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層層堆疊的魔法：3D列印如何創造複雜形狀？
在過去四十年裡，3D列印技術經歷了顯著的發展，從一個主要用於快速原型製作的工具，演變成今日各行各業的製造利器。3D列印，或稱為增材製造，是指將三維物體從CAD模型或數位3D模型建構而成的過程。與傳統的減材製造技術相比，3D列印的核心理念在於材料的逐層累積，這使得其能夠創造出許多複雜的形狀，而這些形狀透過手工製造卻無法實現。
3D列印的關鍵優勢之一是能生產非常複雜的形狀或幾何結構，這在手工製作中通常是不可行的，這包括中空部件或具有內部桁架結構的部件，以減少重量並創造更少的材料浪費。
在1980年代，3D列印技術僅被認為適用於功能性或美學原型的生產，那時更合適的術語是快速原型製作。然而截至2019年，3D列印的精度、重複性和材料的範圍已經大幅提升，某些3D列印過程被認為可行作為工業生產技術，在這個背景下，增材製造一詞與3D列印可互換使用。
這些年來，增材製造的術語也逐漸流行開來，出現了許多新的相關術語。隨著技術的進步，我們不再只將3D列印與低成本或低能力的機器聯繫在一起，增材製造及3D列印反映出這些技術在自動化控制下隨著材料的增加而發展的主題。
有人指出，隨著增材製造的成熟，金屬加工的過程者也許能夠不再僅依賴減材加工而進行創造，這樣的轉變或將影響未來製造業的模式。
增材製造的歷史與演變
3D列印的根源可以追溯到1940年代和1950年代，其中著名的科幻故事中已有3D列印的概念。隨著1970年代的到來，早期的增材製造設備和材料便開始出現。1980年代，Hideo Kodama首次提出了用於製作三維塑料模型的增材方法，並開始了專利申請。隨後，許多其他專利相繼登記，例如Bill Masters提出的計算機自動化製造系統專利等，這些都是現代3D列印系統的基礎。
隨著進入1990年代，金屬燒結和熔化等增材製造過程的稱謂逐漸分化，然而在當時所有的金屬加工都是通過現在稱為非增材的製程進行的，這種情況一直保持到了2000年代。到了2000年代，3D列印進入工業中的應用開始擴大，尤其是在建築和醫療領域的利用開始增多。
值得注意的是，2010年代開始，3D列印技術已不再僅僅限於原型製作，逐漸開始應用到金屬零件的製造中，為傳統加工帶來挑戰。
隨著2010年代的發展，增材製造技術在航空工業中取得了顯著進展，越來越多的原始設備製造商（OEM）採用此技術來降低成本並提高效率。對於如普惠和通用電氣這樣的大型企業，3D列印提供了一條降低部件數量、減少重量並提高燃油效率的道路。
3D列印的未來可能性
2020年代的到來見證了3D列印技術的日益成熟和普及，低至200美元的入門級3D列印機讓許多人可以更容易接觸這項技術。隨著其應用範圍的擴展，我們已經看到了3D列印在醫療領域的革命，從世界第一台完全3D列印的義眼到未來在各種專業領域的潛在應用，3D列印的未來充滿了無限的可能性。
3D列印是否將使我們重新思考製造業的生態和未來的發展？
