3D打印已經(jīng)出現(xiàn)30多年了，過去它一直在一點一點緩慢發(fā)展。直到2009年左右，隨著低成本、開源商用3D打印機的發(fā)布，它再次燃起了公眾對這項技術(shù)的興趣。如今，不僅這些入門級的3D打印機被媒體大肆宣傳，工業(yè)級增材制造技術(shù)也開始繁榮。

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

?

1、Carbon公司CLIP技術(shù)

?

在過去的兩年，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公司所說的那樣，零件從樹脂槽內(nèi)長出，不會出現(xiàn)其他3D打印工藝的分層線。

?

目前，這家硅谷創(chuàng)業(yè)公司已經(jīng)收到2.22億元投資，包括最近來自GE的8100萬。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。

?

通過兩步光固化過程，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工藝無層打印的本質(zhì)使得零件具有各向同性的強度，即在各個方向其強度相同。二次固化進一步提高了產(chǎn)品的性能，如更高的剛度或者韌性。

?

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。美國強生公司還沒有披露該技術(shù)的使用，但個性化醫(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。

?

2、XJet

?

在RAPID 大會上，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），這項技術(shù)非常驚艷。首先，NPJ工藝會通過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)品會在爐內(nèi)進一步燒結(jié)得到完全致密的金屬零件。

這種工藝讓人如此興奮的是，它的層厚能到達空前的1微米。更進一步的是，它采用一種特殊的支撐材料，在燒結(jié)過程中它能完全被燒掉。這就意味著，對于其它金屬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)計特征需要支撐結(jié)構(gòu)，打印完成后支撐通過CNC切除掉。然而對于NPJ工藝，除了燒結(jié)，卻不需要額外的后處理過程。因此，NPJ工藝可以一次3D打印運動金屬零部件（如聯(lián)鎖齒輪）。

?

這項技術(shù)非常靈活，它也可以用來3D打印陶瓷產(chǎn)品。

?

3、惠普的多射流熔融技術(shù)

?

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)劑和細化劑沉積在粉末層上，然后粉末會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)的版本與消費者見面。通過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同樣卻無法實現(xiàn)。在RAPID 大會上，惠普展示了打印嵌入電路零件的能力。通過在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。

惠普團隊還展示了其他概念設(shè)計特征，包括致密精細陶瓷、3D打印可見的內(nèi)嵌AR代碼的彩色零件、打印量子點不可見的UV可讀標牌等。

4、碳纖維3D打印

?

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。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，打印其他工藝無法實現(xiàn)的高強、輕質(zhì)零件。

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

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）進行預(yù)混。

?

5、大型混合3D打印機

?

大型混合3D打印機也在快速發(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打印機后，越來越多CNC制造商也加入到這一行業(yè)來自行研發(fā)大尺寸擠出機。實際上，ORNL也是他們其中一員。

?

6、電子3D打印機

?

能制造出全功能性產(chǎn)品一直是3D打印的最終目標，包括復(fù)雜的電子設(shè)備。目前市面上只有幾款設(shè)備能做這個事情，包括Voxel8的Kit和來自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。