朱蕓怡 鄒正陽

摘要：3D打印技術(shù)是以數(shù)字模型為基礎(chǔ)，采用一種增材制造的新型制造技術(shù)，是在一個三維立體空間中制造東西的技術(shù)，所采用的原理很簡單，就如同建房子一樣，建筑者一層一層的把磚塊砌起來。3D打印資料，通過電腦控制，打印資料以疊加方式，把計算機上的藍圖變成實物。目前，3D打印對各行業(yè)的發(fā)展具有重要意義?；诖耍疚木鸵?D打印技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展進行討論。

關(guān)鍵詞：3D打印;復(fù)合工藝;工業(yè)應(yīng)用;產(chǎn)業(yè)化發(fā)展

前言：隨著科學(xué)技術(shù)的進步，新工藝、新材料的出現(xiàn)使3D打印技術(shù)得到了更進一步完善。3D打印作為重要的增材制造技術(shù)，它的出現(xiàn)，推動著新一次工業(yè)革命的發(fā)展，突破了傳統(tǒng)制造工藝的產(chǎn)品設(shè)計，它通過計算機圖形數(shù)據(jù)直接打印出復(fù)雜形狀的零件，因制作成本低，生產(chǎn)周期短，人們對它的認識越來越清晰并且得到了廣泛使用。

1打印技術(shù)的優(yōu)勢

3D打印技術(shù)的優(yōu)勢可以直接打印出復(fù)雜的零件，制造成本低，生產(chǎn)周期短，可以做出傳統(tǒng)打印技術(shù)做不出來的東西，而且打印出來的東西輕，方便隨身攜帶。

1.1無需任何模具

3D打印技術(shù)最大的優(yōu)點就是不需要機械加工或任何模具，就可以直接從計算機圖形數(shù)據(jù)直接打印出復(fù)雜形狀的零件，大大的減少了產(chǎn)品生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本。與傳統(tǒng)技術(shù)相比極大減少了材料的浪費。

1.2 制造成品多樣

3D打印技術(shù)可以制造出傳統(tǒng)打印技術(shù)無法制造的東西。

1.3簡化制造過程

在設(shè)計概念和設(shè)計過程中，3D打印技術(shù)還可以簡化制造過程，在短時間內(nèi)制造出單個物品。不過打印機制造出來的零件與機器制造出來的零件比對起來，打印機制造出來的零件重量要輕，但是他們的堅固程度是一樣的。

3D打印的過程每一層都是分為兩個步驟，首先，在成型的部分噴灑一層特殊膠水，然后再將噴灑的膠水均勻涂抹，涂抹的地方會迅速凝固，而沒有噴灑到的地方仍是松散狀態(tài)。經(jīng)過一層層的涂抹，實體模型將會被打印成型，打印完畢后只要掃除松散的粉末即可刨出模型，而剩余粉末還可循環(huán)利用。

1.4無需考慮工藝問題

3D打印技術(shù)的出現(xiàn)使企業(yè)在生產(chǎn)零件時不用再考慮生產(chǎn)工藝問題，現(xiàn)在任何復(fù)雜的零件設(shè)計都可以通過3D打印機來實現(xiàn)。3D打印機可以在電子產(chǎn)品的商店購買，不過有的工廠也可以直接銷售。對于3D打印機使用的范圍，科學(xué)家表示還有很大的擴展空間。

目前，3D打印機對太空探索的任務(wù)非常重要。因為3D打印可以通過三維立體圖形對太空進行探索?，F(xiàn)在國際空間占有三成以上的零部件都可以用3D打印機生產(chǎn)制造，打印機將利用聚合物和其他材料擠壓增量制造技術(shù)逐層制造。通過3D打造的零部件和工具，增強太空任務(wù)的安全性和可靠性，同時可以降低太空運輸成本。

2傳統(tǒng)加工技術(shù)的局限性

西周時期，隨著人類生產(chǎn)力的提高，鐵農(nóng)具和冶鐵技術(shù)的出現(xiàn)引起了農(nóng)民對生產(chǎn)力的重視。第一次工業(yè)革命時期，出現(xiàn)了減材加工技術(shù)，這種技術(shù)減少了加工時間，產(chǎn)品表面粗糙度低，精度高，有利于大批生產(chǎn)等優(yōu)點，使其得到了廣泛運用。

到了21世紀(jì)科學(xué)技術(shù)不斷進步，對于產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)要求更加精密，單個零部件體積越來越小，對生產(chǎn)周期要求縮短，生產(chǎn)成本要求降低等。這些要求傳統(tǒng)加工工藝已經(jīng)無法實現(xiàn)。此外，環(huán)境保護已經(jīng)成為當(dāng)代制造業(yè)的發(fā)展趨勢，鑄造和鍛造過程中會產(chǎn)生打量廢氣，而且也會在生產(chǎn)中導(dǎo)致大量的材料浪費，這些技術(shù)已經(jīng)不能成為當(dāng)代生產(chǎn)的運用。

33D打印技術(shù)的市場應(yīng)用

3.1在航空領(lǐng)域的應(yīng)用

航空領(lǐng)域中的零件制造都是軍事機密，然而利用3D打印技術(shù)一些數(shù)據(jù)就不容易泄露，這就將安全放在了第一。航空領(lǐng)域雖然說發(fā)展了好多年，但在技術(shù)上還有很大的上升空間，這就意味著技術(shù)的轉(zhuǎn)型升級。如果用傳統(tǒng)打印技術(shù)制造的周期過于久，可以通過3D打印制造改變，3D打印制造出來的零部件更加精密，而且還可以設(shè)計出復(fù)雜的零部件，縮短制造周期。

