3D打印技术的核心思想起源于19世纪末的美国。1892年到1988年是3D打印技术的起步期。从历史上看，首次提出层叠成形方法的是J.E.Blanther，1982年，他在其美国专利（＃473901）中，提出用分层制造的方法来构成三维地形图。该方法的具体内容是：将地形图的轮廓线压印在一系列的蜡片上，然后按照轮廓线切割各蜡片，并将切割后的蜡片依次有序地黏结在一起，熨平表面，从而得到对应的三维地形图。

1902年，Carlo Baese在他的美国专利（＃774549）中提出了一种用光敏聚合物来制造塑料件的加工工艺，这是现代第一种3D打印技术的加工工艺——光固化成形（Stereo Lithography，SL）的最初设想。1982年，Charles W.Hull将光学技术应用于快速成形领域，并在UVP的资助下，完成了首个3D打印系统光固化成形系统的搭建。该系统于1986年获得专利，是3D打印技术发展史上的一个里程碑。同年，Charles成立了3D Systems公司，研发了著名的STL文件格式，STL格式逐渐成为CAD/CAM系统接口文件格式的工业标准。1988年，3D Systems公司推出了世界上第一台基于立体光刻技术的商用3D打印机SLA-250，SLA-250的面世标志着3D打印商业化的起步。

20世纪50年代后，世界上先后涌现出了几百种3D打印成形工艺及技术。包括但不局限于以下几种：Michael Feygin于1984年发明了叠层实体制造（Laminated Object Manufacturing，LOM）技术，其成立的Helisys公司于1991年推出第一台LOM系统；Scott Crump于1988年发明了熔融沉积成形（Fused Deposition Modeling，FDM）技术，并于1989年成立了Stratasys公司，三年后该公司推出了首台基于FDM技术的3D工业级打印机；C.R.Dechard于1989年发明了选择性激光烧结（Selective Laser Sintering，SLS）技术，DTM公司于1992年推出首台SLS打印机；美国麻省理工学院（MIT）的Emanual Sachs于1993年发明了三维印刷（Three Dimensional Printing，3DP）技术；Z Corporation于1995年开始开发了基于3DP技术的打印机。

除了新工艺的提出，3D打印新技术也得到了快速发展。如Objet公司于2000年更新了SLA技术，运用紫外线光感和液滴综合技术，大幅提高3D打印的制造精度；Z Corporation公司于2005年推出世界上首台高精度彩色3D打印机Spectrum Z510，完成了3D打印技术由单一色彩向多色彩的迈进；Objet公司（已与Stratasys公司合并）于2008年推出Objet 500 Connex3打印机，它是一台能够同时使用几种不同打印原料的3D打印机，如图1-1所示；2009年，澳大利亚Invetech公司和美国Organovo公司研制出全球首台商业化3D生物打印机，并打印出第一条血管；2009年，Bre Pettis带领团队创立了著名的桌面级3D打印机公司MakerBot，向用户出售DIY（Do It Yourself）套件，用户可自行组装3D打印机。这些技术创新使3D打印技术越来越贴近人们的生活，并对许多行业产生深远甚至颠覆性的影响。2012年4月，英国著名经济学杂志《经济学人》发表封面文章The Third Industrial Revolution，表示3D打印“将与其他数字化生产模式一起推动实现第三次工业革命”。

图1-1　Objet 500 Connex3打印机(www.daowen.com)

2012年，美国《时代》周刊将3D打印产业列为“美国十大增长最快的工业”。据3D打印领域的年度权威报告Wohlers Report 2020的数据，2019年全球3D打印产业增长了21.2%，达118.67亿美元，其中金属3D打印尤其突出。根据报告显示，2019年销售约2 327台金属打印系统，而2018年销售量为2 297套，增幅1.35%，如图1-2所示。在2017—2019年，金属打印机的平均销售价格逐年增长，每年的售价分别为407 883美元/台、413 043美元/台、467 635美元/台。

图1-2　金属3D打印机销售趋势图

从国际市场来看，3D打印成形市场本身已进入商业化阶段，出现了拥有多种成形工艺及相应的软件和设备的公司，如美国的3D Systems、Stratasys公司，德国的EOS公司，以色列的Objet公司，瑞典的Arcam公司，比利时的Materialise公司等。

由于3D打印技术蕴含着巨大商业价值，在建筑、医疗、汽车、航空航天等领域有着广泛应用，并且正不断融入人们的生活，因而众多国外企业纷纷投身到3D打印领域。经过多年的发展，国外企业通过自主研发或企业间并购等多种方式，不断优化产业链布局，不断将产业与技术高度集中，据公开资料统计，2019年，非品牌设备的打印机销售占比达到了41.45%，品牌设备的销售占比为58.6%，而在2018年的时候，非品牌设备的销售占比还只有22.3%。这表明产业内的企业总数在不断增加，也意味着3D打印技术正日渐成熟。在接下来的几年，对于3D打印来说，虽然前路漫漫，但依然未来可期。今后的几年，3D打印设备销售和服务将继续迎来高速发展。据预测，到2021年年底销售额可以达到179亿美元，而在2029年将至少达到1 175亿美元。