當(dāng)前，關(guān)于3D打印的報(bào)道遍布報(bào)紙、網(wǎng)絡(luò)、電視等媒體，那么，何為3D打印呢？要了解這些，我們先得從快速原型講起。
快速原型（rapid prototyping，RP）也稱為快速成型，其概念早在1892年就提出了，當(dāng)時(shí)Blanther主張用分層方法制作三維地圖模型。1979年東京大學(xué)的中川威雄教授，利用分層技術(shù)制造了金屬沖裁模，成型模和注塑模。20世紀(jì)70年代末到80年代初，美國3M公司的Alan J.Heber（1978年）、日本的小玉秀男（1980年）、美國UVP公司的Charles W. Hull（1952年）和日本的丸谷洋二（1983年），各自獨(dú)立地首次提出了rapid prototyping的概念，即利用連續(xù)層的選區(qū)固化制作三維實(shí)體的新思想。Charles W. Hull在UVP的資助下，完成了個(gè)RP系統(tǒng)——Stereo Lithography Apparatus（SLA）。1986年該系統(tǒng)獲得專利，這是RP發(fā)展的一個(gè)里程碑。隨后許多與快速原型相關(guān)的概念、技術(shù)及設(shè)備也相繼出現(xiàn)。
盡管快速原型工藝很多，但都采用了離散——堆積成型原理，即先在計(jì)算機(jī)里設(shè)計(jì)好實(shí)體的三維CAD模型，并且通過專用軟件將模型Z向離散分層，然后計(jì)算機(jī)按切片層面信息控制成型機(jī)動作，逐層加工層面并將層面與上一層（或基礎(chǔ)）粘接，如此層層堆積成與CAD模型外形一致的實(shí)體。如圖1所示。

早期的快速原型技術(shù)由于受材料、工藝以及設(shè)備性能等限制，所擅長處理的材料只限于樹脂、蠟、某些工程塑料和紙等幾類，所成型的實(shí)體強(qiáng)度和精度都與實(shí)際應(yīng)用要求有較大的差距（包括非金屬件以及金屬件），因此一般只應(yīng)用于在產(chǎn)品開發(fā)過程，即用于制造物理原型件，因此RP初是作為復(fù)雜形狀構(gòu)件原型的成形方法出現(xiàn)的，這也是“快速原型”概念的來由。盡管如此，由于該技術(shù)能在無需任何模具、刀具和工裝卡具的情況下，直接根據(jù)產(chǎn)品CAD數(shù)據(jù)，快速制造出新產(chǎn)品的樣件、模具或模型是，能大大縮短零件的加工周期并降低產(chǎn)品的研制成本，對促進(jìn)企業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新、提高產(chǎn)品競爭力有積極的推動作用。因此，快速原型亦被稱為快速成型。
但是，近十年來，隨著快速原型設(shè)備技術(shù)的逐步升級，已能處理越來越多的材料，并且成型件的力學(xué)性能越來越好，精度也越來越高，快速原型技術(shù)逐漸具備了直接制造功能性零件的能力。于是，采用快速原型這一術(shù)語已不足以表達(dá)這種制造方法的新應(yīng)用了。2009年，在美國ASTM（American Society for Testing Materials）框架內(nèi)成立的一個(gè)技術(shù)委員會F42，決定采用一個(gè)新術(shù)語來取代快速原型，這一術(shù)語就是增材制造（addictive manufacturing，AM）其定義為：一種與傳統(tǒng)的材料卻除加工方法截然相反的，通過增加材料、基于三維CAD模型塑據(jù)，通常采用逐層制造方式，直接制造與相應(yīng)數(shù)學(xué)模型完全一致的三維物理實(shí)體模型的制造方法，目前該術(shù)語已被國際學(xué)者普遍接受。
然而，增材制造這一術(shù)語目前更多地應(yīng)用在學(xué)術(shù)領(lǐng)域，在更廣泛的社會領(lǐng)域以及公眾場合，一個(gè)更為通俗形象的術(shù)語——3D打?。?D Printing，3DP）則被更廣泛地采用。3D打印的概念早由麻省理工學(xué)院于1995年提出，當(dāng)時(shí)僅指在原有噴墨打印技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)的，使用打印噴頭將黏結(jié)劑噴涂于粉末上，將粉末層層粘接成型的快速原型技術(shù)，但1996年，Stratasys公司的Genisys型、3D Systems公司的Actua 2100型以及Z Cororation公司的Z402型快速原型設(shè)備相繼推出，與此同時(shí)，3D打印機(jī)這一術(shù)語次用于指代快速原型設(shè)備。此后，3D打印的概念漸漸為公眾所接受，2012年4月出版的英國《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》雜志推出了“第三次工業(yè)革命”的專輯，撰稿人Paul Markillie指出，3D打印所導(dǎo)致的社會化制造將會成為顛覆現(xiàn)在工業(yè)的新模式，推動第三次工業(yè)革命的到來，這里所指的3D打印已泛指所有的增材制造設(shè)備；而在2012年10月成立中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的會議上，眾多專家都已將3D打印與增材制造概念等同起來。
實(shí)際上，3D打印所涵蓋的眾多工藝中，如激光選區(qū)燒結(jié)、激光選區(qū)熔化、熔融沉積成型、疊層實(shí)體制造等，人們更關(guān)心的是那些能直接制造終端產(chǎn)品的工藝，為區(qū)別于某些僅能制作原型件的工藝，3D打印直接制造的概念，用于專門指代那些能直接制造終端產(chǎn)品或近終端產(chǎn)品的3D打印工藝，如圖2所示。

傳統(tǒng)上，零件成型的方法主要可歸納為兩大類：一類是其成型過程中以減少特征，通過各種方法將零件毛坯上多余的材料卻除，從而得到所需零件；另一類是材料的質(zhì)量在成型過程中基本保持不變，如通過各種壓力成型方法以及各種鑄造方法得到的零件。但隨著人類生活水平不斷提高和科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展，產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度不斷加快，傳統(tǒng)零件成型方法已無法滿足需快速響應(yīng)多品種單件小批量生產(chǎn)的市場需求；此外，傳統(tǒng)零件制造方法存在大量的材料和能源浪費(fèi)，不利于國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，迫切需要發(fā)展節(jié)能、節(jié)材的綠色制造技術(shù)。3D打印直接制造為零件成型開拓了一條全新的路徑，并能完全克服傳統(tǒng)制造工藝的缺陷，在國民經(jīng)濟(jì)中的地位已變得越來越重要，正如《第三次工業(yè)革命》一文所言，3D打印直接制造已引發(fā)并正在第三次工業(yè)革命。
3D打印直接制造的目標(biāo)是直接制造終端產(chǎn)品，即直接制造出滿足使用要求的功能性零件。但是鑒于目前完全采用3D打印技術(shù)而不需要任何后處理即可制造出可滿足使用要求的3D打印工藝幾乎沒有，那些接近實(shí)現(xiàn)3D打印直接制造功能性零件目標(biāo)的3D工藝也列入其研究范圍。因此，在這里定義3D打印直接制造技術(shù)的特征如下：①以采用離散——堆積為主要原理，零件的制造以逐層增材為主要特征。②成型件是直接面向應(yīng)用的，其主體材料成分在成型后不發(fā)生改變。③成型件的機(jī)械不經(jīng)后處理或僅需簡單輔助性后處理即能滿足直接使用要求。④成型件的精度不經(jīng)后處理或僅經(jīng)簡單輔助性后處理即可滿足直接使用要求。

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