3D打印技术的市场应用及发展前景分析
被称为“第三次工业革命重要标志之一”的一项新兴打印技术——3D打印技术越来越多的走入到了人们的生活当中。3D打印技术的问世，是一项具有工业革命意义的高新制造技术，同时也代表了世界制业最新发展趋势。为此，拟从3D打印技术的国内外发展现状入手，通过分析3D打印技术的市场应用及所存在的问题，研究我国3D打印的发展前景，为我国的3D打印产业的长远发展出谋划策。
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3D打印技术；市场应用；发展前景
F27
1 引言
当前，新一轮的数字化制造浪潮已在世界各国悄然兴起，随着发达国家制造业竞争力的持续下滑，“智能机器人、人工智能、3D打印”将成为实现数字化制造的关键技术。英国《经济学人》杂志曾经在2012年4月份发表了一个封面故事《第三次工业革命》，这个故事在论述数字技术给我们的世界带来变革的同时，特别的提到了3D打印技术会因为对传统工业制造规模效应的冲击将得到非常广阔的发展空间。作为第三场产业革命的标志之一，3D打印技术已在全球制造领域产生了重要影响。该技术已经不是研究员、科学家的专用技术，3D打印机甚至在一些欧美发达国家的应用也相当普遍。它已经从实验室和工厂逐渐走进学校和家庭。3D打印的服装已频频出现在全球各大时装展上，3D打印的曲奇和糕点已成为许多家庭餐桌上颇受欢迎的小点心，就连3D打印的个性家具也受到年轻人的喜爱，在自行车和汽车等交通工具的设计中也日益呈现3D打印元素。从小朋友的定制玩具，到父母的立体婚纱照，再到爷爷奶奶的义齿，3D打印能使家庭中的每个成员都感到惊喜并从中获益。3D打印技术逐渐从打印物体外包造型过渡到打印物体的内部构成，最终发展到打印物体的高级功能和行为阶段。总而言之，3D打印技术在世界上的发展速度已经开始加速。
2 3D打印技术的市场应用现状
经过多年的发展，3D打印技术已初步形成了一套体系，同时该技术可应用的领域也逐渐扩大，已涵盖产品设计、模具设计与制造、材料工程、医学研究、文化艺术、建筑工程等各个领域，前景远大。显然，只有不断提高3D打印技术的应用水平，才能持续推动3D技术的发展。3D打印技术的实际应用主要集中在以下几个方面。
2.1 产品设计领域
浅析3D打印技术的发展前景和对策 摘要：3D打印技术，毋庸置疑，已成为可预见未来的核心技术革命之一，其发展之势如日中天，不可逆转。注目时局，高度重视3D打印技术的研发并稳步推进其试点运行将成为积极应对3D打印技术浪潮袭来的应有之态度及举措。 关键词：3D打印技术，发展前景，态度对策 引言 众所周知，第一次工业革命和第二次工业革命分别以蒸汽机的发明和电气化的使用为标志，以其强大的生产力解放为基础，深刻地改变了西方资本主义国家甚至整个世界的面貌，有力地推动了世界现代化的历史进程。显而易见，科学技术是第一生产力，更是当今世界格局下各国综合国力比较的核心指标之一，可以说，最新最前沿的科学技术的掌握和最早应用推广，将是未来国家间竞争的重要体现和地位分水岭。那么，当下最值得关心注目的科学技术是什么呢？毫无争议，3D打印技术将占一重要席位且有愈演愈烈之势。 一、3D打印技术的扼要介绍 3D打印技术目前最为引人注目的当推3D打印机，鉴于此，本文将把3D打印机作为其技术典型来探讨。3D打印机诞生于20 世纪80 年代中期，是由美国科学家最早发明的。3D打印机是指利用3D打印技术生产出真实三维物体的一种设备，其基本原理是利用特殊的耗材( 胶水、树脂或粉末等)按照由电脑预先设计好的三维立体模型,通过黏结剂的沉积将每层粉末黏结成型,最终打印出3D 实体。3D打印过程可分为两步，首先在需要成型的区域喷洒特殊的胶水，然后均匀喷洒粉末，粉末遇到胶水会迅速固化黏结，没有胶水的区域仍保持松散状态，重复这一过程直到实体模型被“打印”成型。由于其分层加工的过程与喷墨打印机十分相似，所以被称为“打印机”。[1] 二、3D打印技术的发展前景 正如著名的《经济学人》最近描述了3D打印技术的前景——这是一种新型的生产方式，能够促成第三次工业革命。根据研究3D打印机的前贤报告，可以从以下四个方面来一窥其势。未来5-10年，随着技术的不断进步及市场需求的扩大，3D打印机将呈现四个方面的发展趋势：（一）3D打印速度和效率将不断
