第1章　3D打印发展历程及工作原理

1.1　3D打印发展历程

1.1.1　早期阶段（1984年以前）

3D打印技术的起源可以追溯到19世纪中期。摄影技术发明后不久，发明家开始尝试如何将二维图像转化为三维图像。1860年，法国人François Willème首次设计出一种多角度成像的方法获取物体的三维图像。1892年，Joseph Blanther发明了用蜡板层叠的方法制作等高线地形图的技术。1904年，Carlo Baese注册了一项用感光材料制作塑料件的专利。20世纪60年代，美国巴特尔纪念研究所（Battelle Memorial Institute）开展了一系列的实验，试图用不同波长的激光束固化光敏树脂，其原理已经非常接近后期的光固化成型技术。但由于受到计算机、激光、材料等领域的技术限制，3D打印技术一直没有实质性的发展。1870—1984年，在美国注册的相关的技术专利不到20项。

1.1.2　发展阶段（1984—2006年）

1984—1989年的五年时间里，3D打印技术最核心的4个专利技术（SLA、SLS、FDM、3DP）相继问世，专利技术数量较1984年以前大幅增加，行业由此步入了发展阶段。3D Systems、Stratasys、EOS等企业成立，开启了3D打印商业化的时代。同一时期的中国，以清华大学、华中科技大学、西安交通大学等高校为代表的研究团队开始研究3D打印技术，并研制出少量快速成型的样机。这些最早接触3D打印技术的高校研究力量形成了如今国内3D打印的“五大流派”。

3D打印在1996—2006年的十年间经历了快速发展，LENS、DLP等新技术出现，专注特定领域的新公司涌现，如Objet（Polyjet技术）、Z Corp.（3DP技术）、Arcam（EBM技术）、Envisiontec（DLP技术）等。同时，工业级设备的成型速度、尺寸和工作温度大幅提升，但售价维持在较高水平。较为成熟的SLA和SLS技术开始应用于汽车、齿科、航空等行业。在中国，这一时期3D打印的技术研发仍以高校为主，由于国内对3D打印缺乏认知度，其产业化进度缓慢。这一时期国内出现了市场化的企业，如上海联泰三维、北京太尔时代等，3D打印技术已经开始应用于泵阀、珠宝设计等领域。

1.1.3　成长阶段（2007年至今）

2007年开始，行业进入快速成长阶段。Rep Rap和Fab Home开源项目的出现和FDM专利到期等因素，推动了桌面级3D打印市场的快速发展。在线打印服务这一新的商业模式出现，老牌设备厂商开始考虑新的增长点，开始重视打印服务，并购同行业公司。2013年美国总统奥巴马的国情咨文演讲把3D打印推向新的高潮，此后两年多时间里，3D打印上市公司的股价经历了过山车行情。

相比国外的热闹景象，国内对3D打印的关注度直到2013年才开始显著提升。此前工业级3D打印行业一直不温不火。2013年5月，科技部公布《国家高技术研究发展计划（863计划）、国家科技支撑计划制造领域2014年度备选项目征集指南》，3D打印产业首次入选。2014年，桌面级3D打印热潮传导至国内，短短一年内涌现出上百家厂商，而在此之前只有北京太尔时代和杭州铭展等少数几家以出口为主的厂商。2015年2月工信部、发改委及财政部联合发布了《国家增材制造产业发展推进计划（2015—2016）》，首次将增材制造产业上升到国家战略层面。3D打印也吸引了资本市场的关注，先临三维等企业登陆资本市场。

表1-1　3D打印行业发展历程表（1984—2014年）

续表

资料来源：华融证券。