3D打印技術(shù)自誕生以來經(jīng)歷了將近30年的發(fā)展，而美國(guó)消費(fèi)電子展也就是我們常說的CES，已經(jīng)將近50歲了。在2010年，3D打印開始被大眾媒體廣泛關(guān)注，3D打印走到公眾面前也就是五年的時(shí)間。3D打印是一個(gè)涉世未深的小伙子，而CES則見證了消費(fèi)電子的興衰。現(xiàn)在他們攜手，共同來到了上海。

CES與3D打印5年攜手 一朝開啟亞洲之門

●SLA技術(shù)、3D Systems與查克·赫爾

現(xiàn)在我們通常說的3D打印技術(shù)，是在2010年大眾媒體普遍報(bào)道之后所采用的叫法，在過去他被稱為“增材制造”。傳統(tǒng)的車、銑、刨、磨、鉗的制造工藝，是把整塊的材料切削、打磨，去除多余的部分，成為一個(gè)模具；而增材制造剛好相反，是從細(xì)小的粉末或者液體中做加法，集合成整體。

傳統(tǒng)制造（上）與增材制造（下）

大約32年前的1983年，查克·赫爾，也就是現(xiàn)任的3D Systems首席技術(shù)官和聯(lián)合創(chuàng)始人，在使用紫外線照射桌面漆的時(shí)候，萌生了使用加法的方式制作產(chǎn)品原型的想法。隨后他為這種技術(shù)申請(qǐng)了專利，并于1986年3月被美國(guó)專利商標(biāo)局（USPTO）以專利號(hào)4 575 330審核通過，專利名稱為“通過立體平板印刷（SLA）方式制造三維物體的裝置”。SLA技術(shù)被認(rèn)為是最早誕生的商用3D打印技術(shù)，因此查克·赫爾也被冠以“3D打印之父”的美譽(yù)。

“3D打印之父”查克·赫爾

SLA專利4 575 330發(fā)明者：查爾斯·W·赫爾

關(guān)于最早的SLA 3D打印機(jī)的誕生，有這樣的故事：赫爾在自家的實(shí)驗(yàn)室中研究SLA3D打印機(jī)，試制出了原型并且打印出了一個(gè)杯子。在他的妻子熟睡的時(shí)候，赫爾激動(dòng)地把她叫醒，向她展示這一革命性的發(fā)明。這個(gè)故事就像是我們兒時(shí)聽到的愛迪生試用一千種材料發(fā)明電燈泡、諾貝爾從爆炸的實(shí)驗(yàn)室中發(fā)明炸藥一樣，僅僅是一個(gè)流傳甚廣的傳說。

3D Systems早期的SLA原型機(jī)

在SLA專利權(quán)被授予查克·赫爾的同年，他在美國(guó)加利福尼亞州建立了3D Systems公司，并且在1987年推出了第一款SLA技術(shù)的3D打印機(jī)——SLA-1。這個(gè)時(shí)候的SLA 3D打印機(jī)體積龐大、價(jià)格昂貴，在降低制造成本上并沒有什么優(yōu)勢(shì)。而赫爾對(duì)此早有先見之明，在1986到1987年間，赫爾申請(qǐng)了多項(xiàng)相關(guān)專利，包含多種能夠固化的材料、將三角模型（也就是STL文件）轉(zhuǎn)化為可打印方式、切片、以及照射材料曝光方式等SLA技術(shù)的細(xì)節(jié)。這些專利成為保護(hù)3D Systems繼續(xù)SLA研發(fā)的長(zhǎng)城。

3D Systems第一款商用SLA 3D打印機(jī)SLA-1

在3D Systems公司，赫爾擔(dān)任首席技術(shù)官（CTO）職務(wù)，繼續(xù)引領(lǐng)SLA技術(shù)進(jìn)化。而SLA的3D打印機(jī)更新迭代的趨勢(shì)，就是速度更快，精度更高。在2014年，查克·赫爾因?yàn)榘l(fā)明SLA 3D打印技術(shù)，并且是STL數(shù)字文件的聯(lián)合發(fā)明者，進(jìn)入美國(guó)發(fā)明家名人堂。這個(gè)名人堂成員包括我們熟知的托馬斯·愛迪生、亨利·福特、阿爾伯特·愛因斯坦和史蒂夫·喬布斯等人。