3D打印技术的目前现状和发展趋势 物联网1501 张河钰0919150108 3D打印技术（3D printing），是快速成形技术的一种，它是一种数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印技术出现在20世纪90年代中期，实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。 一、3D打印技术简介 3D打印技术是指通过连续的物理层叠加，逐层增加材料来生成三维实体的技术，与传统的去除材料加工技术不同，因此又称为添加制造（AM，Additive Manufacturing）。作为一种综合性应用技术，3D打印综合了数字建模技术、机电控制技术、信息技术、材料科学与化学等诸多方面的前沿技术知识，具有很高的科技含量。3D打印机是3D打印的核心装备。它是集机械、控制及计算机技术等为一体的复杂机电一体化系统，主要由高精度机械系统、数控系统、喷射系统和成型环境等子系统组成。此外，新型打印材料、打印工艺、设计与控制软件等也是3D打印技术体系的重要组成部分。 目前，3D打印技术主要被应用于产品原型、模具制造以及艺术创作、珠宝制作等领域，替代这些领域传统依赖的精细加工工艺。3D打印可以在很大程度上提升制作的效率和精密程度。除此之外，在生物工程与医学、建筑、服装等领域，3D打印技术的引入也为创新开拓了广阔的空间。如2010年澳大利亚Invetech公司和美国Organovo公司合作，尝试以活体细胞为“墨水”打印人体的组织和器官，是医学领域具有重大意义的创新。 二、3D打印技术及产业国际国内发展现状 （1）国际情况 经过十多年的探索和发展，3D打印技术有了长足的进步，目前已经能够在0.01mm的单层厚度上实现600dpi的精细分辨率。目前国际上较先进的产品可以实现每小时25mm厚度的垂直速率，并可实现24位色彩的彩色打印。 目前，在全球3D打印机行业，美国3D Systems和Stratasys两家公司的产品占据了绝大多数市场份额。此外，在此领域具有较强技术实力和特色的企业/研发团队还有美国的Fab@Home和Shapeways、英国的Reprap等。 3D Systems公司是全世界最大的快速成型设备开发公司。于2011年11月收购了3D 打印技术的最早发明者和最初专利拥有者Z Corporation公司之后，3D Systems奠定了在3D打印领域的龙头地位。Stratasys公司2010年与传统打印行业巨头惠普公司签订了OEM 合作协议，生产HP品牌的3D打印机。继2011年5月收购Solidscape公司之后，Stratasys 又于2012年4月与以色列著名3D打印系统提供商Objet宣布合并。当前，国际3D打印机制造业正处于迅速的兼并与整合过程中，行业巨头正在加速崛起。 目前在欧美发达国家，3D打印技术已经初步形成了成功的商用模式。如在消费电子业、航空业和汽车制造业等领域，3D打印技术可以以较低的成本、较高的效率生产小批量的定制部件，完成复杂而精细的造型。另外，3D打印技术获得应用的领域是个性化消费品产业。如纽约一家创意消费品公司Quirky通过在线征集用户的设计方案，以3D打印技术制成实物产品并通过电子市场销售，每年能够推出60种创新产品，年收入达到100万美元。 （2）国内情况 自20世纪90年代以来，国内多所高校开展了3D打印技术的自主研发。清华大学在现代成型学理论、分层实体制造、FDM工艺等方面都有一定的科研优势；华中科技大学在分层实体制造工艺方面有优势，并已推出了HRP系列成型机和成型材料；西安交通大学自主
