三维 (3D) 打印，也称为增材制造或快速原型制造，是将数字文件创建为三维物体的过程。3D 打印机一次一层地工作，能够以与传统制造方法相媲美的速度创建复杂的形状。下面的一小部分列表显示了 3D 打印机可以制造什么，科学家们已经在研究制造人体器官和皮肤。
美国能源部在一篇文章中表示：“3D 打印有可能彻底改变制造业，使公司（和个人）能够以新的方式设计和生产产品，同时减少材料浪费，节省能源，并缩短产品上市所需的时间。” 根据项目的规模和复杂性，3D 打印机可能需要几分钟到几天才能生产出一个物体。
虽然 3D 打印似乎是几年前才出现的新技术，但它已经存在了 50 多年。是专利的到期——最早于 20 世纪 80 年代颁发——改变了一切，从可访问性到价格。结果，在 2009 年，3D 打印机的价格从大约 10,000 美元降至 1,000 美元以下。DIY 套件让人们能够自己建造 3D 打印机。到 2019 年，随着更多专利的到期，超过 170 家 3D 打印机制造商进入市场。
3D 打印机背后的科学
就像普通的喷墨打印机在纸上铺设单层墨水形成图像一样，3D 打印机将多层材料层叠在一起。根据数字文件上传的设计，3D 打印机通过计算机辅助设计软件创建物体设计的蓝图。美国能源部将 3D 打印比作岩层，例如石钟乳和石笋。滴水形成这些岩石，因为矿物质沉积物一层一层地薄薄地堆积在一起。在 3D 打印中，不是矿物质沉积物，而是塑料、金属、陶瓷甚至细胞的薄层形成，直到根据设计软件完成物体。
由于添加材料来构建 3D 物体，该过程也称为“增材制造”。相反，被称为“减材制造”的传统制造工艺，从需要切除的过量材料开始。虽然传统制造会产生大量浪费——每使用一磅材料，最多可产生 30 磅的材料——3D 打印使用 98% 的原材料来建造物体。
3D 打印机能制造的最酷的东西
由于3D 打印机的价格持续下降，创新者们不断扩大可使用的材料清单——从巧克力和其他食物，到人类细胞。而且，虽然找到提供 3D 打印食物的餐厅很有趣，但3D 打印正在改变医疗技术甚至太空探索的进程。
例如，在华盛顿特区的沃尔特里德陆军医疗中心，他们使用 3D 打印机制造定制的假肢和植入物。患有头部损伤的士兵正在接受由钛制成的 3D 打印颅骨植入物。而且，尽管我们尚未实现，但研究人员正在研究如何用活细胞 3D 打印人类器官，为需要移植的人制造肝脏或肾脏。
人们还在使用 3D 打印机建造房屋——这对经济适用房倡导者来说是一个改变游戏规则的技术。今年早些时候，美国国家公共电台 (NPR) 报道了人类生境组织如何建造了两座 3D 打印房屋。他们打印了湿混凝土线来建造施工现场的墙壁。
“打印机在横跨建筑工地的立柱之间来回移动钢轨。它按照自动化计划，铺设几英寸厚的湿混凝土线。然后它将一层层地盘绕起来，建造这座 1,700 平方英尺的三居室的内墙和外墙。”NPR 在一篇文章中报道。人类生境组织已在亚利桑那州建造了一座 3D 打印房屋，在弗吉尼亚州建造了另一座。
如果您考虑在家里投资一台3D 打印机，您可以在大型连锁店甚至实体店在线找到它们。或者，如果您不想进行投资，有数十家在线打印服务可以帮助您订购个性化的 3D 物品。
