隨著人類文明的發展以及文化、藝術、生產工具及技術的進步，社會經濟不斷向前發展。在幾千年的歷史長河中，中國以其卓越的文明遙遙領先於世界各國，特別是經濟實力尤為突出。從英國人安格斯·麥迪森所著《世紀經濟千年史》中我們可以看到，中國經濟總量占世界經濟的比重，公元1000年為22.7%，公元1500年為25%，公元1600年為29.2%，東方文明領先於西方世界。
然而這壹格局在17世紀以後發生了根本性的變化。隨著資本主義制度在英國的確立，蒸汽機開始應用於生產領域，機器生產代替手工生產，整個世界從“手工業時代”跨入“蒸汽時代”，第壹次工業革命拉開大幕，極大地推動了歐洲各國的經濟發展。由於生產方式的改變，生產能力得到大幅提高，國內市場無法及時消化日益增長的商品生產需求，於是英、法、德、意、荷等資本主義國家紛紛向亞、非等其他各洲拓展殖民地，尋找新的市場與原料供應地。以英、法、德、意、荷為代表的歐洲文明已經趕超亞洲，從而形成東方從屬於西方的局面，可謂制造改變世界格局。最具實質性的變化發生在第二次工業革命到20世紀中葉期間。1870年以後，由於電力的廣泛應用，世界由“蒸汽時代”邁向“電氣時代”，科學技術的發展突飛猛進，各種新技術、新發明層出不窮，並被迅速應用於工業生產，大大促進了世界經濟的發展。特別是美國的崛起，足以說明制造業對壹個國家的發展有著重要的作用。18世紀末，獨立後的美國開始仿效英國走工業化現代化之路。美國意識到，只有致力於制造業的發展，才能躋身於世界大國的行列。19世紀上半葉, 美國最主要的發展便是創立新的工廠體制。比如，它將原有的分散制作過程加以合並，實行新的分工，而後將制造某種商品的所有工序集中在壹個工廠，置於統壹的管理之下。經過壹百余年的發展，到19世紀末，世界金融中心由倫敦轉移至紐約，美國成為世界上最發達的國家以及世界第壹經濟大國。可以說，制造業不僅改變著世界格局，而且其發展水平還決定著壹個國家的發達程度。如美國68%的財富便來自於制造業，國民總產值的49%是制造業提供；中國自改革開放以來制造業得到迅猛發展，2011年，我國高技術制造業年總產值達9.2萬億元，約占我國GDP比重的19.51%，加工貿易出口總產值達8354億美元，約占我國GDP比重的11.2%。由此可見，制造業的發展不僅為老百姓的日常生活提供了保障，也為提升我國的綜合國力奠定了基礎。
自2008年美國金融導致的全球經濟危機爆發以來，世界經濟似乎始終都未走出低谷，盡管期間也曾多次試圖反彈，但最終仍因後勁不足而增長乏力。歷史經驗反復證明，在全球經濟陷入衰退之時，正是新經濟萌芽和新技術誕生之時。全球經濟之萎靡不振，表明傳統的生產關系已經嚴重阻礙了生產力的發展，變革將成為生產關系新的動力。
今年以來，對第三次工業革命的探討達到高潮。美國學者傑裏米·裏夫金稱，互聯網與新能源的結合，將會產生新壹輪工業革命——這將是人類繼19世紀的蒸汽機和20世紀的電氣化之後的第三次“革命”。而英國《經濟學人》雜誌也指出，3D打印技術市場潛力巨大，勢必成為引領未來制造業趨勢的眾多突破之壹。這些突破將使工廠徹底告別車床、鉆頭、沖壓機、制模機等傳統工具，改由更加靈巧的電腦軟件主宰，這便是第三次工業革命到來的標誌。
3D打印技術屬於壹種非傳統加工工藝，也稱為增材制造、快速成型等，是近30年來全球先進制造領域的壹項集光/機/電、計算機、數控及新材料於壹體的先進制造技術。與傳統切削等材料的“去除法”不同，3D打印技術通過將粉末、液體片狀等離散材料逐層堆積，“自然生長”成三維實體。該技術將三維實體變為若幹二維平面，大大降低了制造復雜程度。理論上，只要在計算機上設計出結構模型，就可以應用該技術在無需刀具、模具及復雜工藝的條件下快速地將設計變為實物。該技術特別適合於航空航天、武器裝備、生物醫學、汽車制造、模具等領域中批量小、結構非對稱、曲面多及內部結構零部件（如航空發動機空心葉片、人體骨骼修復體、隨形冷卻水道等）的快速制造，符合現代和未來的發展趨勢。