3.2在汽車零部件制造領(lǐng)域的應(yīng)用

汽車零部件的開發(fā)是需要很長時間的研發(fā)、驗證。從研發(fā)到測試階段需要零件模具，不僅需要的時間長，成本還高。如果出現(xiàn)問題的話，修改零部件更需要很長的時間。而3D打印技術(shù)可以很快的制造出復(fù)雜的零部件，如果出現(xiàn)問題時，3D打印技術(shù)會自動提示是否修改，如果選擇修改，3D文件重新打印即可再次測試。而傳統(tǒng)打印技術(shù)卻不可以。根據(jù)這個技術(shù)，3D打印技術(shù)會讓未來零部件的開發(fā)成本更低，效率更高，質(zhì)量更好。

3.3在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的運用

近年來，隨著科技的發(fā)展，3D打印技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用取得了很大的發(fā)展。這項技術(shù)的出現(xiàn)解決了臨床醫(yī)學(xué)中面臨的問題。根據(jù)所用的醫(yī)用材料，3D打印技術(shù)做出了很大的貢獻比如3D打印體外診斷與預(yù)測模型、導(dǎo)板;細胞3D打印技術(shù);打印組織工程支架等材料都是依靠了3D打印技術(shù)。

現(xiàn)在醫(yī)用3D打印技術(shù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已經(jīng)取得很大的進步，尤其是在器官模型、導(dǎo)板、輔具和植入物等逐漸成熟。從目前使用情況來看，組織功能性器官的打印將是未來生物醫(yī)用3D打印的發(fā)展趨勢。為了進一步拓展3D打印技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域大力發(fā)展，我們應(yīng)該在政府的帶領(lǐng)下，建立完善的醫(yī)用材料打印制度，加強專業(yè)人員的培育。

3.4在建筑領(lǐng)域應(yīng)用

3D打印技術(shù)最先于外國，之后慢慢的傳入中國。3D打印技術(shù)在建筑領(lǐng)域最早在國內(nèi)完成的高分子材料景觀橋，這座橋技藝精湛，長、寬、高整體成s形狀，僅僅只用了幾十天時間一次性成型，然后在進行加固，從而形成了一座完美的橋。荷蘭砌磚工人負責(zé)的項目就是專門展示3D打印如何削減成本和泥土浪費，從而從中找出規(guī)律，并將技術(shù)進一步改進，在工地進行3D打印出整個房子。

3.5在軍事領(lǐng)域應(yīng)用

軍事領(lǐng)域應(yīng)用在3D打印技術(shù)中具有創(chuàng)新性發(fā)展，3D打印技術(shù)可在最快時間內(nèi)實現(xiàn)工具與設(shè)備的快速制造。未來的戰(zhàn)爭將是信息化戰(zhàn)爭，3D打印技術(shù)可給人傳遞更多的信息以及最有保障的支撐。3D打印技術(shù)與傳統(tǒng)的機械加工完全不一樣，不需要模具和機械即可直接打印出完美的設(shè)備。美國通過3D打印技術(shù)打印出金屬手槍受到了世界各國的認可，該槍能射出六百多發(fā)子彈，威力大，綜合性強。醫(yī)療部件及救助用具制作是3D打印技術(shù)為我們帶來了方便，可根據(jù)不同的形狀來對工具進行打印，為戰(zhàn)場上受傷的士兵打印支架以及打印床等方便隨時打印。未來的3D打印技術(shù)將不斷改進，并將會在軍事技術(shù)領(lǐng)域發(fā)揮主導(dǎo)和促進作用。

3.6在食品領(lǐng)域應(yīng)用

3D打印在食品領(lǐng)域內(nèi)居于很高的地位，到目前為止3D打印可打印出三十多種食品，可以說是非常具有先進技術(shù)領(lǐng)域。3D打印食品最先出來的是3D巧克力，而巧克力是通過好幾種材料組合而成的，由于人們對食品樣式、形狀都有所提高，偉大的科學(xué)技術(shù)家根據(jù)不同的形狀一層一層、一次又一次的疊加而形成人們喜愛的樣式。還有3D打印糖果，根據(jù)不同的形狀、顏色、味道以及糖果的軟硬來打印出各具特色的美麗糖果，可以說是根據(jù)老人、小孩子等人的不同需要來進行3D打印。

3D打印食品領(lǐng)域在世界具有先進的特色作用，能引領(lǐng)人們更好的創(chuàng)造世界，并且在國內(nèi)市場的經(jīng)營范圍也非常的廣，能夠更好的發(fā)揮市場作用。

4結(jié)束語

3D打印技術(shù)的應(yīng)用可以說是無奇不有，無所不能。很多方面都會應(yīng)用到3D打印可以說是技術(shù)先進且非常廣泛。3D打印技術(shù)猶如狂猛的風(fēng)暴來席卷著傳統(tǒng)的制造工業(yè)，直接一次成型不需二次改造。并且3D打印技術(shù)處理的數(shù)據(jù)量也很大，可替代傳統(tǒng)的打印技術(shù)，并且為社會為人民提供便利，具有先進的特色作用，可以說是前景不可想象，在未來必定會成為新時代的標(biāo)桿。

參考文獻：

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