3D打印技术应用趋势及发展前景 摘要：21世纪以来，全世界围内都掀起了利用3D打印技术进行二维建模打造实体的热潮。3D打印自诞生至今，作为一种新型的高科技技术，在众多领域取得了令人瞩目的成就。许多国家将其视为第三次科技革命的新制高点，更因为其具有应用的广泛性、价值性和普及性的特点广泛受到人们的关注和热切的讨论。本文针对3D打印技术的特点，探讨了其在教育、医学、航坑、日常生活等众多领域的应用趋势及发展前景。 关键词：3D打印;发展现状;应用趋势 1 3D打印的概述 3D打印是能够有效地将数字化二维模型实体化的一种快速成型技术，它在设计和制造物体方面表现十分高效，又称增材制造。3D打印的工作原理就是将一个三维的几何拆分为若干个二维的平面，依据拆分对象的三維数据对打印对象进行逐层加工，利用成形设备层层材料堆积而形成所需要的立体模型，制造出实体三维模型。通俗一点来说，就像是现今社会上普遍存在的普通打印机，可以打印出纸面（即二维空间）上的任意图画，3D打印就是将三维几何切分成一个个二维平面进行打印，然后将平面进行顺序叠加，最终制造出一个实体立体几何模型。3D打印采用的是增材制造的方式，和采用减材制造的传统工艺有所不同，它在实现原材料的高效利用上具有重要意义，节约能源，是一种
更加符合现代化建设的制造方式。目前为止，发展的3D打印技术类型有熔融沉积式（FDM）、分层叠加式（GLOM）、光敏树脂固液化成式（SLA）、选择性粉末激光烧结式（SLS）、激光选区融化式（SLM）等[1]。 自3D打印技术产生以来，就是作为人类社会文明的一次重大突破而存在的。仅仅几十年的时间，3D打印技术就已经广泛应用于各个不同的领域，产生显著影响。同时，随着社会的进步，3D打印技术快速且广泛的被大众所关注、讨论和接受，3D打印机的价格也不断下降，更为其普及程度作出贡献，使更多普通用户能够体验到制造三维立体模型的所带来的新奇感与愉悦感。现如今3D打印技术的普遍应用，不仅仅是因为它更为多样化的材料选择和加工方式更加符合现代化道路的发展，也是因为它是人类文明历史上前所未有的一种生产生活方式和理念。准确来讲，3D打印并非是一种全新的技术，与其称它为新，不如称它是综合性生产方式，毕竟它综合了现代计算机、激光、材料等多种先进技术[2]。可以说3D打印是一种应运而生的综合型生产技术，是人类文明进步的体现。甚至有学者认为，人类社会的第三次工业革命将由3D打印技术来引领。3D打印技术的重要性也显而易见了，它在航空航天、食品、医学、考古、制造、生活艺术等领域的应用，在未来数十年都将会成为全球范围内的重要的研究课题[3]。 2 3D打印的优缺点
3 3D打印（3D Printing）技术作为快速成型领域的一种新兴技术，目前正成为一种迅猛发展的潮流。近一段时间，3D打印技术吸引了国内外新闻媒体和社会公众的热切关注。英国《经济学人》杂志2011年2月刊载封面文章，对3D打印技术的发展作了介绍和展望，文章认为：3D打印技术未来的发展将使大规模的个性化生产成为可能，这将会带来全球制造业经济的重大变革。很多新闻媒体乐观地认为：3D打印产业将成为下一个具有广阔前景的朝阳产业。 1 3D打印技术简介 3D打印技术是指通过连续的物理层叠加，逐层增加材料来生成三维实体的技术，与传统的去除材料加工技术不同，因此又称为添加制造（AM，Additive Manufacturing）。作为一种综合性应用技术，3D打印综合了数字建模技术、机电控制技术、信息技术、材料科学与化学等诸多方面的前沿技术知识，具有很高的科技含量。3D打印机是3D打印的核心装备。它是集机械、控制及计算机技术等为一体的复杂机电一体化系统，主要由高精度机械系统、数控系统、喷射系统和成型环境等子系统组成。此外，新型打印材料、打印工艺、设计与控制软件等也是3D打印技术体系的重要组成部分。 