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3D 打印，即快速成型技術(shù)的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬
或塑料等可粘合材料，通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)。 3D 打印通常是采用數(shù)字技
術(shù)材料打印機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 常在模具制造、 工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域被用于制造模型， 后逐漸用于一些
產(chǎn)品的直接制造， 已經(jīng)有使用這種技術(shù)打印而成的零部件。 該技術(shù)在珠寶、 鞋類、工業(yè)設(shè)計(jì)、
建筑、工程和施工（ AEC ）、汽車，航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程、槍支以及其他領(lǐng)
2、域都有所應(yīng)用。
3D 打印技術(shù)的原理基本分為三部分：
1.三維設(shè)計(jì)
3D 打印的設(shè)計(jì)過(guò)程是：先通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) (CAD) 或計(jì)算機(jī)動(dòng)畫建模軟件建模，再
將建成的三維模型“分割”成逐層的截面，從而知道打印機(jī)逐層打印。 設(shè)計(jì)軟件和打印機(jī)之
間協(xié)作的標(biāo)準(zhǔn)文件格式 STL 文件格式。一個(gè) STL 文件使用三角面來(lái)大致模擬物體的表面。
三角面越小其生成的表面分辨率越高。 PLY 是一種通過(guò)掃描來(lái)產(chǎn)生三維文件的掃描器，其
生成的 VRML 或者 WRL 文件經(jīng)常被用作全彩打印的輸入文件。
2.打印過(guò)程
打印機(jī)通過(guò)讀取文件中的橫截面信息
3、， 用液體狀， 粉狀或片狀的材料將這些截面逐層的
打印出來(lái)， 再將各層截面以各種方式粘合起來(lái)從而制造出一個(gè)實(shí)體。 這種技術(shù)的特點(diǎn)在于其
集合可以造出任何形狀的物品。
傳統(tǒng)的制造技術(shù)如住塑法可以以較低的成本大量制造聚合物產(chǎn)品， 而 3D 打印技術(shù)則可
以以更快， 更有彈性以及更低成本的辦法生產(chǎn)數(shù)量相對(duì)較少的產(chǎn)品。一個(gè)桌面尺寸的 3D 打
印機(jī)就可以滿足設(shè)計(jì)者或概念開發(fā)小組制造模型的需要。
3.完成
目前 3D 打印機(jī)的分辨力對(duì)大多數(shù)應(yīng)用來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠（在彎曲的表面可能會(huì)比較粗糙，
像圖像上的鋸齒一樣），要獲得更高分辨率的物品可以通過(guò)如下方法：
4、先用當(dāng)前的 3D 打印
機(jī)打出稍大一點(diǎn)的物體，再稍微經(jīng)過(guò)表面打磨即可得到表面光滑的“高分辨率”物品。
有些技術(shù)可以同時(shí)使用多種材料進(jìn)行打印。有些技術(shù)在打印的過(guò)程中還會(huì)用到支撐物，
比如在打印出一些有倒掛狀的物體時(shí)就需要用到一些易于除去的東西 （如可溶的東西） 作為
支撐物。
3D 打印技術(shù)的快速發(fā)展給生活帶來(lái)了優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)也帶來(lái)了許多缺點(diǎn)，首先， 3D 打印
相比傳統(tǒng)制造的優(yōu)勢(shì)在于：速度快。 一次性完成而非分布優(yōu)化，產(chǎn)品形狀想象空間更大，可
以用軟件做出傳統(tǒng)制造不方便完成的形狀。 此外，修改成本小， 只需要在軟件中修改部分參
5、
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數(shù)，就可以快速生產(chǎn)出新版。另外， 3D 打印缺點(diǎn)是：對(duì)于一般要求較低、專業(yè)性不強(qiáng)的部
件， 3D 打印可以滿足要求，但是對(duì)于高硬度的產(chǎn)品， 3D 打印明顯力不從心。首先是材料
性能差，強(qiáng)度、剛度、機(jī)械加工性都遠(yuǎn)不如加工方式；其次是材料局限，成本高。目前 3D
打印機(jī)使用的材料非常有限，主要是石膏、無(wú)機(jī)粉料、光敏樹脂、塑料等。 3D 打印成品非
常“脆弱”，一捏就碎，經(jīng)不起折騰；再次是精度問(wèn)題。由于分層制造存在臺(tái)階效應(yīng)，每個(gè)