3D打印技術的起源與發展
3D打印技術的核心制造思想最早起源於美國。早在1892年，J.E.Blanther在其專利中曾建議用分層制造法構成地形圖。1902年，Carlo Baese的專利提出了用光敏聚合物制造塑料件的原理。1904年，Perera提出了在硬紙板上切割輪廓線，然後將這些紙板粘結成三維地形圖的方法。20世紀50年代之後，出現了上百個有關3D打印的專利。80年代後期，3D打印技術有了根本性的發展，出現的專利更多，僅在1986-1998年間註冊的美國專利就有24個。1986年Hull發明了光固化成型(SLA，Stereo lithography Appearance )，1988年Feygin發明了分層實體制造，1989年Deckard發明了粉末激光燒結技術( SLS,Selective Laser Sintering)，1992年Crump發明了熔融沈積制造技術(FDM，Fused Deposition Modeling )，1993年Sachs在麻省理工大學發明了3D打印技術。
隨著各類3D打印專利技術的不斷發明，其相應的生產設備也被相繼研發而出。1988年，美國的3D Systems公司根據Hull的專利，生產出了第壹臺現代3D打印設備——SLA-250（光固化成型機），開創了3D打印技術發展的新紀元。在此後的十年中，3D打印技術蓬勃發展，湧現出了十余種新工藝及相應的3D打印設備。1991年，Stratasys的FDM設備、Cubital的實體平面固化（SGC,Solid Ground Curing）設備和Helisys的LOM設備都實現了商業化；1992年，DTM（現在屬於3D Systems公司）的SLS技術研發成功。1994年，德國公司EOS推出了EOSINT選擇性激光燒結設備；1996年，3D Systems公司使用噴墨打印技術制造出其第壹臺3D打印機——Actua 2100；同年，Z Corp也發布了Z402 3D打印機。總體而言，美國在設備研制、生產銷售方面占全球主導地位，其發展水平及趨勢基本代表了世界的發展水平及趨勢。歐洲和日本也不甘落後，紛紛進行相關技術研究和設備研發。當時雖然臺灣大學擁有LOM設備，但臺灣各單位及軍方引進安裝的是SL系列設備，香港生產力促進局和香港科技大學、香港理工大學、香港城市大學等都擁有RP設備，其重點是有關技術的應用與推廣。
3D打印技術作為目前最為先進的壹種制造方式，也代表了目前全球最前沿的科學技術。鄧小平說過，科學技術是第壹生產力。黨和國家歷來重視科技產業的發展。在上世紀80年代中期，黨中央、國務院就提出了實施了高技術研究發展計劃，對中國未來經濟和社會發展有重大影響的生物技術、信息技術、自動化技術、新材料技術、激光技術等眾多領域，確立了15個主題項目作為突破重點，以追蹤世界先進水平。在這種形勢下，國內最早專業從事3D打印領域的北京隆源自動成型有限公司於1994年成立，公司註冊資金200萬美元，專門進行快速成型設備的研發和銷售，並於創建當年便成功制造了中國第壹臺SLS快速成型設備——AFS-360。
3D打印的技術與裝備水平