目前，3D打印技术主要被应用于产品原型、模具制造以及艺术创作、珠宝制作等领域，替代这些领域传统依赖的精细加工工艺。3D打印可以在很大程度上提升制作的效率和精密程度。除此之外，在生物工程与医学、建筑、服装等领域，3D打印技术的引入也为创新开拓了广阔的空间。如2010年澳大利亚Invetech公司和美国Organovo公司合作，尝试以活体细胞为“墨水”打印人体的组织和器官，是医学领域具有重大意义的创新。 2 3D打印技术及产业国际国内发展现状 2.1 国际情况 经过十多年的探索和发展，3D打印技术有了长足的进步，目前已经能够在0.01mm的单层厚度上实现600dpi的精细分辨率。目前国际上较先进的产品可以实现每小时25mm厚度的垂直速率，并可实现24位色彩的彩色打印。 目前，在全球3D打印机行业，美国3D Systems 和Stratasys两家公司的产品占据了绝大多数市场份额。此外，在此领域具有较强技术实力和特色的企业/研发团队还有美国的Fab@Home和Shapeways、英国的Reprap等。 3D Systems公司是全世界最大的快速成型设备开发公司。于2011年11月收购了3D打印技术的最 3D 打印技术与产业的发展及前景分析 王雪莹 （上海市科学学研究所，上海 200235） 摘要： 3D 打印技术是一种新兴的快速成型技术，近一段时间以来受到了社会的广泛关注。文章对3D 打印的技术体系和国内外产业发展现状、发展态势作了综合介绍，以国际产业调查资料为依据对3D 打印领域未来的产业发展前景和技术发展趋势作了预见性分析，并对现阶段的3D 打印产业投资和技术研发提出建议。关键词： 3D 打印；快速成型；添加制造；智能制造中图分类号： TP751 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）26-0003-032012年第26期（总第233期）NO.26.2012 （CumulativetyNO.233） 产业发展 I ndustrial Development
3D打印技术 一、3D打印的概念 我们日常生活中使用的普通打印机可以打印电脑设计的平面物品，而所谓的3D打印机与普通打印机工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，普通打印机的打印材料是墨水和纸张，而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是实实在在的原材料，打印机与电脑连接后，通过电脑控制可以把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。 3D打印技术，是以计算机三维设计模型为蓝本，通过软件分层离散和数控成型系统，利用激光束、热熔喷嘴等方式将金属粉末、陶瓷粉末、塑料、细胞组织等特殊材料进行逐层堆积黏结，最终叠加成型，制造出实体产品。与传统制造业通过模具、车铣等机械加工方式对原材料进行定型、切削以最终生产成品不同，3D打印将三维实体变为 若干个二维平面，通过对材料处理并逐层叠加进行生产，大大降低了制造的复杂度。这种数字化制造模式不需要复杂的工艺、不需要庞大的机床、不需要众多的人力，直接从计算机图形数据中便可生成任何形状的零件，使生产制造得以向更广的生产人群范围延伸。 二、3D打印的原理 3D打印并非是新鲜的技术，这个思想起源于19世纪末的美国，并在20世纪80 年代得以发展和推广。中国物联网校企联盟把它称作“上上个世纪的思想，上个世纪的技术，这个世纪的市场”。三维打印通常是采用数字技术材料打印机来实现。这种打印机的产量以及销量在二十一世纪以来就已经得到了极大的增长，其价格也正逐年下降。 使用打印机就像打印一封信：轻点电脑屏幕上的“打印”按钮，一份数字文件便被 传送到一台喷墨打印机上，它将一层墨水喷到纸的表面以形成一副二维图像。而在3D 打印时，软件通过电脑辅助设计技术（CAD ）完成一系列数字切片，并将这些切片的信息传送到3D打印机上，后者会将连续的薄型层面堆叠起来，直到一个固态物体成型。