2014年查克·赫爾進(jìn)入美國(guó)發(fā)明家名人堂

現(xiàn)在，SLA 3D打印技術(shù)普遍應(yīng)用于牙科、醫(yī)療、珠寶、教育、娛樂和制造行業(yè)。就在SLA技術(shù)誕生之初，也是美國(guó)，在德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校，3D打印的另一個(gè)分支技術(shù)——SLS正在孕育之中。

第2頁(yè)：SLS技術(shù)、德州大學(xué)與戴卡德

●SLS技術(shù)、德州大學(xué)與戴卡德

SLS誕生于德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校（以下簡(jiǎn)稱德州大學(xué)奧斯汀分校）。在1981年，讀大一的卡爾·戴卡德在一家工廠做暑期實(shí)習(xí)，接觸到當(dāng)時(shí)還非常罕見的3D CAD工業(yè)設(shè)計(jì)。他認(rèn)為，從CAD文件直接生產(chǎn)模具來取代手工，可能會(huì)有廣闊的市場(chǎng)。接下來的大學(xué)生涯，戴卡德就和CAD直接制造的研究相伴相生了。

左起：卡爾·戴卡德、喬·畢曼和保羅·福德海斯
在他們背后是SLS技術(shù)批量3D打印的學(xué)校標(biāo)志性建筑德大校塔

到大四那年的1984年，戴卡德發(fā)現(xiàn)用激光、電子束一類的高能射線燒結(jié)粉末成型的可行性。助理教授喬·畢曼博士也發(fā)現(xiàn)了這其中蘊(yùn)含的商業(yè)價(jià)值，接收戴卡德為研究生并共同開展SLS技術(shù)研究。

在研究生課題中，戴卡德同樣經(jīng)歷計(jì)算誤差、研究經(jīng)費(fèi)不足等諸多問題，直到1986年才完成初步的實(shí)驗(yàn)原型機(jī)，能夠用SLS打印塑料模具。不過這對(duì)于戴卡德來說已經(jīng)是一個(gè)巨大的進(jìn)步，既證明了SLS 3D打印技術(shù)制造模具的可能，又幫助他順利獲得了碩士學(xué)位。

戴卡德在實(shí)驗(yàn)室中做出的第一個(gè)SLS原型機(jī)Betsy

第一個(gè)SLS 3D打印的模具

下一步就是SLS技術(shù)的商業(yè)化。時(shí)任德州大學(xué)奧斯汀分校工程學(xué)院副院長(zhǎng)保羅·麥克盧爾，與奧斯汀當(dāng)?shù)厣倘斯�羅德·布萊爾找到了戴卡德，共同成立了SLS技術(shù)公司諾瓦自動(dòng)化，SLS技術(shù)就此走上商業(yè)化應(yīng)用的道路。在SLS商業(yè)化研究中，戴卡德也憑借這項(xiàng)研究于1988年拿到博士學(xué)位，而另外兩位教授戴夫·波雷爾和喬·巴洛，在金屬材料、激光技術(shù)、聚合物上給諾瓦自動(dòng)化提供了大量的咨詢和幫助。

1987年的剪報(bào) 報(bào)道了諾瓦自動(dòng)化“革命性”的3D打印技術(shù)
報(bào)道人物為戴卡德（左）和畢曼（右）

到1989年，麥克盧爾在華爾街的募資屢屢碰壁，不過最終還是從化學(xué)與航空工業(yè)巨頭古德里奇（Goodrich Corp.）公司拿到了后續(xù)的投資。麥克盧爾成為總裁，而公司則改名為DTM，意味“桌面制造”，與當(dāng)時(shí)媒體廣泛稱呼的“桌面打印”相對(duì)應(yīng)，那時(shí)還沒有“3D打印這個(gè)字眼”。繼續(xù)融資的成功，讓幾個(gè)人興奮不已，此時(shí)他們尚未有任何可以售賣的商業(yè)化的SLS 3D打印機(jī)，而技術(shù)的研究還要繼續(xù)。換句話說，就是他們非常需要錢。

DTM公司從奧斯汀科技孵化器中孵化

直到1990年，DTM推出了第一臺(tái)商業(yè)化的SLS 3D打印機(jī)——125s。這種機(jī)器一共造了四臺(tái)，并且在底特律的汽車制造展會(huì)上廣受認(rèn)可。

第一批商業(yè)化的SLS 3D打印機(jī) 圖中有2臺(tái)另外還有2臺(tái)

