和傳統(tǒng)技術(shù)不同， 它是一種逐層制造技術(shù)， 又稱增材制造技術(shù) 。 字面意思， 就是制造過程中材料是往上加的 。 而傳統(tǒng)的減材制造技術(shù)， 如車、銑、刨、磨等， 材料是往下減的 。
這使得它能夠輕而易舉地制造一些具有復雜結(jié)構(gòu)的物件 。 因為使用增材技術(shù)， 無論多么復雜的模型， 只要將它“拆解”成薄片， 使用計算機控制， 將熔融狀的材料（或其他可以進行薄片成型的材料）一層一層往上堆， 就可以做出來 。
計算機控制3D打印成型過程（點擊看動圖） |來自網(wǎng)絡
比如下面這對棋子， 國際象棋的王和后 。 左邊的形狀相對簡單， 用傳統(tǒng)減材技術(shù)， 拿兩根圓柱用車床沿著外輪廓劃一圈， 就算完事 。 但右邊的那一對， 就難辦了 。 除非大神級工匠， 一般人做不出來， 造價也會相當昂貴 。
普通棋子（左）和3D打印棋子（右） | 作者供圖
但用3D打印技術(shù)， 價格就很公道了 。 因為只要把熔融的材料從底部開始， 一層一層往上涂抹， 再冷卻固化， 就可以完成 。 成本和打印一對簡單的棋子相差不多 。
這種不受復雜度限制、極其靈活的制造方式， 極大拓展了設(shè)計師的思路 。 從觀賞性的模型， 到工業(yè)應用， 不一而足 。 近期風靡的“神筆馬良”， 就讓不少人大開眼界 。
3D打印工藝品（上）和3D打印筆作品（中下） 。 | 素材來自網(wǎng)絡
但琳瑯滿目的設(shè)計， 也讓人產(chǎn)生了審美疲勞 。 既然3D打印如此簡單， 那打印出多復雜的結(jié)構(gòu)， 都不足為奇 。
但萬萬沒想到， 科學家將這種特性， 延伸到了材料性能調(diào)控領(lǐng)域， 為3D打印賦予了全新想象空間 。
用網(wǎng)紅技術(shù)打印古法鋼坯
在該新研究中， 來自德國馬普所的科學家， 通過激光控制熔融金屬， 噴涂出了類似古代大馬士革鋼的微結(jié)構(gòu) 。 激光用來加熱金屬， 并且可以實現(xiàn)準確升溫和降溫， 就像古代工匠的手法被精密的機器取代 。
實驗得到了漂亮的花紋， 說明做出的鋼坯確實有大馬士革鋼的“味道” 。 并且， 它的機械性能比傳說中的大馬士革鋼還要好 。
3D打印的大馬士革鋼 。 由計算機控制高速冷卻和循環(huán)再加熱等熱處理過程， 實現(xiàn)特定合金微結(jié)構(gòu) 。 | Max Planck Society ? Frank Vinken
這塊鋼具有1300MPa的拉伸強度和10％的伸長率 。 MPa是個壓強單位， 相當于10個大氣壓 。 所以這塊鋼的拉伸強度達到1.3萬個大氣壓 。
一般普通鋼筋的拉伸強度在370~630MPa之間， 這塊鋼的抗拉能力是普通鋼材的2~3倍 。 按照普通成年男子極限硬拉力70kg計算， 如果想把一根8毫米直徑的3D打印鋼筋拉斷， 大約需要95位男士齊上陣 。
如果怕站不下， 還可以換成世界第一大力士， 只需要14位就夠了 。 但是這樣的大力士， 地球上只有一位 。
其實， 不僅僅是鋼材料， 鈦合金也可以通過3D打印形成精細結(jié)構(gòu)， 使得其抗彎強度提高25% 。
當然， 這是另外一項研究， 時間更早一些， 當時也曾引起轟動 。 美國因此做倒閉了好幾家公司， 后來我國王華明教授做了出來， 并因此評上了院士 。
更多應用， 更多想象
仰賴精準的數(shù)字化控制， 3D打印不僅能提高鋼材機械性能， 其強大的微結(jié)構(gòu)控制能力， 也已被應用于更多領(lǐng)域 。 甚至因為不用做復雜的金屬熱處理， 在其他領(lǐng)域早已大放異彩 。
例如， 利用3D打印加工的光子晶體， 可以對某些特定的光進行吸收， 以及提高二極管的發(fā)光效率， 未來還可以用在智能皮膚上， 這種皮膚可以像變色龍一樣， 隨著環(huán)境而改變顏色 。
利用3D打印技術(shù)還可以直接在直徑不到200μm（約為頭發(fā)絲粗細）的光纖頂端制造內(nèi)窺鏡， 精密程度嘆為觀止 。
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