3D打印机与传统打印机最大的区别在于它使用的“墨水”是实实在在的原材料。 三、3D打印的过程 1）三维设计阶段：先通过计算机建模软件建模，再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面，即切片，从而指导打印机逐层打印。 设计软件和打印机之间协作的标准文件格式是STL文件格式。一个STL文件使用三角面来近似模拟物体的表面。三角面越小其生成的表面分辨率越高。PLY是一种通过
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/4a10867246.html, 3D打印技术的应用及发展前景 作者：冯进成李海兵蒋月静 来源：《中国科技博览》2015年第21期 [摘要]3D打印技术是一种新兴的快速成型技术，近一段时间以来受到了社会的广泛关注。3D打印被誉为“第三次工业革命”的核心技术，3D打印技术的问世，是一项具有工业革命意义的高新制造技术，同时也是代表了世界制造业最新发展趋势，本文对3D打印的产业发展前景和发展趋势做了预见性分析，通过分析3D打印即使的应用以及所存在的问题，研究我国3D打印的发展前景，为我国的3D打印产业的长远发展出谋划策。 [关键词]3D打印技术；应用；发展前景 中图分类号：TP334.8 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）21-0139-01 引言 众所周知，第一次工业革命和第二次工业革命分别以蒸汽机的发明和电气化的使用为标志，以其强大的生产力解放为基础，深刻地改变了西方资本主义国家甚至整个世界的面貌，有力地推动了世界现代化的历史进程。显而易见，科学技术是第一生产力，更是当今世界格局下各国综合国力比较的核心指标之一，可以说，最新最前沿的科学技术的掌握和最早应用推广，将是未来国家间竞争的重要体现和地位分水岭。那么，当下最值得关心注目的科学技术是什么呢？毫无争议，3D打印技术将占一重要席位且有愈演愈烈之势。 一、3D打印技术概况 3D打印技术是指通过连续的物理层叠加，逐层增加材料来生成三维实体的技术，与传统的去除材料加工技术不同，因此又称为添加制造（AM，Additive Manufacturing）。3D 打印（3Dprinting）是制造业领域正在迅速发展的一项新兴技术，被称为“具有工业革命意义的制造技术”。运用该技术进行生产的主要流程是：应用计算机软件设计出立体的加工样式，然后通过特定的成型设备（俗称“3D 打印机”），用液化、粉末化、丝化的固体材料逐层“打印”出产品。 作为一种综合性应用技术，3D打印综合了数字建模技术、机电控制技术、信息技术、材料科学与化学等诸多方面的前沿技术知识，具有很高的科技含量。3D打印机是3D打印的核心装备。它是集机械、控制及计算机技术等为一体的复杂机电一体化系统，主要由高精度机械系统、数控系统、喷射系统和成型环境等子系统组成。此外，新型打印材料、打印工艺、设计与控制软件等也是3D打印技术体系的重要组成部分。 二、3D打印技术的应用
3D打印技术的优势及发展前景分析 1 3D打印技术简介 3D打印技术是利用物理层的连续叠加，并应用相关材料实施逐层增加，最终生成三维实体的一种高新技术，3D打印与传统建筑技术具有显著差异，根据3d打印的实施过程可以将其简称为添加制造。3D打印是当前制造业先进科技的发展趋势，对于传统工业制造具有革命性意义。在实际应用过程中主要分为三大步骤，首先是在计算机上使用相关软件设计出需要打印的模型，其次利用相关的成型设备也就是3D打印机，使用各种材料实施打印过程，进而将所需产品制造出来。 3D打印技术具有高度的综合性与复杂性，不仅将计算机上的数字建模技術和机电控制技术进行有机结合，还将先进的信息技术、材料使用技术以及化学应用技术等进行吸纳应用，因此3D打印技术在实际应用过程中能够发挥出强大作用。