最近的一则消息引起了3D打印爱好者们的广泛关注。Anker Japan于4月13日举办了“Anker Power Conference 22 Spring”发布会，发布了家用 3D 打印机“AnkerMake”和“AnkerWork”。
这款家用 3D 打印机计划于 2022 年冬季左右发布，名为“Anker Make M5”。喜欢在家做东西的人增加了，对家用3D打印机的需求也增加了。
一、3D打印技术的由来
3D打印技术是一种增材制造技术，特点是可以直接制作产品，快速成型。
与材料减少的减材制造技术不同，它不需要设计模具，减少了制作的固定成本和制造周期，而这种3D打印的技术，可以一层层地在原有基础上按需增加材料，使得物体直接被生产出来。
3D打印技术的思想起源于19世纪末的美国，由照相雕塑技术和地貌成型技术演化出3D打印技术的核心思想。
如上图所示，照相雕塑技术将要制作的物体图片打印出来，在有图像的地方涂上特制的药水，然后浸泡在有腐蚀效果的药水中，涂有特制药水的地方会被保留，保留下了有图像的部分。这就是后来的SLA技术的原型。
像等高线地形图一样，把物体的高度从下至上相同高度划线分割，再拼接起来。这种技术催生出了FDM熔融沉积技术，也是现在家用桌面级3D打印的主要应用的技术。
等高线地形图
3D打印技术的思想诞生于上上个世纪，实际机器诞生于上个一百年，在现在这个时代定将进入大规模应用。
二、3D打印机的应用
国际空间站：
在国际空间站中利用3D打印技术进行打印，而这一台生物打印机就曾上过太空。
曾上过太空的Organaut生物打印机
航天科技：
美国宇航局的工程师们利用3D打印技术打印出火箭喷射器，并对它的一些基本性能进行测试。
美国宇航局正在测试由3D打印出的火箭喷射器
医学领域：
3D打印技术在医学领域也有所涉及。
3D打印胸腔
3D打印手掌
三、3D打印机原理介绍
由下表可知现有3D打印技术的基本类型以及使用的基本技术和基础材料。
3D打印机基础类型和使用材料
这里只着重介绍两种技术，第一个是现在应用较为广泛的FDM熔融沉积式技术。
这种技术是现有的桌面级3D打印机用的较多的技术。其技术原理是将热塑性材料通过打印机的喷嘴，使得材料在喷嘴上刚好融化，在到达置物平台上时又由于遇冷而快速凝固成型，分层次地进行一层层的打樱所以对于机器喷嘴上的温度控制变得尤为关键，当温度较低时，材料不被融化，会堵塞喷嘴，无法正常工作，当温度过高时，又会不易冷却成型，打印出的物体会产生形变。
FDM的打印材料包括热塑性材料：包括PLA、ABS、人造橡胶、石蜡等。他最大的优势就是成本相对较低，无需庞大而复杂的激光光照凝固树脂，节约了成本，这一优势也有助于其小型化发展，对于家庭用，或者小型的工作室来说非常友好，节约使用时的占地空间。
在实际的使用中，这种FDM技术的3D打印机由于喷嘴的大小，喷嘴温度的控制等限制，打印的速度以及精度都被大大的限制了，这也是现今桌面级3D打印机比拼的关键要素。而且由于恒温系统的限制，打印出的成品很容易出现尖刺状的粘连。每层的边缘容易出现由于分层沉积而产生的“台阶效应“，而且连续使用太久的时间，喷嘴容易过热而损坏。这些原因导致FDM的桌面级3D打印机的成品精度通常为0.1～0.3毫米。相对SLA技术层间距控制到75微米级别来说不算特别精密。
“台阶效应“
其二是SLA立体平板印刷技术，是精度较高的一种3D打印技术。SLA是立体光固化成型法的英文简写形式，全拼Stereo lithography Appearance。
1986年美国博士查克赫尔（Chuck Hull）在其一篇论文中提出使用激光找色光敏树脂表面，并固化制作三维物体的概念。
3D打印机发明家 查克赫尔（Chuck Hull）
其工作原理，如下图所示：在机器的最外面有一台激光发射装置，装置会通过两个振镜来调节光斑的大小以及光照的位置。通过透镜聚集后通过反射镜打在托板上。液槽流出的光敏树脂被光照射后就凝固在了托盘上，此时可升降的工作台下降一层，光敏树脂没过一些第一层，在对第二层进行光照，打印出第二层的图案，依次进行一层层的打印，最后形成成品。
SLA技术的优势非常的明显，首先是这种技术由照相雕塑技术发展而来，已经具有成熟的技术工艺。
二是可以使用激光进行制作成型表面质量佳，精度高（在0.1mm左右）；
三是打印材料多种多样，可根据自身需求从中挑选出最合适的材料；
四是无需传统加工一般的复杂手续直接一次成型！
SLA的劣势在于，需要精密的激光系统，所以每一台仪器的造价昂贵，且维护费用很高；使用的光敏树脂具有毒性和气味，需密闭环境，对环境有要求不太适合家庭用；需要会3DMAX或者CAD等设计软件，对操作水平有要求，要有一定的专业度。
经典产品是美国的Formlabs Form3
如下图是他们的激光组件，他们的仪器与传统的SLA技术的打印机不同，激光是由下至上的，这避免了液槽内需要大量存储树脂的麻烦，节约材料。而且其独有的柔性托盘让组件可以更好地被分离下来，解决了传统SLA的技术难题。
不可否认，现在的3D打印机还存在着打印速度慢，打印精度不高，打印喷嘴易损坏等诸多缺点。而且桌面级的打印机也绝大部分使用的FDM熔融沉积技术，其他技术的机器还有着场地、成本等限制。但是对于自己爱动手制作的人来说，家庭桌面级3D打印机是一个非常好用的必不可少的工具。随着技术的不断进步和市场的进一步开发，各种不同技术，打印材料更加多样且适合家庭使用的3D打印机将会出现！
