前言

有这么一种打印机，它可以打印出会飞的飞机、可骑的自行车，或是一块能吃的蛋糕、能穿的衣服与鞋子。这将深刻影响现代生产、生活的诸多领域，以后在网络淘宝的时候，收到的货物不需要任何包装，因为任何物品都是一堆数据，只要通过家里的打印机就可获得想要的物品，这种打印机就是神奇的3D打印机。

从2001年的《星际迷航》到最近热播的《生活大爆炸》，都不约而同地选中了神奇的3D打印技术，从虚幻地打印食品到打印人体，再到现实地打印玩偶，3D打印在影片中都成为一个吸引眼球的新宠。其实，在工业制造领域，各式各样的3D打印机已经悄悄成为快速加工的主力军，走下神坛进入寻常百姓家更是技术发展的趋势。3D打印在降低成本，简化操作后会逐步走进人们的生活。

3D照相馆、3D打印生日蛋糕，当3D打印以“新、奇、特”的形象出现在人们身边的时候，总给人一种“雷声大、雨点小”的感觉。的确，昂贵的打印设备和配套材料让人们难以接受，用户更关心的是“花小钱办大事”，而不会因为是3D打印的，就慷慨解囊。只有随着3D打印设备生产技术的成熟，特别是打印耗材价格的大幅下降，3D打印能真正地打印出物美价廉的产品的时候，3D打印才能真正进入到人们的生活中，彻底地改变生产加工行业和商品销售行业。

技术的进步无人能挡，就如从“三转一响”到家用轿车、智能空调、QQ和微信一样，不到60年，技术就已经彻底改变了人们的生活。从笨重的386计算机到现在轻便的移动4核处理器终端，从声嘶力竭的人工电话到现在实时动态的视频聊天，技术已经以迅雷不及掩耳之势发展起来。虽然有许多个人隐私被无理曝光，网络银行账户密码被窃取，但人们也还是情愿或不情愿地接受着新技术带来的便利。这是人类社会发展的趋势，推陈出新。3D打印正以排山倒海之势，推动着现代的传统加工领域向前发展。从发展的规律来看，如果传统加工业不会随着人类社会的发展而终结，那么一定会出现新的加工方式和模式，3D打印已经露出端倪。

从3D Systems, Stratasys 3D等一大批3D打印设备制造商的崛起，到Shapeways, Sculpteo等3D打印领域服务商的壮大，3D打印不论在大型复杂制造还是追求品质的私人定制方面都已经取得了巨大成就。就在工业级3D打印发展如火如荼之际，桌面级的3D打印设备也开出了“白菜价”。太尔时代UP! mini 3D打印机已经跌入万元以内，这和刚进入家庭应用时的计算机、移动电话相比，已经非常便宜了。一个好汉三个帮，3D打印机也孤掌难鸣，配套的设计软件、能实现实物三维数据转换的扫描设备，都需要同步跟进。其实，诸如Autodesk等研发销售三维处理软件的公司早已做好了准备，推出了许多家庭版本。在耗材方面，从工程ABS塑料到碳素纤维，也已经推出了琳琅满目、五彩斑斓的3D打印原料。3D打印技术的推广应用可谓万事俱备。

3D打印不能一口吃成胖子，是因为技术的“双刃剑”现象再次现身，知识产权保护、法律责任界定等问题也伴随着3D打印的普及凸显出来。3D打印将制造过程从工厂迁移到家庭，这意味着，一件设计作品很可能只有一个订单，但因为它是以数据文件形式存在的，就如一部电影的文件，要复制和共享易如反掌。当然，除此之外还有不少问题需要解决，安全问题，比如如何防止私自打印枪支；高能耗问题，比如打印拳头大小的玩偶需要耗时数小时，并且打印头一直保持高温，这需要耗费大量的电力；粉尘污染问题，特别是采用金属耗材的3D打印机，超细的金属粉末会泄漏，形成粉尘污染，还有高温导致的塑料耗材挥发，也会污染空气。这些问题不妥善解决，必然会影响3D打印机的普及。

不管怎样，3D打印进入家庭，已指日可待。

在国家自然科学基金项目“节能无线认知传感器网络协同频谱感知安全研究”资金的支持下，特撰写拙作，以期抛砖引玉，为我国3D打印事业的发展尽一份微薄之力。

本书由郎为民、徐延军编著，解放军国防信息学院的胡文婕、陈凯、陈红、毛炳文、邹祥福、瞿连政、张锋军、余亮琴、张丽红、王大鹏、王昊、陈虎、张国峰、刘素清、夏白桦、陈于平参与了本书部分章节的撰写，蔡理金、高泳洪、王会涛、李官敏、陈林绘制了本书的全部图表。李建军、胡东华、靳焰、王逢东、任殿龙、孙月光、孙少兰、马同兵对本书的初稿进行了审校，并更正了不少错误，在此一并向他们表示衷心的感谢。

人民邮电出版社的李强老师作为本书的责任编辑，为本书的面世付出了辛勤的劳动，在此一并表示感谢人民邮电出版社对本书的出版给予了大力支持。

由于3D打印技术仍在发展之中，新的标准和应用不断涌现，加之作者水平有限，编写时间仓促，因而本书难免存在疏漏之处，恳请各位读者不吝指出，也可以发送邮件到wemlang@163.com。

谨以此书献给我聪明漂亮、温柔贤惠的老婆焦巧，活泼可爱、机灵过人的宝贝郎子程！

郎为民

2016年2月于武汉