層
6、次雖然很薄，但在一定微觀尺度下，仍會(huì)形成與有一定厚度的一級(jí)級(jí)“臺(tái)階”，如果需要
制造的對(duì)象表面勢(shì)圓弧形，那么就會(huì)造成精度上的偏差。
3D 打印按需定制、以相對(duì)低廉的成本制造產(chǎn)品一度被認(rèn)為是科幻想象，而現(xiàn)在已經(jīng)變
成現(xiàn)實(shí)，其發(fā)展趨勢(shì)將逐漸加速：
1.3D 打印技術(shù)將成為工業(yè)化力量
3D 打印原先只能用于制造產(chǎn)品原型以及玩具。而現(xiàn)在它將成為工業(yè)化力量。你乘坐的
飛機(jī)將使用 3D 打印制造的零部件，這些零部件能夠讓飛機(jī)變得更輕、更省油。
事實(shí)上，一些 3D 打印的零部件已經(jīng)被應(yīng)用于飛機(jī)上。該技術(shù)也將被國(guó)防、汽車等工業(yè)
應(yīng)用于特種零部件的直接制造?？?/p>
7、之，在你不知不覺(jué)的情況下，通過(guò) 3D 打印制造的飛機(jī)、
汽車乃至家電的零部件數(shù)量將越來(lái)越多。
2.3D 技術(shù)的發(fā)展將使產(chǎn)品創(chuàng)新速度加快
從新車型到更好的家電， 一切產(chǎn)品的設(shè)計(jì)速度都將加快， 從而將創(chuàng)新更快的退向消費(fèi)者。
由于運(yùn)用 3D 打印的快速原型制造技術(shù)能夠縮短把產(chǎn)品概念轉(zhuǎn)化為成熟產(chǎn)品設(shè)計(jì)的時(shí)間， 設(shè)
計(jì)人員將能夠?qū)Ｗ⒂诋a(chǎn)品的功能。
雖然使用 3D 打印的快速原型制造技術(shù)并不是新鮮事物， 但迅速降低的成本、 功能得到
改進(jìn)的設(shè)計(jì)軟件以及越來(lái)越多的打印材料意味著設(shè)計(jì)人員將能更方便的使用 3D 打印機(jī)， 使
他們能夠在設(shè)計(jì)的早期
8、階段就打印出原型產(chǎn)品、 進(jìn)行修改以及重新打印等等， 從而加速創(chuàng)新，
其結(jié)果將是更好的產(chǎn)品以及更快的設(shè)計(jì)速度。
3.3D 打印機(jī)為制造工廠提供助力
我們有望再制造工廠力看到 3D 打印機(jī)。一些特殊的零部件已經(jīng)由 3D 打印機(jī)更經(jīng)濟(jì)的
生產(chǎn)出來(lái)了。但僅僅是在小規(guī)模范圍內(nèi)。對(duì)于 3D 打印技術(shù)，很多制造商將開始嘗試原型制
造以外的應(yīng)用。
隨著 3D 打印機(jī)的性能不斷提高以及制造商將其整合進(jìn)生產(chǎn)線和供應(yīng)鏈的經(jīng)驗(yàn)變得更加
豐富， 我們有望看到集成了 3D 打印零部件的混合制造工藝。 而消費(fèi)者渴望的那些需要通過(guò)
3D 打印機(jī)制造的產(chǎn)品將進(jìn)一步加速此進(jìn)
9、程。
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4.3D 打印技術(shù)將用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域
通過(guò) 3D 打印制造的醫(yī)療植入物將提高你身邊一些人的生活質(zhì)量，因?yàn)?3D 打印產(chǎn)品可
以根據(jù)確切體型匹配定制， 如今這種技術(shù)已被應(yīng)用于制造更好的鈦質(zhì)骨植入物、 義肢以及矯
正設(shè)備。
打印制造軟組織的實(shí)驗(yàn)已在進(jìn)行當(dāng)中， 很快通過(guò) 3D 打印制造的血管和動(dòng)脈就有可能應(yīng)
用于手術(shù)之中。 目前 3D 打印技術(shù)在醫(yī)療應(yīng)用方面的研究涉及納米醫(yī)學(xué)、 制藥乃至器官打印。
做最理想的情況是， 3
10、D 打印技術(shù)在未來(lái)某一天有可能使定制藥物成為現(xiàn)實(shí)，并緩解器官供
體短缺的問(wèn)題。
對(duì)于中國(guó) 3D 打印技術(shù)的發(fā)展，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，還不算太好，一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)仍存在問(wèn)
題，比如產(chǎn)業(yè)鏈不完整、 關(guān)鍵打印材料制造技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化仍有短板、 大功率激光器等核元心
件仍依靠進(jìn)口等。
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3D打印簡(jiǎn)介
