高精度3D掃描與3D打印并不是相互獨(dú)立、界限清晰的技術(shù)門類，3D掃描儀作為3D打印應(yīng)用的重要輔助設(shè)備之一，正加速兩種技術(shù)的相互融合，同時(shí)也幫助了3D打印實(shí)現(xiàn)更好的終端應(yīng)用。

3D打印是什么？

3D打印，又稱為增材制造，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。相較于傳統(tǒng)加工方式，3D打印的優(yōu)勢在于無需開模、材料利用率高、產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)周期短，并且能實(shí)現(xiàn)高性能復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件的無模具、快速、全致密成形，逐漸成為應(yīng)對眾多領(lǐng)域技術(shù)挑戰(zhàn)的最佳技術(shù)途徑。

近年來眾多大廠都開始推出3D打印產(chǎn)品或者零部件，比如運(yùn)動鞋、手機(jī)鈦合金部件等。3D打印究竟有什么魔力，讓大廠們紛紛“入局”呢？很大程度上還是因?yàn)槔?D打印技術(shù)縮短上市周期，只需要不到一周時(shí)間就可以完成設(shè)計(jì)和制作。

3D打印是如何誕生的？

3D打印起源于19世紀(jì)末的美國,由美國研究的照相雕塑和地貌成型技術(shù)開創(chuàng)了3D打印核心思想。

1983年，45歲的查克-赫爾（Chuck Hull）在工作時(shí)靈光一現(xiàn)，看到正在固化的塑料薄片，他想為什么不能通過堆積一些薄片來創(chuàng)建一個(gè)原型部件呢。由此發(fā)明了最初的SLA立體平板印刷技術(shù)，標(biāo)志著3D打印技術(shù)正式誕生。他也因此被稱為“3D打印之父”。

2012年，3D打印被《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》雜志譽(yù)為推動新一輪工業(yè)革命的重要科技。這篇文章引發(fā)了人們對3D打印的重新認(rèn)識，3D打印概念也由此廣泛傳播。

2020年5月5日，中國首飛成功的長征五號B運(yùn)載火箭上，搭載著“3D打印機(jī)”。這是中國首次太空3D打印實(shí)驗(yàn)，也是國際上第一次在太空中開展連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的3D打印實(shí)驗(yàn)。

這些具有里程碑式的事件一步一步推動著3D打印發(fā)展到今天。不管是全球航空航天競賽的火爆、電動汽車的快速普及發(fā)展以及醫(yī)療健康領(lǐng)域的需求增長等等，都讓“3D打印”的發(fā)展迎來新的“黃金時(shí)期”。

3D打印與3D掃描有什么關(guān)系？

如果說3D打印技術(shù)的魅力在于能夠?qū)?shù)字設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為實(shí)物，那3D掃描就能將我們從實(shí)體世界帶入數(shù)字世界。從3D打印到3D掃描，就像是制造與感知的完美結(jié)合。

3D掃描，就是一種能直接將實(shí)物的三維信息，轉(zhuǎn)換為3D數(shù)字化模型的一種技術(shù)。高精度掃描儀器生成的高質(zhì)量3D模型，能為3D打印工藝提供最佳輸入數(shù)據(jù)。3D掃描儀的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了各行各業(yè)“傻瓜式”高效建模，建模效率得到直線提升。

但是早期的大型3D掃描設(shè)備動輒幾十萬，多應(yīng)用于國家的航空航天領(lǐng)域及大型工業(yè)、制造企業(yè)，中小型公司根本負(fù)擔(dān)不起。后來隨著3D打印技術(shù)的快速發(fā)展，進(jìn)一步帶動了3D技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈上游的3D掃描技術(shù)，為3D掃描設(shè)備的普及和廣泛應(yīng)用帶來了曙光。

3D技術(shù)都能應(yīng)用在哪些領(lǐng)域？

發(fā)展了這么多年，3D掃描儀早已超越了單純的原型制作和個(gè)性化產(chǎn)品的范疇。其快速、精確地獲取現(xiàn)實(shí)物體信息的能力，賦予了數(shù)字化時(shí)代更多的可能性。它能做的事早已不僅僅局限于工業(yè)和制造業(yè)領(lǐng)域，而是日益融入到我們的生活中。

總的來說，3D掃描儀在3D打印方面有以下幾個(gè)最主要的功能：【捕捉物體形狀】【修復(fù)和重建物體】【自定義設(shè)計(jì)】【逆向工程】。通過與3D打印技術(shù)結(jié)合使用，可以將數(shù)字模型轉(zhuǎn)化為實(shí)際的物理對象，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)意設(shè)計(jì)和生產(chǎn)制造的無限可能性。

比如在制造業(yè)，它被用于原型制作、定制零部件生產(chǎn)、快速制造等。許多制造企業(yè)利用3D掃描儀和3D打印技術(shù)，來提高生產(chǎn)效率、降低成本并實(shí)現(xiàn)個(gè)性化生產(chǎn)。

在醫(yī)療和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，3D掃描儀可用于創(chuàng)建患者的個(gè)性化解剖模型和假體。它們可以掃描患者的身體部位，例如骨骼、器官或牙齒，生成精確的3D模型，以幫助醫(yī)生進(jìn)行手術(shù)規(guī)劃、定制假體或輔助醫(yī)學(xué)研究。結(jié)合3D打印技術(shù)，可以用于醫(yī)學(xué)影像的可視化重建、個(gè)性化假肢和矯形器的制造、人體器官模型的打印等。

3D掃描儀結(jié)合3D打印技術(shù)，還可以用于藝術(shù)和設(shè)計(jì)領(lǐng)域的創(chuàng)作和創(chuàng)新，比如藝術(shù)品設(shè)計(jì)、文物和文化遺產(chǎn)的數(shù)字化保護(hù)等等，能更好地提供數(shù)字化和可持續(xù)的方式，來保存和傳承珍貴的文化遺產(chǎn)。通過使用掃描儀捕捉自然物體、人體或其他復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，可以創(chuàng)建精確的3D模型來進(jìn)行數(shù)字藝術(shù)創(chuàng)作、建模設(shè)計(jì)或虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用。

推動第一、二次工業(yè)革命的是蒸汽機(jī)和電，它改變了人們的生產(chǎn)與生活方式，成為支撐整個(gè)社會發(fā)展的底層技術(shù)。如今，在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，我們目睹著信息載體逐漸從圖文、視頻演進(jìn)到三維數(shù)字化。這并不僅僅是一種技術(shù)革新，而是一場引領(lǐng)著人類發(fā)展方向的革命。這些技術(shù)的進(jìn)步已經(jīng)深刻地改變了我們的認(rèn)知，也重新定義了我們對世界的看法。希望在未來，3D技術(shù)不再是一個(gè)概念、噱頭，而是一個(gè)人人可參與的三維數(shù)字化時(shí)代的到來。