接下來的幾年中，DTM經(jīng)歷了一些專利風(fēng)波，和我們常見的被收購(gòu)、被轉(zhuǎn)賣的商業(yè)運(yùn)作。在2001年，DTM被賣給3D Systems，也就是我們上文提到的SLA技術(shù)的擁有者。在收購(gòu)之前，3D Systems是DTM和SLS技術(shù)最大的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手；收購(gòu)之后，3D Sysmtes獲得了SLS技術(shù)的大量專利和市場(chǎng)。直到現(xiàn)在，我們?cè)?D Systems的生產(chǎn)型3D打印機(jī)上仍然能看到SLS技術(shù)，SLS也是標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)級(jí)3D打印技術(shù)的代表。

3D Systems現(xiàn)有的生產(chǎn)型SLS 3D打印機(jī)ProX 500

而在SLS技術(shù)的應(yīng)用上，英國(guó)頂級(jí)吸塵器制造商戴森是最早的使用者之一，借助SLS 3D打印技術(shù)來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品原型的快速迭代， 實(shí)現(xiàn)最終上市產(chǎn)品的完美制造。而大型客機(jī)制造商波音公司，也計(jì)劃使用更多的SLS技術(shù)制造飛機(jī)零部件，來改進(jìn)飛機(jī)的幾何外形。

 
戴森工程師在圣誕節(jié)給吸塵器手柄加特技 用3D打印支架做了一刻吸塵器圣誕樹

在兩個(gè)工業(yè)級(jí)的技術(shù)之后，我們?cè)賮砜戳硪粋�(gè)技術(shù)——FDM的起源。盡管FDM最早也是出于工業(yè)制造的需求誕生，現(xiàn)在我們看到的絕大多數(shù)桌面3D打印技術(shù)，仍然還是FDM的。FDM技術(shù)是普通大眾近距離接觸3D打印的使者。

第3頁(yè)：FDM技術(shù)、RepRap與鮑耶爾

●FDM技術(shù)、RepRap與鮑耶爾

FDM技術(shù)的發(fā)明人是斯科特·科倫普，他于1989年發(fā)明并且為FDM技術(shù)申請(qǐng)了專利。與妻子麗莎·科倫普一起，他們創(chuàng)建了Stratasys公司，而Stratasys也是現(xiàn)在世界3D打印巨頭之一。不過我們現(xiàn)在看到的多數(shù)桌面FDM 3D打印機(jī)，則起源于英國(guó)的一個(gè)開源硬件項(xiàng)目——RepRap。

阿德里安·鮑耶爾和RepRap項(xiàng)目

RepRap項(xiàng)目在2005年由英國(guó)巴斯大學(xué)高級(jí)講師阿德里安 鮑耶爾發(fā)起。身為一個(gè)化學(xué)工業(yè)系講師，鮑耶爾發(fā)起RepRap的目的就是制作一套可以自我復(fù)制的3D打印機(jī)——讓RepRap打印出大部分自身的零部件，從而可以以極低的成本再組裝一臺(tái)。

RepRap可以3D打印自己的連接部件

盡管有一些流傳的說法，認(rèn)為鮑耶爾發(fā)起RepRap的目的是實(shí)現(xiàn)低成本的家庭制造，但是我們?cè)诎⒌吕锇驳牟┛椭锌吹搅怂�的澄清。他是一個(gè)堅(jiān)定的開源支持者，而發(fā)起RepRap的目的也是為了開源，只不過3D打印剛好是一個(gè)理想的選擇。RepRap遵循GNU通用許可協(xié)議，這是一個(gè)在開源軟件中通行的許可協(xié)議，意味著任何一個(gè)人有權(quán)使用、學(xué)習(xí)、分享和修改RepRap的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，而代價(jià)就是必須聲明其他人有同樣的權(quán)利來做再次的修改和分發(fā)。鮑耶爾在RepRap開源硬件上使用GNU通用許可協(xié)議，就是他的探索。

GNU通用許可協(xié)議在開源軟件上通行

鮑耶爾認(rèn)為，“RepRap可以復(fù)制自己，非開源（也就是商品化）的3D打印機(jī)也可以制作RepRap，但是RepRap不能制作非開源的3D打印機(jī)。開源項(xiàng)目在再生和進(jìn)化上有巨大的優(yōu)勢(shì)。”

2005年，鮑耶爾通過巴斯大學(xué)，從英國(guó)工程和物理學(xué)研究委員會(huì)申請(qǐng)了項(xiàng)目資金，啟動(dòng)RepRap。到2008年，第一代RepRap 3D打印機(jī)“達(dá)爾文”成功打印出超過一半的自己的組件；在巴斯大學(xué)第一個(gè)RepRap的兒子也組裝完成。低成本自我復(fù)制被證明是可行的。

