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什么是3d打印技術(shù)？

  3d打印技術(shù)，是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。3d打印機則出現(xiàn)在上世紀(jì)90年代中期，即一種利用光固化和紙層疊等技術(shù)的快速成型裝置。它與普通打印機工作原理基本相同，打印機內(nèi)裝有液體或粉末等“印材料”，與電腦連接后，通過電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來，最終把計算機上的藍圖變成實物。如今這一技術(shù)在多個領(lǐng)域得到應(yīng)用，人們用它來制造服裝、建筑模型、汽車、巧克力甜品等。

  3D打印的歷史及其發(fā)展通過加法工藝進行3D打印的最早記錄是1981年的日本發(fā)明家小玉英夫（Hideo Kodama）。他發(fā)明了一種產(chǎn)品，該產(chǎn)品使用紫外線來硬化聚合物并產(chǎn)生固體物體。這是立體光刻（SLA）的墊腳石。

  查爾斯·赫爾（Charles Hull）發(fā)明了立體光刻技術(shù)，該工藝類似于3D打印，該工藝使用技術(shù)來創(chuàng)建較小版本的對象，以便在花費時間和金錢來創(chuàng)建實際產(chǎn)品之前就可以對其進行測試。逐層打印對象，用溶劑沖洗，然后用紫外線硬化。該過程使用計算機輔助設(shè)計（CAD）創(chuàng)建3D模型。

  選擇性激光燒結(jié)（SLS）是另一種更高級的3D打印形式。它使用增材制造和粉末聚合物（通常是尼龍）來創(chuàng)建對象。SLS使用激光將粉末逐層熔合在一起，形成比SLA能夠形成的形狀更復(fù)雜的形狀。

  由Scott Crump開發(fā)的熔融沉積建模（FDM）是當(dāng)今最常見的3D打印形式。它被稱為“臺式3D打印機”，因為它是該技術(shù)最常用的形式。為了形成物體，打印機將熱塑性電纜加熱成液體形式，然后逐層擠出。

  3D打印將會大范圍應(yīng)用

  從技術(shù)方面來看，熔融沉積成型（FDM）是3D打印發(fā)展的核心技術(shù)，最初是采用普通的加熱棒，通過打印頭擠出后固化成型。發(fā)展至今，已經(jīng)出現(xiàn)了多射流熔融、激光燒結(jié)熔融技術(shù)、EBM電子束熔融等多種先進的熔融技術(shù)，使得3D打印可以采用更多的材料。

  在3D打印材料方面，從過去只是塑料成型到現(xiàn)在的樹脂、石墨、陶瓷、金屬以及有機生物材料，新型材料技術(shù)的不斷突破，進一步擴大了3D打印的應(yīng)用范圍。

  隨著熔融技術(shù)和材料的發(fā)展，3D打印擴展到各個領(lǐng)域已經(jīng)不是問題。目前來說，在離散制造業(yè)中，汽車和航空航天行業(yè)是3D打印最大應(yīng)用市場，汽車廠商開始利用3D打印技術(shù)制造汽車零部件，它代替了沖壓機、注塑機等設(shè)備。3D打印可以支持更多的定制化服務(wù)，幫助航空制造商實現(xiàn)發(fā)動機葉片到座椅的個性化制造。

  此外，預(yù)計醫(yī)療行業(yè)未來幾年將進一步發(fā)展，例如打印生物組織、器官、骨骼等物體，醫(yī)療保健提供商預(yù)計將增加3D打印的支出，復(fù)合年增長率預(yù)計為19.5％。除了工業(yè)和醫(yī)療方向，3D打印還有應(yīng)用于售后零件、建筑設(shè)計方面，3D打印隱藏的巨大空間很快會釋放出來。

  在3D打印材料方面，從過去只是塑料成型到現(xiàn)在的樹脂、石墨、陶瓷、金屬以及有機生物材料，新型材料技術(shù)的不斷突破，進一步擴大了3D打印的應(yīng)用范圍。

  隨著熔融技術(shù)和材料的發(fā)展，3D打印擴展到各個領(lǐng)域已經(jīng)不是問題。目前來說，在離散制造業(yè)中，汽車和航空航天行業(yè)是3D打印最大應(yīng)用市場，汽車廠商開始利用3D打印技術(shù)制造汽車零部件，它代替了沖壓機、注塑機等設(shè)備。3D打印可以支持更多的定制化服務(wù)，幫助航空制造商實現(xiàn)發(fā)動機葉片到座椅的個性化制造。

  此外，預(yù)計醫(yī)療行業(yè)未來幾年將進一步發(fā)展，例如打印生物組織、器官、骨骼等物體，醫(yī)療保健提供商預(yù)計將增加3D打印的支出，復(fù)合年增長率預(yù)計為19.5％。除了工業(yè)和醫(yī)療方向，3D打印還有應(yīng)用于售后零件、建筑設(shè)計方面，3D打印隱藏的巨大空間很快會釋放出來。

  3d打印技術(shù)的優(yōu)點

  3d打印技術(shù)的魅力在于它不需要在工廠操作，桌面打印機可以打印出小物品，3d打印技術(shù)產(chǎn)品而且，人們可以將其放在辦公室一角、商店甚至房子里;而自行車車架、汽車方向盤甚至飛機零件等大物品，則需要更大的打印機和更大的放置空間。

  3d打印技術(shù)發(fā)展趨勢

  關(guān)于什么是3d打印技術(shù)的問題總結(jié)，不過現(xiàn)在3d打印技術(shù)還不夠成熟，材料特定、造價高昂，打印出來的還都處于模型階段，也就是說真正用于生活應(yīng)用的還并不多，但3d打印技術(shù)的前景很好，未來將有可能得到普及，進入我們的生活。

  3D打印機應(yīng)用領(lǐng)域

  1.模具制造

  傳統(tǒng)模具生產(chǎn)時間長，成本高。但是將3D打印技術(shù)與傳統(tǒng)的模具制造技術(shù)相結(jié)合，可以大大縮短模具制造的開發(fā)周期，提高生產(chǎn)率，這也是解決模具設(shè)計與制造薄弱環(huán)節(jié)的有效途徑。

  2.醫(yī)療領(lǐng)域

  近幾年，人們對3D打印技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用較多。以醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用3D打印技術(shù)制作人體器官模型，對外科手術(shù)有極大的應(yīng)用價值。

  3D打印機牙套

  3.航天航空

  在不久前，利用3d打印機成功打印出了航天發(fā)動機的重要零部件，與傳統(tǒng)技術(shù)想必3d打印機打印出來的產(chǎn)品讓成本縮減30%周期縮短40%，這將是航天領(lǐng)域的新征程。

  4.汽配配件

  3D打印技術(shù)用于汽車可以在數(shù)小時或數(shù)天之內(nèi)制作出概念模型，復(fù)雜結(jié)構(gòu)一次成型，滿足裝配拆卸在傳統(tǒng)制造工藝復(fù)雜結(jié)構(gòu)件一直是生產(chǎn)技術(shù)瓶頸，但是如果使用3D打印技術(shù)，這完全不是問題，只要有選料講究的3D打印就可完美解決問題。

  5.教育行業(yè)

  3D打印技術(shù)在國內(nèi)教育的應(yīng)用法方面應(yīng)該是普及率最高的，眾多院校都在探索3D打印技術(shù)與教學(xué)，開辦3D打印特色課程，激發(fā)3D打印技術(shù)在教育方面的應(yīng)用。隨著3D打印在教育領(lǐng)域的發(fā)展，社會對3D打印的認(rèn)知程度越來越高，相信在未來，3D打印技術(shù)將在教育領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。