3D打印技術最早出現在20世紀80年代中期，被人稱為是「上上個世紀的思想，上個世紀的技術，這個世紀的市場」，為什麼這項技術用了這麼長的時間才進入大眾視野？3D打印的日益普及又意味著什麼？它到底都能做什麼？
3D打印溯源
3D打印在過去3~5年裡一直很熱，但人們對它的未來發展頗有爭議，有些人並不看好，覺得這個產業會「未開花就死亡」，也有人認為前途無限。一如既往，要判斷一項技術會向哪裡去，你需要先知道它到底從哪裡來。我們先簡單地瞭解下3D打印是如何發展起來的，目前有哪些主要的打印技術。
3D打印技術從發明到進入市場花了很長時間，它最開始被稱為「快速成型」技術，後來又被叫作「增量製造」（Additive Manufacturing，AM），因為3D打印機是通過一次疊加一層的方法來製作一個實體對象的。
1984年，洛杉磯的查爾斯·赫爾（Charles Hull）發明了「立體光固」或「光固化」（Stereo Lithography Apparatus，SLA）技術，這是一種基於液體樹脂的激光加工工藝，當赫爾還在為洛杉磯一家名為UVP的公司工作時，就申請了他的專利。1988年，赫爾創辦了3D Systems公司，並將其生產的第一台商用SLA 3D打印機稱為SLA-1。如今，赫爾被譽為發明世界上第一台3D打印機的人。
緊隨3D Systems之後，另一家如今全球知名的3D打印公司Stratasys也在同一時期誕生了。1989年，斯科特·克倫普（Scott Crump）在明尼蘇達州發明了熔融沉積成型（Fused Deposition Modeling，FDM）技術，採用成卷的塑料絲或金屬絲作為材料進行製造。克倫普當年就創立了Stratasys，並於1991年推出了第一台名為「3D Modeler」的3D打印機，FDM也成為如今非常流行的3D打印技術。
和SLA和FDM一樣，選擇性激光燒結技術（Selective Laser Sintering，SLS）也是如今3D打印的關鍵技術。它於1986年由得克薩斯大學的卡爾·德卡德（Carl Deckard）發明。燒結是人們幾千年來一直在用的技術，人們一直用燒結法來製作日常物品，比如燒製磚和瓷器等。不同的是，現在我們可以使用激光了，SLS技術就是用激光把粉末狀材料變成實體物品的方法，理論上可以打印塑料、陶瓷、金屬等各種材料。
1989年，戴克創建了Nova Automation公司，後改名為DTM（桌面製造），並於1990年製造了第一台SLS打印機Mod A，1992年推出了Sinterstation 2 000打印機。DTM的重要性在於，它創造了3D打印的大眾市場，因為SLS是一種低成本和高分辨率的3D打印技術，它幾乎可以打印你能想到的任何形狀。2001年，DTM被3D Systems收購。因此，如今3D Systems同時擁有SLA和SLS兩項技術。不過，直到2006年，在德國的金屬3D打印公司Electro Optical Systems（EOS）推出了兩款SLS型號3D打印機Formiga P100和Eosint P730之後，SLS技術才真正被廣泛應用。
大約同一時期還誕生了分層實體製造技術（Laminated Object Manufacturing，LOM）技術，也被稱為「紙3D打印」，因為它使用紙作為原料。該技術由美國Helisys公司（現改名為Cubic Technologies）的邁克爾·費金（Michael Feygin）於1987年發明，1991年，Helisys公司開始銷售LOM打印機。
1988年，匹茲堡的弗蘭克·阿爾切拉（Frank Arcella）發明了一種使用高功率激光和鈦粉打印金屬零件的技術，被稱為激光立體成型技術（Laser Additive Manufacturing，LAM），阿爾切拉（Arcella）在1997年成立了AeroMet公司，致力於將LAM打印機商業化（該公司實際上是美國MTS公司的子公司），這也是3D打印金屬零件的開始。
