从自然之理到人造之物，无不体现着“制造技术”中的一些基本概念特征，或许我们今天要说的3D打印（3D printing），正是查克·赫尔（Chuck Hull）通过对大自然的行为的观察思考最终得到的启发呢。

图1-14ChuckCharles Hull先生12

赫尔先生现年80岁，仍在担任3D系统首席技术官，36年前（1983年），他首次创造了一种崭新的印刷方法（立体平版印刷），也就是现在的3D打印前身。当时，他正在为一家公司工作，这家公司利用紫外线在桌面和家具上涂上薄薄的塑料贴面。与行业内的其他人一样，令赫尔感到沮丧的是，生产原型新产品设计的小型塑料部件需要的时间很长，大概要两个月之久。

赫尔想到，如果他能将数千层薄薄的塑料堆积放置，然后用光蚀刻每一层塑料的形状，多层堆叠他就能够形成3D物体。经过一年的时间后，他在自己的实验室里改进了想法。之后，他开发了一个系统，将光线照进光致聚合物——一种在光线照射时从液体变成塑料样的物质——的桶中并跟踪物体的某个水平的形状，然后层层照射固化“打印”直到获得一个完整的三维物件出现在桶中。

图1-15查克·赫尔申请的3D打印技术专利

事实上，赫尔关于“3D打印”的构想与前面讲到的“堆积”型的3D打印技术略有不同，打印所需的材料在打印开始前已经“层层铺好”，等待它们的是层层“固化”塑形，而不是像我们常见的那样，一层层砌起来。在本书的后续章节，大家便会了解到，赫尔发明的3D打印技术正是SLA（StereoLithography Apparatus，液态树脂固化或光固化）3D打印技术。

到这里，赫尔并没有停止对这种新技术的推广和研究，84年他为此申请美国专利，并在1986年获得有史以来第一件结合电脑绘图、固态激光与树脂固化技术的3D打印技术之专利证书。同年，赫尔也在加州成立了业界知名的3D Systems公司，大力推动相关的业务。

图1-163D Systems第一台商用SLA 3D打印机原型

当赫尔最初提出自己的发明时，他曾告诉自己的妻子，一项技术进入千家万户服务于大众之前，需要25到30年的磨合改进期。事实上，从3D打印的概念被提出到目前3D打印技术在世界范围内已经有了广泛的应用，赫尔的想法是比较正确的。1996年，德克萨斯州维尔福尔医疗中心的外科医生为一对连体双胞胎实施分离手术，尽管他们原以为手术仅能保证一个女孩有行走能力，但当他们使用3D打印技术建模观察女孩骨骼结构时，发现她们的大腿骨比预期的要大，可以安全分离，并实施手术保证了分离后两人都可以正常行走。当赫尔知晓这场手术后，他感慨地说道：“如何分离这对连体双胞胎并保证两人都能术后正常行走，这对外科医生来说困难异常，当这些手术因为首先使用我们的技术而帮了大忙时，我真的很感动。”

从赫尔的时代，3D打印技术便一直在积极发展着：

1984年7月16日，Alain Le Méhauté，Olivier de Witte，和Jean Claude André为一种3D打印方法提交了专利。但是法国通用电气公司（现为Alcatel-Alsthom）和CILAS（激光联合会）认为这项专利“缺乏商业视角”，因此放弃了申请。

1986年，查尔斯.赫尔提出了自己的3D打印技术，获得了专利，并成立了3D Systems公司，开发了第一台商用3D打印机。

1988年，斯科特.克伦普研发了一种新的3D打印技术（FDM），并于1989年成立了Stratasys公司。迄今为止大多数3D打印机仍在使用这种技术。

1993年，麻省理工学院获得了“三维打印技术”的专利，该技术类似于二维打印机中使用的喷墨印刷技术。

1995年，Fraunhofer研究所开发了选择性激光熔化工艺。

2012年，Filabot开发了一种用塑料封闭环的系统，允许任何熔融沉积建模（FDM）或熔丝制造（Fused Filament Fabrication，FFF）3D打印机能够使用更广泛的塑料进行打印。

2013年，NASA员工Samantha Snabes和Matthew Fiedler创建了大型、价格合理的3D打印机Gigabot的第一个原型，并推出了3D打印公司re:3D。

2018年，re:3D开发了一种使用塑料颗粒的系统，可以通过研磨废塑料制成。