3D打印技术，又称增材制造技术。“简单地说，3D打印是断层扫描的逆过程。断层扫描把某个东西‘切’成无数叠加的片，3D打印则是一片一片的打印，然后叠加到一起，成为立体物体。3D打印使用的材料是特制的粉末，这些粉末在打印的过程中会被一种特制的胶水逐层黏合、固化，并不断叠加，最终形成一个完整的立体物品。”
3D打印技术的核心思想最早起源于20世纪80年代的美国。自产生之日起，3D打印技术就受到世界各国前所未有的关注。特别是进入21世纪后，它不仅成为各国经济发展的重要议题，还迅速应用到航空、生物医学、建筑、教育、餐饮、服装等众多产业领域。与传统通过削减材料的方式造型完全不同，3D打印技术是在传统二维打印的基础上叠加出来的。一般而言，3D打印的过程都有四个步骤。第一步，利用计算机辅助设计软件（CAD）进行实物建模。第二步，将CAD模型图进行切割分层，并设置相关制图步骤与材料。第三步，依据程序指令打印二维实物，通过胶水黏合成立体物体。最后是后期处理，即使三维实物成形。
利用3D打印技术制造儿童玩具有三个优势。
首先，3D打印技术适合个性化定制，能满足儿童对玩具的个性化需求。在不增加制造成本的前提下，满足每一个使用者的个性化需求，是3D打印技术最突出的优势。在第二次和第三次工业革命期间，模具化大生产是儿童玩具制造的主要方式。这种方式的最大优点是利益最大化，但缺点是忽视了儿童对玩具的个性化需求。3D打印技术在快速生产以及灵活性方面极具优势，在生产过程中免去了3D建模之后的一切传统生产环节，设计者只需将数字模型和材料进行调整即可生产出不同产品，并且不会因为打印数量的多少而导致成本的额外增减。这使得3D打印技术在个性化定制生产、小批量生产以及产品定型之前的验证性制造等方面，可以大大降低加工成本。3D打印技术将促成依据消费者的个性化需求进行定制的生产模式。所以，伯曼（Berman）指出，“未来的3D打印会像电子书和音乐下载一样，使消费者可以在网上选择他们需要的产品，也促使公司在确保利益的前提下为小规模定制的用户提供服务”。可以说，3D打印技术能便捷地实现儿童对玩具的个性化需求。
其次，3D打印技术适合复杂结构的快速制造，支持儿童玩具设计者将创意变成现实。与传统机械加工、模具成形等制造工艺相比，3D打印技术将三维实体加工变成了若干二维平面加工，大大降低了制造的复杂度。从理论上讲，设计者只要通过计算机设计出相应产品的结构模型，就可以应用3D打印技术在无需刀具、模具及复杂工艺的条件下迅速地将设计变为实物。这是传统加工技术无法比拟的。可以说，3D打印技术延伸和拓展了人类的物理技能，创设了人类前所未有的造物想象空间。3D打印可以制造出传统方法难以加工的高度复杂形状，可以自由组合材料，可以一次性成型复杂物品，可以实现精确的实体复制，等等。可以说，“所想即所得”的造物时代就在眼前。
最后，3D打印技术既安全环保，又节省成本，在削减玩具生产投入成本的同时，顺应了新工业革命时期对产业生产的高要求。传统制造工艺容易造成原材料的浪费。而3D打印是增材制造，原材料是按照计算机3D模型分层逐层添加、黏合而成的，在产品制造过程中几乎不会产生无关的剩余物。另外，由于3D打印技术有生产周期短、随时打印、按需打印、无需库存等特点，所以一旦技术走向全面成熟，整个生产环节的成本将得到极大的节约。相信随着科技的发展，3D打印技术在环保和节约成本方面的优势会进一步凸显。
本内容刊载于《幼儿教育·教育科学》总第663、664期。转载请注明：转自《幼儿教育》杂志微信。