然後就是噴墨打印技術3DP（Three-Dimensional Printing）（也被稱為「粉末和噴墨」或「Z打印」），由麻省理工學院的伊曼紐爾·薩克斯（Emanuel Sachs）和邁克爾·西馬（Michael Cima）等人研發，於1989年申請了專利。3DP與SLS類似，都採用粉末材料成型，如陶瓷和金屬粉末。所不同的是，3DP的材料粉末不是通過燒結連接起來的，而是通過噴頭用黏結劑（如硅膠）將零件的截面「印刷」在材料粉末上面的。
1996年，南卡羅來納州的ZCorporation公司推出了基於3DP技術的第一台3D打印機Z402，2000年推出了第一款彩色3D打印機Z402C。1997年，新罕布什爾州的Sanders Prototype（即後來的Solidscape）推出了基於麻省理工學院噴墨技術的ModelMaker蠟打印機，是2002年推出的價位更便宜的T66打印機的前身。
1997年，洛杉磯的Soligen公司將麻省理工的噴墨技術應用到了鑄造金屬零件上，並將這種技術重新名為殼體直接鑄造法（Direct Shell Production Casting，DSPC）。1999年，同樣基於麻省理工學院的3DP噴墨技術，匹茲堡的Extrude Hone也推出了另一套鑄造金屬零件的系統PRoMetal（後來改名為Ex one）。
由於世界上的大部分東西都是用金屬零件製造的，可以製造金屬零件的3D打印機就顯得尤為重要。1995年，德國弗勞恩霍費爾（Fraunhofer）研究所發明了一項在金屬零件打印上非常關鍵的技術，被稱為選擇性激光熔化技術（Selective Laser Melting，SLM）。因為它使用激光束熔化粉末，使其成為固體金屬。
德國EOS公司將SLM技術與自己的SLS技術相結合，同時結合芬蘭的一項使用金屬粉末的技術（Electrolux Rapid Development，ERD），最終將這項技術重新命名為直接金屬激光燒結（Direct Metal Laser Sintering，DMLS）。1995年，他們推出了第一台基於DMLS技術的商用金屬零件打印機EOSINT M250。
值得一提的是，EOS公司1997年和3D Systems的合作以及2002年和Trumpf公司的合作促成了2004年的EOSINT M270金屬3D打印機的誕生。2013年，埃隆·馬斯克在Twitter上發佈了用3D打印機製作的SpaceX的火箭引擎圖，使用的就是EOS打印機。
在金屬零件打印上，麻省理工學院發明的直接金屬沉積（Direct Metal Deposition，DMD）技術也很重要，該技術用高功率激光束「焊接」如鈦、鎳和鈷之類的金屬粉末。現在一般稱為激光沉積技術（LDT），也同時可被稱為激光金屬沉積技術（LMD）或直接激光沉積技術（DLD）等。
美國桑迪亞國立實驗室（Sandia National Laboratories）從DMD技術衍生發明了激光工程化淨成型技術（Laser Engineered Net Shaping，LENS），是一種金屬件快速成型技術，該方法可成功製造不銹鋼、鈦合金等。幸運的是，1994年，桑迪亞國立實驗室推出了一項鼓勵自己的科學家開公司將科技成果商業化的項目，用LENS技術可以製造非常大的物體，可謂潛力無窮。
這個時候的3D打印機仍然是剛剛起步，而且非常昂貴，導致很多創業者因為賺不到錢關門大吉。不過，1990年，3D打印技術從美國國防部高級研究計劃署（DARPA）獲得了一些幫助。DARPA推出了一個實現「無工具」生產的「固態自由成型項目」（The Solid Freeform Fabrication Program），即不用工廠的傳統工具來製造。儘管如此，美國在將3D打印技術商業化這一方面並不領先於世界其他國家，日本、以色列和德國等都有出色表現。