3D打印机是3D打印技术的关键所在，3D打印机需要实现完美的控制，同时需要与计算机进行有效连接，进而将计算机上的模型转换为具体的实物，3D打印技术包含多个系统，具体来讲主要包括高精度机械系统、数控系统、喷射系统和成型环境等子系统。此外在3D打印过程中，使用的打印材料、打印的工艺以及计算机上的模型设计等都是3D打印技术不可缺少的有机组成部分。 2 3D打印技术的优势 3D打印技术的优势非常明显，首先，3D打印技术可以弥补传统制造业无法顺利制造的零件，传统工业制造方法是将毛坯根据零件需要进行切除，这种制造方法属于多维加工；另一种零件制造方法就是使用对应的模具，将相关的材料融化后进行浇筑，这种零件制造方法只能生产一些构造简单的零件，至于那些构造复杂精密的零件传统制造方法无法有效完成。在这方面3D打印技术具有强烈优势，因为3D
3D打印技术优劣分析与前景展望 摘要：3D打印是最近兴起的一种快速成型的技术，现在已经引起了社会的广泛关注。3D打印技术相比传统制造技术具有不可超越的优势，但也存在着一些不足之处。本文对3D打印技术的优劣进行了分析和比较，对其发展前景进行展望，也对其发展方向提出一些可行性建议。 关键词：3D打印；优势与劣势；发展前景 DOI：10.16640/https://www.doczj.com/doc/4a10867246.html,ki.37-1222/t.2015.24.257 3D打印技术被普遍认为是“第三次工业革命”的重要标志之一，因为它已经在各个领域给全世界带来不可预估的重大革新[1]。依据3D打印的理念，我们能够制造各种各样我们能够设计出来的东西。 1 3D打印技术简介 3D打印技术，在学术上又被称为“添加制造”技术，也可称做增材或增量制造。3D打印技术的主要工艺类型有以下几种，如：光固成型技术、立体光刻技术、PVC塑料复膜烫印技术以及熔融挤出成型技术和三维喷绘打印技术等[2]。产品的类型则主要有桌面级和工业级两个级别，其中桌面级可以直观阐述3D打印技术所包含的工艺原理与流程，工业级3D打印机可划分为直接产品制造和快速原型制造两
种类型。 2 3D打印技术的主要应用 3D打印技术可以应用到各个行业，只要这个行业能够提供模型或者是原型。目前，3D打印技术已经在工业设计、航空航天、机械制造、文化艺术、军事等领域得到了较为广泛的应用。随着技术自身的发展，它的应用领域将继续扩展。这些应用主要表现在以下四个方面： （1）设计功能原型：设计师通过制造的原型去证明设计的合理性，同时还可以使用三维组件进行性能的测试和细致的工程评价。原型组件的制作可以大幅度提高生产效率，一般可以提升数小时到数十个小时，而且还便快速找出缺点，避免因为后期出现的工程性变更而付出不应有的代价。 （2）模型工具制造：在企业的制造工序中，如果需要模型、夹具、测量仪器、样品、钻模等工具，就可以使用3D 打印技术进行制作，就不需要在购买和安装机器上消耗大量时间和经济成本。进行铸型或浇铸，3D技术打印设备在工作制作方面有助于节约时间，减少不必要的支出，同时优化生产操作，减少人为因素的影响。 （3）制造成品：3D打印现已成为产品制造行业的主导技术，3D打印技术与传统生产技术相比，能够大幅度降低生产成本，加快生产周期。同时可以忽略时间和空间的限制，在有必要的时候对产品进行模型修改，可以给企业在开拓小
