堆疊薄層的形式有多種多樣。有些3D打印機使用“噴墨”的方式。例如,一家名為Objet的以色列3D打印機公司使用打印機噴頭將一層極薄的液態(tài)塑料物質(zhì)噴涂在鑄模托盤上,此涂層然后被置于紫外線下進行處理。之后鑄模托盤下降極小的距離,以供下一層堆疊上來。另外一家總部位于美國明尼阿波利斯市的公司Stratasys使用一種叫做“熔積成型”的技術(shù),整個流程是在噴頭內(nèi)熔化塑料,然后通過沉積塑料纖維的方式才形成薄層。
還有一些系統(tǒng)使用粉末微粒作為打印介質(zhì)。粉末微粒被噴撒在鑄模托盤上形成一層極薄的粉末層,然后由噴出的液態(tài)粘合劑進行固化。它也可以使用一種叫做“激光燒結(jié)”的技術(shù)熔鑄成指定形狀。這也正是德國EOS公司在其疊加工藝制造機上使用的技術(shù)。而瑞士的Arcam公司則是利用真空中的電子流熔化粉末微粒。以上提到的這些僅僅是許多成型方式中的一部分。
當遇到包含孔洞及懸臂這樣的復(fù)雜結(jié)構(gòu)時,介質(zhì)中就需要加入凝膠劑或其他物質(zhì)以提供支撐或用來占據(jù)空間。這部分粉末不會被熔鑄,最后只需用水或氣流沖洗掉支撐物便可形成孔隙。如今可用于打印的介質(zhì)種類多樣,從繁多的塑料到金屬、陶瓷以及橡膠類物質(zhì)。有些打印機還能結(jié)合不同介質(zhì),令打印出來的物體一頭堅硬而另一頭柔軟。
科學(xué)家們正在利用3D打印機制造諸如皮膚、肌肉和血管片段等簡單的活體組織,很有可能將有一天我們能夠制造出像腎臟、肝臟甚至心臟這樣的大型人體器官。如果生物打印機能夠使用病人自身的干細胞,那么器官移植后的排異反應(yīng)將會減少。人們也可以打印食品,比如康奈爾大學(xué)的科學(xué)家們已經(jīng)成功打印出了杯形蛋糕。幾乎所有人都相信,食品界的殺手級應(yīng)用將是能夠打印巧克力的機器。
目前3D打印機的發(fā)展在走兩條完全不同的路,其中一條是面向工業(yè)和行業(yè)應(yīng)用,比如飛機機翼、器官、藥品、珠寶等,其實就是一個徹底的工業(yè)生產(chǎn)工具,只是因為其工作原理類似于普通的噴墨打印機,沿用了打印概念。