比如，1989年，日本索尼和日本合成橡膠（JSR）合作了一個項目「Design-Model and Engineering Center」（D-MEC），他們銷售的3D打印機用的是索尼自家版本的立體激光製造技術Solid Creation System（SCS）。1993年日本的Denken公司推出了使用激光成型的3D打印機，幾乎只有桌面大小，而且相對價格便宜。
1991年，以色列公司Cubital開始銷售Solider System打印機，採用的是當今被稱為Solid Ground Curing（SGC）的技術。同年，德國的EOS公司引進了第一台商業立體光刻成型機STEREOS 400，它現在仍然是歐洲3D打印機的頂級供應商，1994年，EOS推出了SLS系列機型，目前是世界上第二商業化的SLS打印系統。
3D打印的開源運動
既然3D打印技術30年前就有了，為什麼一直到最近幾年才被大眾所知
簡單來說，3D打印誕生後在商業化上面臨著以下幾個主要問題：第一，價格過於昂貴；第二，能打印的東西太少；第三，技術專利的限制。
3D打印機到現在也還是很昂貴，有的價格超過了百萬美元，雖然我們已經有了3D Systems、Stratasys和Z Corp這幾家產銷世界的3D打印機領先廠商，到2000年，全球可能也只賣出了不到1 000台打印機，3D打印機的銷售總收入也只有在2009年超過了十億美元。不過，2000~2009年這十年期間，3D打印出現了幾項重大的革新，讓3D打印能打印出的東西變得更吸引人，價格也變得比之前更低。
首先，3D打印金屬變得更普遍了。正如我之前強調的，世界上的大部分東西都是用金屬零件製造的，金屬的3D打印尤為重要。2002年，Arcam公司推出了電子光束溶解法（Electron Beam Melting，EBM）技術，是利用高速電子動能作為熱源來熔煉金屬的冶金過程，是目前被普遍應用於3D打印機技術中的一種快速製造工藝〔普通的電子束成型技術跟選擇性激光燒結技術（SLS）類似，只是用高能電子束代替了激光來燒結鋪在工作台的金屬粉末〕。
同年，密歇根州的精密光學製造公司（POM）開始銷售基於直接金屬沉積技術（DMD）的機器。2007年，加拿大的Accufusion公司在推出了自己版本的LENS技術，稱為激光整合（LC）。
2009年，美國Sciaky公司推出了電子束直接製造（Electron Beam Direct Manufacturing，EBDM）技術，並在2014開始銷售打印鈦部件的巨型金屬打印機。
這項發明跟Sciaky公司1996年發明的電子束增材製造（Electron Beam Additive Manufacturing，EBAM）技術密切相關，它類似於SLS技術，不同的是，它是在真空環境下用極高的溫度（1 000攝氏度）處理金屬粉末的。EBDM技術的特別之處還在於，它將打印材料直接送進打印頭，用電子束直接在機頭熔融並打印，可以說是一滴一滴地打印金屬物品，既節省原材料，又降低了打印成本。
其次，多種材料的同時打印以及電子電路的打印成為可能。
2008年，以色列的Objet Geometries公司推出了「聚合物噴射」（PolyJet）技術，這種技術可以將不同的材料打印在同一零件上。因為PolyJet技術噴射的不是黏合劑而是聚合成型材料，支持多種型號（多種顏色）材料同時噴射。
對3D打印機來說，電子電路是另一個比較難的應用。1999年，美國國防部高級研究計劃署（DARPA）推出了「中等尺度集成電子成型製造」（Mesoscale Integrated Conformal Electronics，MICE）項目，最終創造了一個通常被稱為「直接寫入」（directwrite）的技術，徹底改變了電子元件的打印。