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3D打印技术 一、3D打印的概念 我们日常生活中使用的普通打印机可以打印电脑设计的平面物品，而所谓的3D打印机与普通打印机工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，普通打印机的打印材料是墨水和纸张，而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是实实在在的原材料，打印机与电脑连接后，通过电脑控制可以把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。 3D打印技术，是以计算机三维设计模型为蓝本，通过软件分层离散和数控成型系统，利用激光束、热熔喷嘴等方式将金属粉末、陶瓷粉末、塑料、细胞组织等特殊材料进行逐层堆积黏结，最终叠加成型，制造出实体产品。与传统制造业通过模具、车铣等机械加工方式对原材料进行定型、切削以最终生产成品不同，3D打印将三维实体变为若干个二维平面，通过对材料处理并逐层叠加进行生产，大大降低了制造的复杂度。这种数字化制造模式不需要复杂的工艺、不需要庞大的机床、不需要众多的人力，直接从计算机图形数据中便可生成任何形状的零件，使生产制造得以向更广的生产人群范围延伸。 二、3D打印的原理 3D打印并非是新鲜的技术，这个思想起源于19世纪末的美国，并在20世纪80年代得以发展和推广。中国物联网校企联盟把它称作“上上个世纪的思想，上个世纪的技术，这个世纪的市场”。三维打印通常是采用数字技术材料打印机来实现。这种打印机的产量以及销量在二十一世纪以来就已经得到了极大的增长，其价格也正逐年下降。 使用打印机就像打印一封信：轻点电脑屏幕上的“打印”按钮，一份数字文件便被传送到一台喷墨打印机上，它将一层墨水喷到纸的表面以形成一副二维图像。而在3D 打印时，软件通过电脑辅助设计技术（CAD）完成一系列数字切片，并将这些切片的信息传送到3D打印机上，后者会将连续的薄型层面堆叠起来，直到一个固态物体成型。3D打印机与传统打印机最大的区别在于它使用的“墨水”是实实在在的原材料。 三、3D打印的过程 1) 三维设计阶段：先通过计算机建模软件建模，再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面，即切片，从而指导打印机逐层打印。 设计软件和打印机之间协作的标准文件格式是STL文件格式。一个STL文件使用
3d打印机 太空3d打印机 3D打印机（3D Printers）是一位名为恩里科·迪尼（Enrico Dini）的发明家设计的一种神奇的打印机，它不仅可以“打印”出一幢完整的建筑，甚至可以在航天飞船中给宇航员打印任何所需的物品。 背景介绍 3D打印已经成为一种潮流，并开始广泛应用在设计领域，尤其是工业设计，数码产品开模等，可以在数小时内完成一个模具的打印，节约了很多产品 到市场的开发时间。[1] 3D 打印机可以用各种原料打印三维模型，使用3D 辅助设计软件，工程师设计出一个模型或原型之后，无论设计的是一所房子还是人工心脏瓣膜，之后通过相关公司生产的3D打印机进行打印，打印的原料可以是有机或者无机的的材料，例如橡胶、塑料、甚至是人体器官，不同的打印机厂商所 提供的打印材质不同。 3d打印机 太空3d打印机
3D打印机（3D Printers）是一位名为恩里科·迪尼（Enrico Dini）的发明家设计的一种神奇的打印机，它不仅可以“打印”出一幢完整的建筑，甚至可以在航天飞船中给宇航员打印任何所需的物品。 背景 3D打印已经成为一种潮流，并开始广泛应用在设计领域，尤其是工业设计，数码产品开模等，可以在数小时内完成一个模具的打印，节约了很多产品 到市场的开发时间。[1] 3D 打印机可以用各种原料打印三维模型，使用3D 辅助设计软件，工程师设计出一个模型或原型之后，无论设计的是一所房子还是人工心脏瓣膜，之后通过相关公司生产的3D打印机进行打印，打印的原料可以是有机或者无机的的材料，例如橡胶、塑料、甚至是人体器官，不同的打印机厂商所提供的打印材质 不同。[2] 发明伊始 三维打印机不仅使立体物品的造价降低，且激发了人们的想象力。未来三 维打印机的应用将会更加广泛。 据报道，美国科学家近日发明了一种可打印出三维效果的打印机，并已将 其成功 可打印出塑料制成的固体制品 推向市场。普通打印机能打印一些报告等平面纸张资料。