原RepRap 3D打印機(jī)（左）和自我復(fù)制的RepRap 3D打印機(jī)（右）

從那時(shí)開始，RepRap的腳步變得不可阻擋。三棱柱的“孟德爾”、“赫胥黎”相繼推出，并且在世界范圍內(nèi)傳播，引起人們的興趣。2012年，RepRap登上美國(guó)《連線》雜志，并且在大眾媒體上頻頻亮相，瞬間引爆大眾對(duì)3D打印的關(guān)注；而相關(guān)的上市公司也在股價(jià)上享受到紅利。

RepRap第三個(gè)版本“赫胥黎”

我們熟知的MakerBot最初也是開源硬件的，并且在RepRap社區(qū)有相當(dāng)?shù)膿碥O。只不過在2012年推出Replicator 2X的時(shí)候，MakerBot轉(zhuǎn)型向非開源商品化，當(dāng)時(shí)還引來一些開源支持者的不滿。我們認(rèn)為一個(gè)商業(yè)化公司的生存，必定伴隨對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的抉擇，而犧牲掉部分用戶是成長(zhǎng)的陣痛。

第4頁(yè)：CES：見證世界消費(fèi)電子興衰

●CES：見證世界消費(fèi)電子興衰

時(shí)間再回到48年前的1967年，國(guó)際消費(fèi)電子展（CES）第一屆，在美國(guó)紐約開幕。當(dāng)時(shí)的CES僅僅是芝加哥音樂秀場(chǎng)的分會(huì)場(chǎng)，如今CES已經(jīng)成為世界上最大的消費(fèi)電子設(shè)備展覽會(huì)。

1967年在美國(guó)紐約的第一屆CES展會(huì)

到1970年，索尼在當(dāng)年的CES上展出了首臺(tái)模擬磁帶錄放機(jī)，也就是我們常說的VCR。相信很多70后、80后在上個(gè)世紀(jì)90年代都有在錄像廳里流連忘返的經(jīng)歷，那時(shí)的錄放機(jī)通常就是索尼或者JVC的。

索尼磁帶錄放機(jī)

錄像帶是70后、80后的回憶

在1981年CES上，JVC和索尼公司聯(lián)合推出世界首款便攜式攝像機(jī)。在這之前，不管是肩扛式還是滑軌式攝像機(jī)，體積都非常巨大。仍然是上個(gè)世紀(jì)90年代，在各大旅游景點(diǎn)的人們手持柯尼卡或者柯達(dá)膠卷相機(jī)都頗為奢侈的時(shí)候，能有一臺(tái)索尼便攜攝像機(jī)簡(jiǎn)直被視為天外來客。

JVC便攜攝像機(jī)

在1985年，任天堂8位游戲機(jī)NES正式在美國(guó)CES上亮相。在這之前的FC，也就是我們常說的紅白機(jī)，本應(yīng)在1983年就出現(xiàn)在CES上，但由于任天堂的合同糾紛而被推遲。而90年代風(fēng)靡國(guó)內(nèi)的小霸王游戲機(jī)，其實(shí)是山寨FC的產(chǎn)物。

任天堂NES游戲機(jī)

小霸王游戲機(jī)

時(shí)間來到1996年，DVD作為由蘋果、微軟、Sun Microsystems、戴爾等公司聯(lián)合推出的新一代媒體存儲(chǔ)介質(zhì)，以傳統(tǒng)CD 7倍的容量和輕便，在CES上展示，并且理所當(dāng)然地取代了VHS錄像帶的地位。國(guó)內(nèi)在2000年前后，DVD熱潮又席卷大江南北，也帶動(dòng)了國(guó)產(chǎn)的步步高、金正、先科、萬利達(dá)等DVD播放機(jī)熱銷。

在國(guó)內(nèi)DVD取代了VCD和錄像帶

2001年，微軟前總裁比爾·蓋茨在CES上發(fā)表演講，推出Xbox游戲機(jī)，從此誕生了一批《光暈》、《FORZA》的忠實(shí)擁躉。在2002年微軟推出了Xbox Live服務(wù)，世界各地的玩家在游戲中跨越了語(yǔ)言的障礙，體會(huì)到合作和競(jìng)速的精神交流。

2001年比爾蓋茨在CES上發(fā)布Xbox

到了2005年，CES成為了世界上最大的電子展覽，擁有15萬人次的觀眾；到2011年，在160萬平方英尺的面積上，來自140個(gè)不同國(guó)家的1700多家展商展示了大約2萬種新品。CES已經(jīng)成為全球消費(fèi)電子行業(yè)的盛會(huì)。