2004年，新墨西哥州的Optomec公司用「直接寫入」技術開發了氣溶膠噴射（AerosolJet）技術，能夠將導電元件打印在已經製造出的物件上。2009年，富士公司也攜基於墨盒的材料印刷機（Dimatix Materials Printer，DMP）進入電子元件打印市場，它跟氣溶膠噴射技術非常相似。
當然，3D打印機肯定還無法與英特爾和富士康高端、複雜的大工廠相提並論，但有時你只想將電子傳感器嵌入到某個物體中，把它變得「智能」起來，這時3D打印就非常有用了。這在2004年還很罕見，但未來幾年內，3D打印「智能物體」就會變得更可行也更吸引人。
最後，「雲3D打印」以及RepRap開源項目讓3D打印變得更便宜了。
2002年，德國的EnvisionTec公司開始銷售其使用了新技術的perfactory3D打印機。EnvisionTec使用的技術原理與立體光刻類似，只不過它是用DLP投影機對樹脂進行紫外線照射，這大大降低了打印成本。DLP和SLA打印機有時也被稱為「樹脂3D打印機」〔1987年，得州儀器公司的拉裡·霍恩貝克（Larry Hornbeck）發明了數字光處理（Digital Light Processing，DLP）技術，一種高分辨率的視頻投影系統。1997年，一家名為數字投影Digital Projection的公司推出了第一台基於DLP技術的視頻投影機〕。
2007年，愛爾蘭的Mcor公司基於選擇性沉積層壓（Selective Deposition Lamination，SDL）技術推出了Matrix打印機，也是以紙張為基礎的打印技術的一種，但它是用普通紙作為打印材料，也讓打印成本下降很多。
在業內嘗試開發降低打印成本的廉價打印機的同時，「雲3D打印」出現了。
比利時的Materialise公司是為3D打印機提供軟件支持的公司之一，它在2000年就開始為任何使用它們的軟件建立3D模型的用戶提供打印服務，也就是說，你不需要自己購買打印機，只要把模型發給他們，他們就會為你打印。Materialise公司的印刷中心現在有100多台打印機（SLS、SLA、FDM等各種類型），每年為全歐洲客戶打印一百萬件產品，是世界上最大的3D打印場所之一。
所有這些都推動了3D打印技術的發展，雖然3D打印仍然被大公司和大的研究實驗室所掌握，但製造價格更便宜的打印機的可能性越來越大了。這一時期，中小型企業的動機仍然很低：為什麼要投入這麼大的人力物力，還要與市場上這麼多專利（專有）機競爭？在這裡，「專有」這個詞是很重要的：每個公司都有自己的技術，並沒有與他人分享。
在3D打印技術的發明史上，除了麻省理工學院的3D噴墨技術，其他大學的身影非常少見。這種情況在2005年有了改變，巴斯大學（University of Bath）的阿德裡安·鮑耶（Adrian Bowyer）推出了一個開源的3D打印機項目，名為RepRap，用來研發一台可以自我複製的3D打印機。
2008年，阿德裡安·鮑耶創造了歷史，他的達爾文機（Darwin machine）複製了自己本身（能夠打印出大部分其自身組件，RepRap自我複製的！），RepRap是（replicating rapid prototyper）的縮寫，這原型機從軟件到硬件各種資料都是免費和開源的。更重要的一點是，2008年的這台機器是基於FDM技術的，是第一台低成本的3D打印機。
如果說蘋果公司1984年推出的麥金塔電腦（Macintosh）創造了台式電腦，那麼RepRap就創造了台式3D打印。又因為一切在RepRap都是開源的，Bowyer實際上引領了3D打印的開源運動。