在裝備的研發方面，德國、美國和日本在該領域處於世界領先水平，並已形成了多家專業化和規模化研制和生產3D打印設備的知名企業，如德國EOS、美國3D Systems以及日本CMET公司。其中，3D Systems公司生產的SLA裝備在國際市場上占最大比例。該企業自1988年以來相繼推出了SLA-250、250HR、3500、5000、7000以及Viper Pro System等SLA裝備（最大形成空間達到1500×750×550mm），其主要技術優勢為裝備使用壽命長（5000小時以上），成型精度高（層厚可達0.025mm），成型效率高。日本的Denken工程公司和Autostrade公司打破SLA裝備使用紫外線光源的常規，率先使用680nm左右波長的半導體激光器作為光源，大大降低了SLA裝備的成本。在SLS裝備方面，德國EOS公司和美國3D Systems公司是世界上該技術的主要提供商。成型材料由早期的高分子材料拓展至金屬、陶瓷等功能材料，成型精度約為0.1-0.2mm，成型空間逐漸增大，最大臺面超過500mm。在金屬直接3D打印方面，世界範圍內已經有多家成熟的裝備制造商，包括德國EOS公司（EOSING M270）和Concept laser公司（M Cusing系列）、美國MCP公司（Realizer系列）及瑞典Acram公司（EBM裝備）。
中國從20世紀90年代初開始進入3D打印的研究與發展。北京隆源公司自1994年研制成功第壹臺激光快速成型機開始，便傾力開發選區激光粉末燒結（SLS）快速成型機，同時致力於快速成型的應用加工服務。先後推出了AFS-360、500、laser Core-5100、5300、7000等型號的SLS裝備（最大成型空間為1400×700×400mm），目前擁有110多家設備用戶及100多家加工服務用戶，市場主要集中在航空航天、汽車制造、軍工和鑄造行業等。
作為公司總經理兼總工程師的馮濤，畢業於清華大學，曾任職於清華大學高分子材料研究所，具有豐富的高分子材料和激光光學的理論和實踐經驗，是我國最早從事激光快速自動成型技術研究的專家之壹。他對於3D打印技術的應用與材料有著深厚的造詣。早在1995年，他就提出將SLS應用於快速精密制造。與其他3D打印機技術相比，SLS最突出的優點在於它所使用的成型材料十分廣泛。從理論上說，任何加熱後能夠形成原子間粘結的粉末材料都可以作為SLS的成型材料。目前可成功進行SLS成型加工的材料有石蠟、高分子、金屬、陶瓷粉末和它們的復合粉末材料。SLS的成型材料品種多、用料節省、成型件性能分布廣泛，加之SLS無需設計和制造復雜的支撐系統，適合多種用途。在他的帶領下，北京隆源相繼成功研制出鑄造熔模、蠟模壓型及鑄造型殼等復雜的工藝制作方法，以及聚苯乙烯粉末、合成材料在3D打印中的應用方法，如今，馮濤又著手研究金屬粉末在SLS技術中的應用，並取得了壹定的成效。在他看來，實現使用高熔點金屬直接燒結成型零件，對3D打印技術在用傳統切削加工方法難以制造出的高強度零件中的更廣泛的應用具有特別重要的意義。馮濤認為，SLS成型技術在金屬材料領域中的研究方向應該是單元體系金屬零件燒結成型，多元合金材料零件的燒結成型，先進金屬材料如金屬納米材料、非晶態金屬合金等的激光燒結成型等，尤其適合於硬質合金材料微型元件的成型。此外，根據零件的具體功能及經濟要求來燒結形成具有功能梯度和結構梯度的零件。可以預見的是，隨著對激光燒結金屬粉末成型機理的掌握，對各種金屬材料最佳燒結參數的獲得，以及專用快速成型材料的出現，SLS技術的研究和引用必將進入壹個新的境界。
作為國內最早實現3D打印技術產業化、服務化的公司，從創建至今在3D打印設備與材料應用中所取得的累累業績及為中國3D打印行業發展所起到的推動作用來看，北京隆源都可以稱為中國3D打印技術的引領者：
