增材制造，俗稱3D打印，是一種以數字模型為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。3D打印通常是采用數字技術材料打印機來實現。過去其常在模具制造、工業設計等領域被用于制造模型，現正逐漸用于一些產品的直接制造，已經有企業開始使用這種技術打印而成的零部件。該技術在珠寶、鞋類、工業設計、建筑、工程和施工、汽車，航空航天、牙科和醫療產業、教育、地理信息系統、土木工程、槍支以及其他領域都有所應用。

　　3D打印技術是以計算機三維設計模型為藍本，通過軟件分層離散和數控成型系統，利用激光束、熱熔噴嘴等方式將金屬粉末、陶瓷粉末、塑料、細胞組織等特殊材料進行逐層堆積黏結，最終疊加成型，制造出實體產品。

3D打印的材料主要分成九大類：

　　第一類：光敏樹脂材料，主要包括丙烯酸樹脂、環氧樹脂及聚酯樹脂等的光固化樹脂材料。這類材料能夠在紫外光的照射下發生聚合反應而固化，一般呈現液體狀態。常用來制作各種樣件，用以外觀驗證。

　　第二類：工程塑料材料，主要包括ABS材料、聚碳酸酯材料和聚酰胺材料。ABS材料兼具"堅韌、質硬、剛性"等特點，因此在機械、電氣、紡織、汽車、飛機、輪船等制造工業及化工中獲得了廣泛的應用。聚碳酸酯材料具有良好的抗沖擊、抗熱畸變性能，耐火性好、硬度高，因此適用于生產轎車和輕型卡車的各種零部件，主要集中在照明系統、儀表板、加熱板、除霜器及保險杠等方面。聚酰胺材料又稱尼龍材料，具有強韌、耐磨、自潤滑、適用的溫度范圍廣等特點，主要代替銅和其他有色金屬來制造機械、化工、電器零件，如柴油發動機燃油泵齒輪、水泵、高壓密封圈、輸油管等。

　　第三類：金屬材料，主要包括鈦合金材料、不銹鋼材料、鋁合金材料、其他貴金屬材料等。鈦合金材料強度高、耐熱性高。相比其他金屬，鈦合金還具有抗蝕性好、低溫性能好、化學活性大等優點，因此被廣泛應用于制作飛機發動機壓氣機部件，火箭、導彈和高速飛機的結構件等領域。不銹鋼材料具有易焊接性、耐腐蝕性、強拋光性及耐熱性等優點，被廣泛應用于建筑領域、食品加工、餐飲、釀造、化工和醫療器械領域。鋁合金材料具有密度小、熔點低、可塑性強等特點。鋁合金是目前應用最多的合金，被廣泛應用于航空、航天、汽車、機械制造、船舶及化學工業中。其他貴金屬材料如黃金材料，具有導電性好、導熱性好、穩定性高等特點，主要應用于電子、化學工業、航空航天等對材料有特殊性要求的領域。

　　第四類：陶瓷材料，主要包括粘土、高嶺土等天然硅酸鹽材料和高純度人工合成材料如氧化物陶瓷材料、氮化物陶瓷材料、碳化物陶瓷材料等。由于陶瓷材料大多熔點很高甚至無熔點，難以利用外部能量進行直接成形，大多需要在成形后進行再處理（烘干、燒結等）才能獲得最終的制品，這便限制了陶瓷材料在3D打印行業的推廣。然而陶瓷材料具有硬度高、耐高溫、物理化學性質穩定等聚合物和金屬材料不具備的優點，因此在航天航空、電子、汽車、能源、生物醫療等行業有廣泛的應用前景。

　　第五類：生物材料，主要包括生物醫用金屬材料、生物醫用高分子材料、生物醫用陶瓷材料和生物衍生材料。其中生物衍生材料是由經過特殊處理的天然生物組織形成的生物醫用材料，也稱為生物再生材料。生物材料在3D打印中的應用可以分為兩個領域，第一類是根據生物材料可降解、熔點低、具有生物特性、環保等特點而將之應用于食品加工、食品包裝等領域；第二類根據生物材料的可再生性、組織相容性和誘導性、力學順應性及降解順應性而被廣泛應用于醫學領域，生物材料在醫學領域的應用可以分為假體的制造，細胞三維間接組裝制造和細胞三維的直接制造三個層次。