在軟件分享方面，2008年，MakerBot公司在紐約推出了網站Thingiverse，愛好者可以用它免費下載和分享3D模型。另外，飛利浦的子公司Shapeways（在荷蘭）推出了一個3D模型的線上市場。Shapeways公司的用戶可以設計一款產品，並將能對它進行3D打印的數字文件上傳到網上，Shapeways負責讓它變成實體產品並郵寄給用戶。
2009年，BitsFromBytes（2010年被3D Systems收購）在英國推出了RapMan，它是在RepRap基礎上，讓愛好者們在家「DIY」3D打印機的一套自行組裝工具包。幾個月後，MakerBot公司推出了更受歡迎的組裝工具包CupCake，這是第一台在市場上銷售的以RepRap為基礎的3D打印機，雖然還並不是成品，還需要用戶在家裡進行組裝。
RepRap推廣了3D打印技術，也讓更多人能負擔得起，這樣的項目帶來了一場革命。可以說，RepRap帶來了3D打印的「民主化」進程，如今，RepRap仍然是世界各地的「創客」們使用最廣泛的3D打印機。
BitsFromBytes也在2010年推出了一個組合型的3D打印機，即BFB 3000；MakerBot也從2012年開始推出了Replicator等一系列消費者可負擔得起的打印機。至今，RepRap項目仍然是3D打印界靈感的主要來源。比如，2011年紐約的Solidoodle公司推出了700美元的消費級3D打印機，也是基於RepRap的打印機，不過是預組裝好的。
2012年，一個來自捷克的21歲的學生約瑟夫（Josef Prusa）製造了另一台基於RepRap技術，但可以自我克隆的預組裝版打印機Prusa I3。和眾籌網站Kickstarter等聯手，RepRap帶來了3D打印機的迅猛發展。
當然，也有對RepRap表示不甚滿意的科學家們開始另闢蹊徑，2011年，一些荷蘭科學家就開發了一項和RepRap競爭的開源項目Ultimaker，很快成了另一家提供全套3D打印機自組裝工具包的創業公司（2012年，它開發出了一台完全組裝好的打印機）。
「快速創新」時代來臨
如前所述，專利的限制其實是3D打印市場化上的一個障礙。知識產權並不總是有利於創新。2009年之前，除了幾個發明了3D打印機的原創公司，其他任何人製造3D打印機都是很困難的。RepRap開源計劃開始後，幾個創業公司推出了自組裝工具包，讓普通人也能在車庫裡打造出他們自己的RepRap 3D打印機。這樣做是違法的，因為只有Stratasys公司擁有FDM的版權，但這樣做的主要是業餘愛好者和研究者，所以Stratasys公司也從未起訴他們。
當Stratasys擁有的跟FDM技術相關的系列專利在2009年過期後，3D打印迎來了第一個繁榮期。只要專利已過期，所有技術都變成開源的了，大量的FDM 3D打印機就湧現到了市場上。FDM機器的價格從2009年的14 000美元下降到2014年的300美元。
SLA的專利在2014年過期，然後我們就有了像Formlabs和Carbon3D這樣的創業公司。3D Systems公司持有的一項SLS專利在2014年也過期了，所以大家看到，現在SLS打印機也非常流行。
由德國弗勞恩霍夫研究所（Fraunhofer Institute，由Fockele & Schwarze公司代表）持有的SLM專利在2016年底到期，它可能引發一輪金屬3D打印技術的繁榮。
我認為，開源的3D打印運動其實只持續了很短一段時間，該運動接下來還有很大潛力，將發揮更大的影響力。我們已經進入了一個這樣的時代：3D打印的系列工具會通過開源運動迅速流行，這會帶來該領域的分佈式創新，即創新將不再局限於實驗室和大學，而是延伸到業餘愛好者甚至高中孩子的手中。過去3D打印被稱為「快速原型」，但現在它也能「快速創新」了：它可以很快完善和提升自身的技術。
首個繁榮期的創新
