究所的科学家在对年轻患者进行膀胱扩大手术时，使用了涂有患者细胞的3D合成支架，为工程器官的研发策略打开了一个新的途径——可以采用打印器官的方式，如图1.12所示。由于采用的是患者自身的细胞，所以基本没有排斥反应的风险。
图1.12 人体工程器官研发
2002年——能运作的3D肾脏
科学家研发出了一个能正常工作的肾，能在动物体内过滤血液、生成稀释的尿液。该项研究是威克弗里斯特再生医学研究所使用3D打印技术“打印”器官和组织的里程碑式进展。如图1.13所示。
图1.13 3D打印肾脏
2005年，3D打印技术的开源合作
巴斯大学的Adrian Bowyer博士建立了RepRap项目——开源3D打印机先驱。RepRap可以打印出自身的大部分零件。该项目的目标是使工业生产变得大众化，全球各地的人都能以低成本打印RepRap的组装件，用打印机制造出日常用品。
图1.14 Adrian Bowyer博士和他的3D打印机
2006年，SLS引领工业生产走向大规模定制
第一台SLS（选择性激光烧结）机器诞生。这类机器使用激光熔融材料，制成3D实物。这项技术为大规模定制、工业零件的按需制造以及后来的假肢定制，开启了一扇大门。
图1.15 SLS选择性激光烧结工艺
2008年，第一台自我复制的打印机
继2005年成立以后，RepRap项目发布了Darwin（达尔文）型号。这是第一台能自我复制的打印机，能够打印出自身的大部分零件。用户只要拥有一台达尔文号打印机，就能制作出更多台。
图1.16 第一台能自我复制的打印机－“达尔文”
图1.17 第二代与第四代自我复制打印机
2008年，DIY合作创新服务上线
Shapeways发布了合作创新服务和社区的beta版，将艺术家、建筑师和设计师聚集在一起，以低成本进行实物的3D设计创作。
图1.18 全球第一家3D打印服务平台Shapeways
2008年，假肢领域重大技术突破
第一次有人穿戴3D打印的假肢（包括膝盖、脚、关节等）走上街。整个假肢的复杂结构一次打印成型，不需要任何安装环节。Bespoke Innovations是一家假肢制造商，依靠该技术进行假肢外观定制。
图1.19 外观可定制假肢
2009年，供DIY的3D打印机套件进入市场
3D打印机开源硬件公司MakerBot开始出售DIY套件，购买者可自行组装3D打印机，打印产品。
图1.20 MakerBot桌面级打印机
2009年，从细胞到血管
生物打印创新者Organovo，依靠Gabor Forgacs博士的技术，用3D生物打印机首次打印出了血管。
图1.21 人类第一次用3D打印打印出血管
2011年，全球首架3D打印的机器人飞机
南安普敦大学的工程师们设计和试驾了全球首架3D打印的飞机。建造这架无人飞机用时7天，费用约为5000英镑。飞机采用椭圆形机翼，有助于提高空气动力效率，将诱导阻力降到最低。如果采用普通技术制造此类机翼，通常成本较高。
图1.22 全球首架3D打印的机器人飞机
2011年，全球第一辆3D打印的汽车
Kor Ecologic在加拿大的TED Winnipeg会议上推出Urbee—— 一辆光滑、环保、友好的汽车原型，车体采用3D打印。低油耗、低成本的Urbee在高速公路上驾驶为200mpg（每加仑行驶的英里数），城市中为100mpg。如果能够实现商业生产，零售价预计为10,000美元到50,000美元之间。
图1.23 全球第一辆3D打印的汽车-Urbee
2011年，金银3D打印
Materialise成为全球首家提供14K黄金和标准纯银材料打印的3D打印服务商。这在无形中为珠宝首饰设计师们提供了一个低成本的全新生产方式。
图1.24 Materialize 14K黄金打印作品
2012年，3D打印的下颚假体被移植使用
荷兰医生和工程师们使用LayerWise制造的3D打印机打印出一个定制的下颚假体，然后移植到一位83岁、患有慢性骨感染的老太太身上。目前，该技术被用于促进新的骨组织生长。
图1.25 3D打印下颚假体
2012年至今，新一轮的3D打印浪潮
2012年4月21日，英国著名经济学杂志《The Economist》上的一篇关于第三次工业革命的封面文章全面掀起了新一轮的3D打印浪潮。
图1.26 《The Economist》3D打印与第三次工业革命
2012年4月，3D打印的两个巨头企业Stratasys和以色列Objet宣布合并。
图1.27 Stratasys和Objet
2012年，3D Systems推出世界首款开箱即用3D打印机Cube。
图1.28 3D打印机Cube
2012年11月，中国宣布成为世界上唯一掌握大型结构关键件激光成型的国家。
2012年12月，华中科技大学史玉升科研团队实现重大突破，研发出全球最大的“3D打印机”。这一“3D打印机”可加工零件长宽最大尺寸均达到1.2米。该3D打印机是基于粉末床的激光烧结快速制造设备。
2013年1月，中国首创用3D打印造飞机钛合金大型主承力构件，由北航教授王华明团队采用大型钛合金结构件激光直接制造技术制造。
图1.29 王华明团队为C919大型客机制造的钛合金主风挡窗板
2013年5月29日，首届世界3D打印大会在北京拉开帷幕，世界3D打印技术产业联盟也在同期成立。
2014年，国内致力于3D打印互联网平台—橡皮泥网（Simpneed.com）上线，致力于为用户提供个性化产品在线设计和打印定制服务，海量高品质的3D打印模型下载，以及3D打印机、耗材及3D扫描仪采购。目前拥有全球的1400多位在线设计师，链接全球1300多家设备和耗材供应商，现已成为国内领先的3D打印服务平台。
图1.30 橡皮泥3D打印服务平台
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