1994年成功制造了中國第壹臺SLS快速成型設備，專門進行快速成型設備的研發和銷售；1995年通過北京市科委組織的專家鑒定；1997年，用於精密鑄造的燒結材料和快速鑄造工藝研究成功，進入復雜金屬結構件的快速開發領域； 1998年參加科技部的快速成型示範服務中心項目，設備被二家服務中心選中；2000年，研制成功基於SLS的具有復雜內腔結構的金屬零件的快速鑄造工藝，為發動機類復雜結構零件的快速制作打下基礎，金屬材料直接成型技術進入實質開發階段；2002年，開始與中國工程物理研究院開展大功率激光直接制造金屬零件的研究；2004年與華南理工大學合作開展選區激光熔化金屬成型技術。目前均可制造出密度100％的不銹鋼和Ni基合金鋼零件；2003年，推出大尺寸快速成型設備AFS－450，軟硬件較AFS-320有22項重大改進。設備更穩定、可靠、人性化、速度更快、精度更高，成為企業用戶的首選設備；2005年推出AFS-500，成型尺寸125立升，當年形成銷售，並推出可直接蒸汽脫除的燒結精鑄蠟，與傳統的精密鑄造無縫連接，解決了鈦合金快速鑄造表面粗糙的問題；2008年，開發完成AFS-700成型設備，成型尺寸245立升，是當時最大尺寸的激光粉末燒結設備，滿足了絕大部分精密鑄件尺寸的要求。設備采用全新的上料鋪粉方式，單向鋪粉時間減小壹半，無需中間加料。設備當年形成銷售；2009年，激光燒結砂實現突破。成型砂芯的強度和發氣量均達到鑄造要求。開始開發鑄造覆膜砂燒結成型的專有設備激光制芯機；2010年，Laser Core-5300樣機開發完成，開始試銷。
3D打印技術廣泛的應用領域
作為壹項集光/機/電、計算機、數控及新材料於壹體的先進制造技術，3D打印技術現已廣泛應用於航空航天、軍工與武器、汽車與賽車、電子、生物醫學、牙科、首飾、遊戲、消費品和日用品、食品、建築、教育等眾多領域。可以預見的是，該技術將更趨向於日常消費品制造、功能零件制造及組織與結構壹體化制造的方向。以下，我們可以從幾個主要的領域來壹窺3D打印技術的廣泛應用。
航空航天：航空航天產品具有形狀復雜、批量小、零件規格差異大、可靠性要求高等特點，產品的定型是壹個復雜而精密的過程，往往需要多次的設計、測試和改進，耗資大、耗時長，傳統方法難以制造。因此，3D打印技術以其靈活多樣的工藝方法和技術優勢而在現代航空航天產品的研制與開發中具有獨特的應用前景。在國外，3D打印技術於該領域很早便有應用。如：美國波音公司將3D打印技術與傳統鑄造技術相結合，制造出鋁合金、鈦合金、不銹鋼等不同材料的貨艙門托架等制件；通用公司應用3D打印技術制造航空航天與船舶葉輪等關鍵制件；比利時Materialise公司的Mammoth激光快速成型系統，其壹次性最大加工尺寸可達2200mm。而在國內，北京隆源則憑借自身的技術優勢，為我國航空航天等部門及飛機制造企業提供直升機發動機、直升機機匣、蝸輪泵、鈦機架、排氣道（最大高度達到2800mm）、飛機懸掛件、飛輪殼等飛機零部件的生產和服務：1996年，第壹臺商品化SLS快速成型機銷往北京航空材料研究院，並成功應用於軍用航空新產品的開發；1999年，第二代商品化設備AFS－320成功推向市場。快速成型的應用逐步展開，參與完成了若幹項國家航空航天重點項目的開發研制任務，如：用於大推力火箭的液氧－煤油和液氧－液氫發動機、衛星陀螺儀框體等。
軍事工業：3D打印技術和傳統制造技術相比，具有簡單、易操作等特點，特別是對於壹些新材料的加工，成效尤為顯著。比如鋁合金壹直是軍事工業中應用最廣泛的金屬結構材料。鋁合金具有密度低、強度高、抗腐性好、耐高溫等特點，作為結構材料，因其加工性能優良，可制成各種截面的型材、管材、高筋板材等，以充分發揮材料的潛力，提高構件的剛強度。所以，鋁合金是武器輕量化首選的輕質結構材料。美國軍方應用3D打印技術輔助制造導彈用彈出式點火器模型，取得了良好的效果。在我國，鈦合金已經廣泛應用於自行火炮炮塔、構件、裝甲車、坦克、軍用直升機等制造。1999年，北京隆源自動成型有限公司利用3D打印技術，參與完成了多項國家軍事工業重點項目的開發研制任務，如：JS-Ⅱ型新式坦克的渦輪增壓器，紅外制導儀觀測鏡殼體等；2002年，開始與中國工程物理研究院開展大功率激光直接制造金屬零件的研究，從而進壹步推動了我國軍事工業的發展。