2009年迎來3D打印技術的第一個繁榮期後，該領域出現了很多讓人印象深刻的創新。
2010年往後，3D打印領域出現了一些頻繁的合併重組：Stratasys在2010年收購了Bespoke，2011年收購了Solidscape，2012年收購了Objet，2013年收購了MakerBot以及3D模型領域的幾個供應商（The3dstudio，Freedom of Creation，MyRobotNation）。3D Systems在2010年收購了Bits FromBytes，2012年收購了Z Corp。這是典型的達爾文選擇——適者生存，帶來的結果是，這個領域的玩家數量減少了。
2009年的第一個繁榮期當然帶來了不少創新，加速了這一領域的發展步伐。值得一提的是，2012年，Shapeways公司提出了「未來工廠」的概念，並開始在紐約建立一個這樣的工廠，即擁有很多3D打印機的工廠，它接受消費者從網上預定的3D設計方案，在數天內完成打印，並將產品寄給客戶。
德國的Arburg公司在2013年推出了Freeformer，這種3D打印機與傳統塑料製造兼容，但它使用的是傳統的廉價塑料顆粒而不是昂貴的絲形耗材或粉末，也可以搭配不同的材料，主要用於需要快速製造備件或功能樣件的場合，將3D打印在製造業領域的應用繼續往前推進。
還是在2013年，德國Nanoscribe公司發佈了一款納米級別的微型3D打印機——Photonic Professional GT。顧名思義，這款3D打印機能製作納米級別的微型結構，比如打印出不超過人類頭髮直徑的三維物體。Photonic Professional GT 3D打印機在生物醫學以及納米科技等領域都頗有潛力。
2015年，硅谷初創公司Carbon3D推出了另一種新的3D打印技術——「連續液面生長」（Continuous Liquid Interface Production，CLIP），一種基於液體的SLA技術，它進一步提高了3D打印的速度（該技術利用光和氧氣在液體介質裡融化物體，創造了第一個使用可調諧的光化學打印而非層層打印的3D打印過程，使得物體可以產生於液態介質，打印速度比任何其他方法都要快25~100倍）。
金屬零件的打印也在過去幾年裡有很大進步。2000年，福特的前科學家懷特（Dawn White）發明了一種基於「超聲波焊接技術」的方法，一種無須熔化金屬的焊接技術，它利用超聲波的振動能量使兩個需焊接的表面摩擦，形成分子間融合的一種焊接方式，這種方法被應用到3D打印機上後，也就誕生了「超聲波增材製造」這項新的3D打印工藝。2011年，俄亥俄州的一家創業公司Fabrisonic將這項技術應用到了複雜的金屬零件3D打印中。
2015年，XJet〔由Objet的創始人哈南（Hanan Gothait）創建〕推出了一個新的「噴墨金屬」納米技術，可以像墨水打印一樣打印液態金屬，Xjet的液態金屬中的金屬粉末本身還是固態形式存在的，但它們將超細的納米級金屬粉末均勻分佈在「油墨」中使其「懸浮」成「液態」，然後再通過高速的3D打印技術將其在高溫環境下打印出來。
在讓3D打印機變得便宜上，New Matter公司是洛杉磯加州理工學院的科學家史蒂夫·謝爾（Steve Schell）創立的。2014年，New Matter在Indiegogo上推出了一款價格超低的3D打印機MOD-t另一款FDM打印機這款機器的眾籌價還不到300美元！
2015年，波蘭Skriware公司推出了一款3D打印機的眾籌項目，目標是打造讓用戶易於操作且價格實惠的家用3D打印機，這款打印機可連接Wi-Fi，用戶能通過觸摸屏操作，還設計有USB端口，其易於操作體現在，用戶可通過這款機器連接Skrimarket在線平台，然後點擊打印圖標，就能直接打印平台上的模型。
