“3D打印（也称为增材制造），正在改变我们生活的方方面面。”美国康奈尔大学副教授Hod Lipson说道。3D打印技术可以加工不锈钢、钛、塑料（3D打印的起点）、纸和其他材料，甚至还包括活组织（还在开发当中），比如打印新的心脏瓣膜、椎间盘或者定制一个人造器官以取代在事故中损坏的器官。
        3D打印机采用了一些自动化和控制技术，未来还可以融入更多。目前很多3D打印机并没有反馈设备，因此不提供闭环控制。融入更多的自动化技术，可以提升下一代3D打印机的速度和精确度。
        Lipson是新书《3D打印：从想象到现实》（原名 “Fabricated: The New World of 3D Printing”）的作者，他也主持了2013美国芝加哥3D打印大会。这次芝加哥会议的主题十分广泛，吸引了来自全世界16个国家和美国35个州各行各业的参会嘉宾。
        颠覆传统制造的逻辑
        3D打印可能是一次根本性的变革，抑或只是一次技术进步，但是不管怎样它都会带来经济、社会乃至商业方面非常多的改变，Lipson说道。举例来说，当客户选择一款未来的智能手机设计方案（也许是20年之后），他可以下载CONTROL ENGINEERING China版权所有，然后在当地的商店里打印，这样就不需要传统的制造、装配和物流，让整个供应链都消失不见。
        使用增材制造的3D打印机现在正在一些领域里面取代切削物料加工零件的数控机床。计算机数字控制（CNC）机床是自动化和控制方面的重要用户，而3D打印机进一步提升了精确度和速度，因此对上述技术的需求也更高。现在，3D打印在产品的设计和原型开发阶段非常有用处，在定制终端产品方面的使用也越来越多。通常都是小规模的生产，生产数量从一台到几千台。这样做可以大量地节约物料。想象一下，航空元件使用一大块钛，可能有85%都要在加工中被切掉。3D打印只使用15%的原料，可以节约大量的时间和费用。

        S. Scott Crump是Stratasys公司的主席和首席创新官，这是世界最大3D打印机厂商之一。他和太太Linda一起于25年前在自家的车库里创建了这家公司。“现在一些产品可以采用计算机辅助设计（CAD）软件进行设计，只要按一下打印按钮，成品就出来了。”然后，再通过数字化生产，将零部件在最终用户的装配线上进行组装。
        “在1988年的时候，3D打印机还不存在控制工程网版权所有，”Crump说道：“我们第一次以1.2万美元这样相对较低的成本把它做出来。它用细细的液珠和喷胶枪为我两岁的女儿做了一个玩具青蛙。到了1992年，喷胶枪变成了自动的。1994年，经过正规的加工之后，它成为第一款商业化的产品，就这样我们做出了第一台3D打印机。”
        今天3D打印正在让人们的生活变得不同。3D打印的义肢可以让残疾女孩保持平衡，甚至像正常孩子一样嬉戏、玩耍。

        Stratasys公司生产22个型号的3D打印机，可以加工超过120种物料。根据Wohlers Associates提供的数字，现在已经有超过3万台机器安装，其中有55%是全商业化的3D打印机。
        市场影响力日益扩大
        根据麦肯锡全球研究院2013年5月发布的报告，预计3D打印可以在2025年之前在特定的领域中产生2300亿到5500亿美元的经济影响。这些领域最主要的是消费者使用的 3D 打印机，其次是直接产品制造，以及使用3D打印机来制造工具和模具。这份报告还注意到家用3D打印机的价格在4年之内下降了90%，而增材制造的销售收入在过去十年之中增加了四成，预计到2025年收入将达到2000亿至6000亿美元。
        Stratasys公司也在随着行业一起成长，Crump说现在公司已经有了1200多名员工，超过8000个客户以及550项专利。在2012年，公司的收入大约为3.5亿美元，利润差不多为6000万美元，在全球拥有12家办公室、260个零售商和大概1000名直销人员。公司提供两种3D技术、三个系列的打印机。

        “3D技术是一个创意引擎，推动着原型设计的进步，并且可以在不需要生产线的情况下进行生产。”Crump说道。奥巴马总统已经将3D制造列为提振美国制造业的一个重要渠道，GE公司也开始使用3D制造飞机发动机，达美航空现在已经在使用3D打印制造备件。“制造任何东西现在都可以3D打印。” Crump说道。其他的应用还包括汽车、制造工具、消费电子、医疗、建筑、工业以及教育。大规模定制不需要工具或者安装，因此价格也可以接受。3D打印颠覆了以往我们对于制造业的理解，制造业正在经历一场变革。

