1980年代早期,工程師查科赫爾有了一個想法:開發一台能夠列印看得見、摸得著實體物品的設備。他寫代碼,告訴機器如何完成每一層切割。到了80年代中期,一個能工作的3D列印機出現了。
赫爾到各企業展示,獲得回響。特別是在底特律,那時美國汽車工業遠遠落後於日本,急需秘密武器,3D列印機恰如其願:工程師不需把設計圖送去模具間,製造周期縮短了數月。
3D列印機不是單獨一個人的發明。卓瑞思皮爾斯是其中一個,他說:「任何可製造的東西,將能在任何地點製造出來,包括一枚地雷或一朵玫瑰。」
傳統製作產品的方式,是選取金屬、木材或其他原材料,裁剪、烙印、鑽孔或切削成想要的形狀。另外,是把液化金屬或塑膠倒進模具,冷卻後製出成品。
3D列印顛覆傳統,它透過堆砌刀鋒般纖薄的多層材料,形成立體形狀,逐層打造。從此,工廠不用再裝備金屬印壓機、切割車床或射出成形模具。
3D列印機與辦公室的文 件列印機幾乎沒有任何相似處。它主要有兩個部分:列印頭和「鑄模托盤」,後者裝有光滑粉末微粒材料,如粉末狀不鏽鋼或塑膠。
列印頭包含一個熱源或幾個噴射口,熱源分為鐳射頭或電子束,能熔化粉末材料;噴射口則以一種精準模式向粉末材料噴射凝膠劑。在這個物體的成型過程中,凝膠劑能夠像膠水一樣粘合粉末材料。