更有趣的打印方式也在不斷出現。麻省理工學院媒體實驗室的彼得·迪爾沃思和馬克斯維爾·博格（Peter Dilworth＆Maxwell Bogue）於2010年在加州聖何塞創立了WobbleWorks公司。2013年，WobbleWorks推出了世界上第一支3D打印筆3Doodler，用戶可以用這支筆實時畫出三維模型，在空中塗鴉出你想像中的物體（神筆馬良的神話成真？）。
還有，意大利的Solido3D在2015年推出了一項低價裝置OLO，它可以將任何智能手機變成3D打印機，具體來說，將OLO裝置罩在智能手機上，再在裝置裡倒入光敏樹脂液體，最後運行OLO的APP程序，該裝置就會利用手機屏幕發出的可見光實現光固化打印了！
繼電子元件的打印成為可能之後，2015年，珍妮弗·劉易斯（Jennifer A. Lewis）在波士頓成立了Voxel8，它能夠直接打印嵌入式電子產品，他們的宣傳視頻顯示，其打印機用塑料和電路打印了一架無人機。
打印電路板可不是件簡單的事，因為它們包含分佈在多層內，由銅導線連接著的數以百計的電子元件。不過，新一代3D打印機已可以讓業餘愛好者為家庭和課堂實驗方便快捷地做出電子電路。2013年，佐治亞理工學院的格雷戈裡·阿波德（Gregory Abowd）和東京大學的川原圭博（Yoshihiro Kawahara）以及英國微軟的史提夫·霍奇斯（Steve Hodges）合作，證明了一種用普通噴墨打印機可打印任何形狀的電子電路的技術。
2014年，澳大利亞的Cartesian眾籌了一個以台式噴墨機為基礎的項目EX（後改名為Argentum），它可以打印電路板。2015年，Voltera在加拿大眾籌了一台類似的機器，叫作V-One。2016年，以色列的Nano Dimension公司推出了以噴墨為基礎的DragonFly 2020打印機，可以3D打印多層電路板，這個產品是由萊娜（Lena Kotlar）設計的。
還是在2014年，田納西大學的胡安明（Anming Hu）用一台噴墨打印機打印了電子傳感器和一個「電子皮膚」（可以用來裝在機器人表層讓機器人來「感知」周圍環境）。
2016年也不斷有新的想法出現。比如，英國的Photocentric和聖地亞哥的Uniz 3D推出了以樹脂為基礎的台式3D打印機，這種機器用LCD（液晶顯示器）代替了激光或DLP數字光處理技術。這樣做是因為LCD技術能讓3D打印速度更快，而且能生產出任何尺寸的打印機。
我不知道哪一種會大獲成功，但無疑每一種都有擴大3D打印機市場的潛力。有時候最好的想法並不是那些上頭條新聞的。比如，我最近聽到來自賓夕法尼亞大學的學生的一個很有創意的想法是「BAM!3D」，即設計一台懸掛在氣球上進行空中打印的3D打印機，設計者想以此突破目前3D打印機的尺寸限制，即不再讓3D打印機的大小限定打印對象的大小。
但是，目前我們還沒有出現一個眾所周知的成功案例。比如，谷歌是搜索引擎的成功案例，Facebook是社交媒體的成功案例，3D打印領域我們還想不到一個類似這樣的案例。
「史前時期」的3D打印
目前的3D打印產業現狀如何，面臨的主要問題是什麼
雖然有著諸多的創新和進步，但3D打印目前仍是一門難做的生意，而且它的市場依然非常小。2014年的市場約是40億美元，與智能手機約1 000億美元相比，頓時相形見絀。沃勒斯公佈的年度統計也並不樂觀： 3D打印機一年共出售15萬台，其中約14萬台是台式3D打印機，但這些桌面台式機只佔到總收入的15%，這個市場中真正的收入仍然是價格在十萬乃至百萬美元的工業3D打印機。