        增材制造可以在未来的工厂中更好滴实现自动化。Crump说：“我们使用几个操作员每天生产数以千计的零件。它非常清洁、高效和灵活。我们可以早上生产玩具，然后下午生产飞机零件。我们也能三班倒不间断7天24小时地工作，实现及时供货。”
        有了熔融沉积成型（FDT）技术，“唯一的限制就是你的想象力了。这些机器将制造搬到了桌面上。制造过程非常清洁而且容易，可以提供各种价格和材质的产品。”甚至艺术家和时尚设计师也可以使用它们创建自己的作品。“欢迎来到3D的世界，我们对它的价值充满信心。”
        付得起的3D打印
        Bre Pettis是MakerBot工业公司的首席执行官，该公司的目标是通过规模化生产降低3D打印的成本并普及这项技术。在分享自己关于下一次工业革命的观点的时候，他说MakerBot的用户正在改变着世界。尽管没有涉及细节，他还提到：“Scott和我达成了合并协议，希望为降低整个行业的成本贡献自己的力量。”这个协议于2013年6月19日宣布，即以股票置换的方式将MakerBot合并到Stratasys公司旗下，协议的价值根据市场表现最大可以达到6.04亿美元，合并于2013年的第三季度完成。MakerBot在2013年第一季度的收入为1150万美元，与之形成对比的是公司在2012年全年的收入也只有1570万美元。
        Pettis说：“在你解决问题进行创造的时候，你的大脑里就会发生化学变化，让自己很兴奋，”尽管只是个人的观点，他还是补充道：“不要把鸡尾酒和机器人混合在一起。”
        在MakerBot公司的Thingiverse.com网站上，创作人可以分享自己的作品借此出名。现在网站上有8万件设计，其中的一半是在过去的九十天内上传的。
        3D打印的奇思妙想
        MakerBot的定制器让那些会使用SolidWorks或者AutoCAD的人设计自己的iPhone。并且，公司还提供一个类似乐高玩具中的积木搭配器，玩过玩具火车的人就知道它是做什么的。
        MakerBot的用户包括NASA大名鼎鼎的喷气推进实验室，他们使用这些工具进行飞行器挡热板的原型设计。一名有一根手指折断的发明家决定再给自己做一根新的手指www.cechina.cn，这就是机械手。这项技术在不断的修改中发展，通过协同合作，给了那些伤残儿童新的敏捷的双手，孩子们不用携带价值2万美金的假肢长大。新的设计不需要硬件，线缆安装很容易，可以根据打印成实际需要的尺寸，只需要使用价格为5美元的塑料。

        曾经，光是用纸板、胶水和刀片做一个框架，就需要花费一组设计师两天的时间。现在，这些工作竟然可以一蹴而就。
        有了3D打印，人们可以放开自己的想象力CONTROL ENGINEERING China版权所有，轻松完成很多以前无法实现的事。例如，有一名教育工作者让孩子们打印房屋模型，在房屋旁边放一条小溪，然后让水流淌模拟侵蚀的情况；一位父亲在去游乐场的时候，为女儿制作了一对特别的增高垫，这样孩子的身高瞬间就从4.15英尺变成了4.2英尺，所有的游戏都可以玩了；一名音乐爱好者使用MakerBot的材料自制了一把大提琴；还有父母使用3D扫描技术将孩子们自己制作但是一碰即坏的艺术品们永远的保存了下来。
        对于初创阶段3D打印小企业的建议
        Pettis曾经问过Crump关于Stratasys公司早期3D打印机版本的问题。
        “开始，我们向人们解释早期的3D打印进的时候有些障碍，”Crump回答说：“我会走进一家机械工程工作室，他们明白我在说什么，但是并不会接受所有的设计都在计算机里完成这种方法。所以，很多时候我们之间的交谈都非常短暂。”
        Crump说在早期的时候尽管他很有热情，但是更多的热情是在制造机器而不是创建公司上面。“我的太太提醒我要赚钱才行。”
        Crump在回答Pettis的时候提到：“我发现你早期的工具包中有一个木质的框架，这真是个‘天才’的想法，我们也做过相同的事情，用胶木做了个模型，卖了25万美元。有趣的是，木头是会燃烧的，而盒子里面就有热源，ABS塑料就是燃料。最初的型号会让好几间屋子烟雾缭绕，好在没有人受伤也没有人坐牢。它算不上灾难，但是确实对我们来说是一个学习的过程。”
        Crump问：“为什么你的第一台机器像一个工具包？”
        “那是因为，”Pettis说：“我们没有制造的能力。一开始我们只有三个人、一台激光切割机和一个梦想。如果我们是工程师的话，我们会完成原型开发。这个组件包括盒子、面板、元件包、银质焊枪以及如何把板子焊到烤箱上的说明。MakerBot最早的200名买家真的是先驱，我们估计如果客户能把这些东西安装在一起，即使坏掉了他们也知道如何修理。当我们开始销售组装完整的机器的时候，一些早期的用户说他们还是希望自己来组装。”
        Pettis继续说道，“我们还需要花一些时间去适应能习惯制造业的生产周期。我们发现了希望采购的步进电机，等我们终于搞定了订单，希望买更多的电机，但是被告知已经都被我们买光了。我认为这不太可能。更糟糕的是，订货周期竟然需要六周时间控制工程网版权所有，因为他们即将开始一个六周的假期。”
        “对于起步阶段的企业有什么建议吗？”Crump问道。
        “当然有，”Pettis说：“如果你经营的是一家小公司，我建议要尽快做下面这个事情，就是雇佣有相关经验的专业人士。这样做，你就可以更容易地达到每天出货量200台的目标，而不是永远停留在每个月只能销售20台机器。”