3D打印引领了制造技术的变革，正改变着世界，有人甚至称它会是开启第三次工业革命的钥匙。

改变世界，也许我们并不能立即感受到，但身边的变化确是真真切切的。2013年，我辅导学生参加FTC（FIRST科技挑战赛）比赛，美国FIRST官网在北京时间2013年9月8日夜里发布了赛季主题“BLOCK  PARTY！”。比赛中，场地上要使用一种叫作“BLOCK”的任务装置——外形为边长5cm的立方体。熟悉 FTC比赛的师生都知道，这些比赛器材要经代理商进口到国内，至少要在主题发布后40～60天才能交到我们手中，大部分人只能选择等待。我的学生当时就在官网下载了图纸和说明（不是3D模型），自己用3D设计软件画出了模型。第二天，也就是9月9日，他来学校上课的时候，把模型载入了学校技术实践中心的3D打印机，也就是一个多小时，模型打印完成了。那一刻，“与世界同步”是那么的真切！

2014年年初，几个学生参加国际青年物理学家竞赛（International Youth Physical Tournament，IYPT），其中一个竞赛题目是这样的：一个马鞍状的物体，“马鞍”的凹处放置一个乒乓球，当然这个乒乓球是放不稳的，会立刻滚落，当“马鞍”旋转起来后，乒乓球就能立住而不跌落。题目只给出现象，学生要自己找到“马鞍”的曲面形状，并进行理论解释。可以想象，技术实践中心又多了一堆3D打印出的“马鞍”，曲面各异。有了3D打印机的帮助，学生的想法几乎在第一时间（之所以没有说“立刻”，是因为目前的3D打印速度还不高，模型的打印时间还略长）就得以实现。如果用传统的铣削方式加工，时间成本和物质成本都会太高，甚至难以承受。

对青少年来说，3D打印机无疑是创新道路上的又一把利器。

就像武侠小说里的情节一样，拥有宝剑的不一定是侠客，还要练就一些本领。你会发现，真正开始使用3D打印机后，如果只是从网上下载几个模型并打印出来，这只是一种最低层次的应用。3D打印真正的意义在于制作自己的设计，这时候就要学习3D设计软件。你还会发现，3D打印机偶尔还有些“小脾气”，并不会乖乖地把模型“变出来”，这就需要我们去了解3D打印机的原理、相关的机械和电子知识、维护及使用的技巧等。

本书内容大致可分为以下三部分。

（1） 在借鉴了开源的3D打印机软、硬件基础上，尝试自己设计并制作一台3D打印机，借此了解3D打印机的工作原理。当然，作者在一开始就预见到了结果： 这台打印机的性能一般，设计上甚至有缺陷。但创新的道路就是这样，不可能一开始就十分完美。很多人缺少的不是创新意识，而是迈出第一步的勇气。不要思前想后，有想法就要去实现它，即使失败了，也能收获经验。

（2） 虽然读者使用的打印机各有不同，但目前的桌面式打印机的使用大同小异，本书结合主流的MakerBot 3D打印机，以案例的形式介绍打印机的操作方法和模型的打印技巧。

（3） 3D设计软件的使用。软件的使用融入“3D打印机”的设计、打印案例中，避免泛泛的讲解，突出实用性。

由于编者水平所限，书中难免存在疏漏和不足，恳请广大读者批评指正。

编者2016年8月