　　第六類：橡膠材料，橡膠類材料具備多種彈性材料特征，如肖氏A級硬度、斷裂伸長率、抗撕裂強度和拉伸強度，使其非常適合應用在要求防滑或柔軟表面的領域，如消費類電子產品、醫療設備和汽車內飾等。

　　第七類：砂石材料，主要為石英砂。在3D打印中，根據它的傳統功能和特性，砂石材料主要應用在建筑當中，制造一些建筑材料或構造。低成本、高效率以及環保是砂石材料在3D打印建筑領域的優點。

　　第八類：石墨烯材料，是一種以sp雜化連接的碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結構的新材料。石墨烯材料具有優異的光學、電學、力學特性，可用于替代各種傳統材料，被認為是一種未來革命性的材料。隨著石墨烯制備水平的發展和石墨烯應用技術水平的發展，石墨烯材料能夠應用在更多的下游產品和領域中。根據中國科學院預計，到2024年前后，石墨烯器件有望替代互補金屬氧化物半導體器件，在納米電子器件，光電化學電池、超輕型飛機材料等研究領域得到應用。

　　第九類：纖維素材料，是一種由葡萄糖組成的大分子多糖，不溶于水及一般有機溶劑。纖維素是植物細胞壁的主要成分，是自然界中分布最廣、含量最多的一種多糖，占植物界碳含量的50%以上。研究人員一直致力于開發使用纖維素進行3D打印的方法，目前已有了一些突破。纖維素材料還存在一些不足，比如其成本高、擴展性差以及和塑料結合會產生污染物等。

　　3D打印技術主要分為桌面級和工業級兩種。桌面級3D打印機是3D打印技術的初級階段，能夠很直觀地闡述3D打印技術的工藝原理。由于桌面級3D打印機價格相對便宜、攜帶方便、易于操作等，因而其應用主要集中于家庭、辦公等場所。工業級3D打印機主要分為快速原型制造機和直接產品制造機兩種。工業級3D打印機在批量生產模具、金屬零部件等方面，能更好的滿足高精度、短時間的制作要求。工業級3D打印機借助計算機控制激光或電子束，可以打印出傳統機械加工無法完成的復雜精密結構，并且免去了不必要的制造工序，實現對材料的充分利用。

　　3D打印技術的出現降低了產品制造的復雜程度，擴大了生產制造的范圍，縮短生產制造的時間，提高了生產效率，提高原材料的利用率，提高產品規格的精確度。同時，3D打印技術滿足了客戶個性化定制的需求，可以開發出更加豐富多樣的產品。

　　我國3D打印行業當前也存在著一些不足。由于技術水平和裝備等級的局限性，我國的3D打印企業目前僅能進行少批量、小尺寸的零部件加工制造，難以代替大規模、大批量的加工制造。另一方面，一直困擾我國的3D打印材料短缺的問題還沒有解決，主要的材料來源仍然依賴從美國進口，使我國數量本就不多的3D打印企業又要面臨高昂的成本壓力，限制了我國3D打印行業的規模和應用范圍。

　　3D打印行業是十分具有前景的行業。隨著世界人口的不斷增加，對住房的需求量會持續增加，這勢必將導致未來房屋建造高度的提升。房屋建造高度的提升將大大提高對建造技術、人工和材料標準的要求；同時，建造的風險也會呈指數式增加。成熟的3D打印房屋技術可以規避人工建造高樓的風險，降低建造高樓的難度，提高建造高樓的效率。另一方面，隨著人類對宇宙的不斷探索以及科技的不斷進步，使未來在其他星球建立基地或移民的計劃成為可能。成熟的3D打印技術可被應用在未來的"星際殖民"活動中，來滿足宇航員在星際中的制造需求，還能降低星際間相關活動的籌備難度。

　　3D打印技術的應用當然不會只局限于現在被大家所熟知的這些。未來此行業所隱藏的價值，還有待于開發。