目前大部分3D打印機仍然使用的是FDM技術，包括2012年在西雅圖由約翰·羅霍爾（Johann Rocholl）發明，由SeeMeCNC商業推廣的Rostock Delta打印機，WASP的DeltaWASP打印機，DreamMaker的Overlord、Skriware、New Matter等所有基於RepRap的打印機。DLP打印機流行起來得益於2012年B9 Creator推出的South Dakora和2013年Michigan的Muve打印機。Autodesk的Ember、Uncia3D（中國）、Morpheus（韓國）和Kudo3D（舊金山）都是DLP打印機。
其他比較多的是SLA和SLS打印機。Formlabs的Form 1和Form 12（波士頓）、XYZ的Nobel（中國台灣）、Carbon3D的M1（硅谷），當然還有3D Systems的ProJet，都是SLA打印機。SLS打印機因為需要用高功率激光器，因此一直較貴，但最近價格已經下降，多虧了Sintratec（瑞士）、Norge（英國）和Prodways（法國）3D打印機。
目前出現對這個產業的悲觀看法並不意外，不少原來做3D打印的公司已經放棄了，這確實是一門難做的生意。我覺得主要是沒有人發明一部像iPhone一樣風靡的3D打印機。當蘋果宣佈推出智能手錶時，我非常失望：智能手錶有什麼特別？蘋果浪費了他們的天才工程師去製造了世界上任何一家公司都可以製造的東西，我真正期待的是蘋果3D打印機！
總的來說，我們仍舊處於3D打印領域的史前時期。目前的3D打印技術還遠遠達不到傳統製造工藝的質量水平，也就是通常是所謂的「注塑」技術。2016年，有兩個3D打印產品聲稱可以與傳統「注塑」技術相媲美：Carbon3D公司的M1打印機和惠普公司的Multi Jet Fusion打印機，但價格都非常昂貴。
色彩仍然是3D打印的一個問題。大多數3D打印的東西是黑白的。當人們看到一個黑白物體時，就會覺得「它肯定是用3D打印機製造的」，這一點必須改進。目前仍只有少數3D打印機可以進行3D彩色打印，價格也是居高不下。其中，惠普的Multi Jet Fusion採用的是英國拉夫堡大學的高速燒結（HSS）技術，應該比別的打印機快很多，而且是全彩色的。2014年，中國上海的DreamMaker開始銷售以RepRap開源設計為基礎的Overlord，也是一款3D彩色打印機。幾乎同一時期，3D Systems公司也推出了CubePro Trio，這是以他們以從BitsFromBytes購得的BFB3000為基礎研發的彩色打印機。2015年，三星公司申請了一項彩色3D打印技術的專利，在該領域可能有新發明推出。
其次，複雜產品的3D打印還是很大的挑戰。能夠打印多種顏色和多種材料物品的打印機依然很少，而且仍然很貴，但現實中我們大多數物品都是多顏色，多材料的，這也是為什麼現在硅谷會對惠普的彩色3D打印機感到興奮。
在如何使複雜產品的3D打印變得更可行上，業內有很多新的創意。比如，「4D打印」是麻省理工學院、Stratasys和Autodesk的一個聯合項目。建築師和計算機科學家斯凱拉·蒂比茨（Skylar Tibbits）於2013年在麻省理工學院創建了自組裝實驗室（Self-Assembly Lab），他把4D打印定義為，能執行一項額外功能的3D打印。比如，打印出的3D物體可以學習並適應周圍的環境，例如，在溫度、壓力或水分的改變的情況下進行改變，從打印機出來時是一個樣子，隨著時間的推移和環境的改變，自動變成另一個樣子。或者，打印機打出零件後它們可以進行自我組裝。這些創意背後的關鍵是研發出可定制和可「編程」的打印材料（塑料，紡織品，木材、橡膠、碳纖維）。
最後，你已經發現，我反覆提到的，3D打印機的價格問題。雖然已經有不少讓其變得廉價的嘗試，但家用3D打印機的市場顯然還未到來。從3D打印技術的發展歷史可以看到，這是在一撮天才的獨立發明者的推動下迅猛發展的科技，而不是靠大公司或資金雄厚的實驗室。但是，這項技術如此昂貴，這些天才發明者們跟硅谷的車庫創業者也不一樣：他們往往來自中小型企業，創始人多是在自動化大工廠裡歷練成長起來的。