汽車制造：在國外，3D打印技術在汽車制造領域已有很多成功案例，如德國奧迪汽車公司（Audi）使用3D打印技術成功地使用KUKA機器人制造出了Audi RSQ汽車。隨著我國汽車工業的發展，汽車產量迅猛增長，壹些關鍵性零部件也日趨復雜化、大型化和輕量化，這便要求實現零部件的整體化和集成化制造。而采用模具進行翻砂制模的傳統工藝，使得模具越來越復雜，活塊數量也急劇增加，這些因素在壹定程度上都制約了我國汽車工業的發展。為此，引領國內3D打印技術的北京隆源的技術團隊展開了3D打印技術於汽車發動機制造領域的研究。SLS是利用紅外激光光束所提供的熱量熔化熱塑性材料以形成三維零件，其最大特點壹個是成型過程與復雜程度無關，因此特別適合於內部結構極其復雜的發動機缸體、缸蓋、進排氣管等部件。此外，SLS技術成型材料廣泛，特別是可以用鑄造的樹脂砂和可消失熔模材料成型，因此，可以通過與鑄造技術結合，快速鑄造出發動機的部件。SLS技術與鑄造技術的結合，衍生出快速鑄造技術，可有效地應用於發動機設計開發階段中樣機的快速制造。其適合單件和小批量試制和生產的特點，可迅速響應市場和提供小批量產品進行檢測和試驗，有助於保證產品開發速度。其成型工藝過程的可控性，可在設計開發階段低成本地即時修改，以便檢驗設計或提供裝配模型。有助於提高產品的開發質量，其快速成型原材料的多元性，為產品開發階段提供了不同的工藝組合，由於SLS原材料的國產化和成型工藝可與傳統工藝有機結合，有助於降低開發成本，其組合工藝的快捷性，支持產品更新換代頻次的提高，有助於推動產品早日進入市場。利用3D打印技術，為汽車制造商生產發動機缸體、缸蓋、變速箱殼等，不僅制造速度快而且精度高，從而使得汽車復雜零部件制造變得數字化、精密化、柔性化、綠色化。如今，國內眾多的高鐵、動車、地鐵的發動機中都可以看到隆源的產品。以下為隆源在汽車發動機應用中的研發成果：2001年，汽車關鍵結構件的快速成型與快速制造工藝研究成功，開始為汽車企業提供缸體、缸蓋、進氣管、變速箱殼體的RP服務；2006年，激光直接成型鑄造砂芯技術推向市場，銷售第壹臺專門用於鑄造砂芯的成型設備。並成功用於汽車發動機缸體、缸蓋和增壓器的快速開發；2011年，為滿足柴油機等行業需求，開始研發大尺寸激光制芯機；通過與廣西玉柴機器股份有限公司、東風商用汽車工藝所合作，研發出柴油缸體缸蓋的快速制造方法與工藝等。
生物醫藥：目前3D打印技術也被應用到生物醫藥領域，包括骨骼、牙齒、人造肝臟、人造血管、藥品制造等。在生物制造方面，歐美等發達國家研究較多、範圍較廣且已經取得臨床應用：在美國，利用SLA制造技術，使用生物相容樹脂可以制作醫用助聽器、眼睛水晶體模型、人工牙齒等；在意大利，利用SLA制造技術制造了人體骨骼修復體。在中國，北京隆源與北京大學口腔醫院合作，由口腔醫院將患者的CT掃描數據從CT工作站經Magics軟件處理後傳輸至PC機上，以標準格式(Dicom 格式)刻錄存儲，後提供給隆源，隆源據此開發研制了AFS-320型快速成型機。該設備采用選區激光粉末燒結法，原料為聚苯乙烯粉末，制作成實體模型，可用於口腔醫療中顴上頜骨骨纖維異常增生等癥狀，並取得了很好的療效。同時，在陳舊性顴骨顴弓粉碎性骨折的治療中，臨床應用結果表明，治療效果良好。目前，隆源又與北大口腔醫院達成了新壹輪的合作意向，即牙科領域專業快速成型和快速制造方案：使用特定的CAD軟件可以實現義齒的CAD設計，包括牙基底、牙冠、牙橋、牙罩冠、牙貼面、牙鑲嵌等3D設計。有了CAD設計，義齒的快速成型和快速制造便可以實現自動化生產，效果高，耗材少，成本低。
3D打印技術的前景及戰略意義
目前，世界上許多國家與地區（後面發不了，看網址/278744987#!app=2&via=QZ.HashRefresh&pos=1356053030）