第5頁(yè)：CES與3D打印5年攜手 開啟亞洲之門  

●CES與3D打印5年攜手 開啟亞洲之門  

3D打印與CES牽手，時(shí)間就晚了很多。在2010年，還是開源的MakerBot Cupcake CNC 3D打印機(jī)出現(xiàn)在CES展會(huì)上，對(duì)公眾來說還是一個(gè)很新鮮的事物。

MakerBot Cupcake CNC 3D打印機(jī)

2011年，在CES上仍然是MakerBot形單影只地成為3D打印的代表。盡管MakerBot新機(jī)Thing-o-Matic比上代產(chǎn)品能夠打印更大的尺寸，它也沒有引起太多人關(guān)注。一些網(wǎng)友把它稱為“很酷的小玩意兒”。

MakerBot Thing-O-Matic 3D打印機(jī)

到2012年，情況有所不同——RepRap登上《連線》雜志和一些有影響力的媒體版面，人們充滿好奇心地觀察這個(gè)能夠造物的“神器”。而在2012年的CES上，3D Systems第一次將美觀、完整、商品化的家用3D打印機(jī)帶到CES上，以3D@Home為主題展示了在家庭中使用3D打印機(jī)的可能。而MakerBot也帶著它的最后一代開源3D打印機(jī)MakerBot Replicator來到CES。那一年，一小部分人不再是驚嘆于3D打印的神奇，而是思考和實(shí)踐它能夠給生活帶來的改變。

3D Systems在2012年第一次向公眾展出的Cube家用3D打印機(jī)

在2013年，除了3D Systems和MakerBot之外，做3D 打印服務(wù)的Sculpteo也登陸CES。憑借一款自己設(shè)計(jì)iPhone背殼再3D打印的手機(jī)應(yīng)用3DPCase，Sculpteo獲得了CES最佳軟件和移動(dòng)應(yīng)用創(chuàng)新獎(jiǎng)。并且，有更多的個(gè)人和創(chuàng)業(yè)公司加入到3D打印的浪潮中來。

Sculpteo 3DPCase應(yīng)用設(shè)計(jì)和打印iPhone背殼

2014年的CES，對(duì)于3D打印來說是爆發(fā)的一年。在美國(guó)拉斯維加斯，CES首次設(shè)立3D打印技術(shù)展區(qū)，并且涉及3D打印食品、服裝、樂器、家居、醫(yī)療應(yīng)用、3D打印服務(wù)等跨行業(yè)的展品和應(yīng)用出現(xiàn)在CES展會(huì)上。Stratasys也攜帶商用型3D打印設(shè)備參展。

Stratasys帶著商用3D打印機(jī)和展品參展2014年CES

2015年，全彩的桌面3D打印機(jī)CubePro C出現(xiàn)在美國(guó)拉斯維加斯CES展會(huì)上；食品3D打印機(jī)、巧克力3D打印機(jī)出現(xiàn)在展會(huì)上；3D打印對(duì)普通大眾的影響力正在顯現(xiàn)。而CES上3D打印展區(qū)的面積擴(kuò)大到2014年的兩倍，并且有超過10家中國(guó)大陸和臺(tái)灣的廠商飛赴美國(guó)拉斯維加斯參展。臺(tái)灣的XYZprinting依靠母公司金寶集團(tuán)的制造優(yōu)勢(shì)，把3D打印機(jī)變得更便宜，更親民。

2015年CES上 3D打印展區(qū)面積是2014年的2倍

現(xiàn)在，CES來到中國(guó)上海，開啟亞洲之門。

CES即將來到上海 開啟亞洲之門

在國(guó)內(nèi)，在華北和西北從高校的工科和技術(shù)背景中走出的3D打印廠商，在珠三角地區(qū)從傳統(tǒng)2D行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展3D打印技術(shù)的廠商，在長(zhǎng)三角地區(qū)憑借進(jìn)出口優(yōu)勢(shì)發(fā)展海外3D打印市場(chǎng)的廠商，正在把3D打印技術(shù)和服務(wù)推向中國(guó)和海外。CES亞洲展，讓中國(guó)3D打印廠商與世界市場(chǎng)親密接觸，并且給國(guó)內(nèi)大眾提供了了解世界3D打印技術(shù)的理想機(jī)會(huì)。我們期待CES在亞洲的開幕。

(責(zé)任編輯：admin)

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