而这种最新发明的打印机打印出的都是塑料制成的固体制品，它不仅使立体物品的造价降低，且激发了人们的想象力。未来三维打印机的应用将会更加广泛。 在此之前，三维打印机数量很少，大多集中在“科学怪人”和电子产品爱好者手中。他们主要用来打印像珠宝、玩具、工具、厨房用品之类的东西。甚至有汽车专家打印出了汽车零部件，然后根据塑料模型去订制真正市面上 买不到的零部件。 现在人们可以在一些电子产品商店购买到这类打印机，工厂也在进行直接销售。不过物以稀为贵，一套三维打印机的价格从一般的750美元到上等 质量的27000美元不等。
浅谈3D打印机现状与发展趋势 浅谈3D打印机现状与发展趋势 摘要：3D打印机（3D Printers）作为3D领域的一种前性产品，目前成为一种潮流正迅猛发展。3D打印机被称之为改变未来世界新的创造性科技，不仅改变了许多工厂的生产方式，给制造业带来一场革命，还将进入到我们的家庭，给工业生产和我们的生活带来巨大的革命性改变。 关键词：打印机打印过程建模喷嘴三维 一、起源 3D打印技术的核心制造思想最早起源于19世纪末的美国，到20世纪80年代后期3D打印技术发展成熟并被广泛应用。3D打印源自100多年前美国研究的照相雕塑和地貌成形技术，上世纪80年代已有雏形，其学名为“快速成型”。 在此之前，三维打印机数量很少，大多集中在“科学怪人”和电子产品爱好者手中。他们主要用来打印像珠宝、玩具、工具、厨房用品之类的东西。甚至有汽车专家打印出了汽车零部件，然后根据塑料模型去订制真正市上买不到的零部件。现在则主要用在航天、医疗等精密制造行业，以制作出普通工业流水线无法生产的复杂产品。 二、工作原理 工作原理是先通过计算机建模软件建模，再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面，从而指导打印机逐层打印。把数据和原料放进3D打印机中，机器会按照程序把产品一层层造出来，打印出的产品，可以即时使用。设计软件和打印机之间协作的标准文件格式是STL文件格式。一个STL文件使用三角面来近似模拟物体的表面，三角面越小其生成的表面分辨率越高。 3D打印是断层扫描的逆过程，断层扫描是把某个东西“切“成无数叠加的片，3D打印就是一片一片的打印，然后叠加到一起，成为一个立体物体。目前3D打印机可打印的材料主要有石膏、尼龙、ABS塑料、PC、树脂、金属、陶瓷等，这些原材料都是专门针对3D
中国3D打印行业门户金属3D打印技术应用现状及发展趋势分析 现在“3D打印”非常流行，是一个大家热议的词汇。我们先来认识一下3D打印，从字面来看，它就是三维立体打印的意思。目前，我们熟悉的平面打印机只能在纸上打印文字或图形，都没有高度，而3D打印可以打印一个立体的物品。所用的材料也可以选择，包括塑料、尼龙、木质、砂子、树脂、金属等，尺寸可以与完全一致，也可以按比例打印，实现了从设计图形数据直接生产实物的快速制造。举例来说，普通的平面打印机只能打印一个水杯的照片，而3D打印机可以打印一个真实的水杯，可以拿这个水杯喝水。 虽然3D打印是新概念，但并不是一个新技术，因为从上世纪八十年代开始，国内外各研究院所就已经开始研究，其专业术语里称为“快速成型”或“快速制造”（英文简称RP）。现在也有人称之为“增材制造”，这个说法是从3D打印的特殊制造方式而提出来的。 确实，增材制造与传统的制造存在很大的区别。例如：传统制造技术一般都是通过下料或制造辅助的模具来形成毛坯件，然后再进行大量的后续机械切削加工，最终满足实用的尺寸要求。从各种型材坯料或铸锻毛坯件到成品，会采用各式各样的加工手段，但基本原理都一样--去除材料以获得尺寸要求，称为“减材制造”。而3D打印采用不同的工艺，即采用增材堆积的措施，根据最终尺寸要求在一块基板上进行材料的堆积，堆积成型的零件直接使用，或者成型零件的表面进行微量加工，提高表面光洁度后即可使用。相比传统制造工艺，3D打印具有很多优势，包括： 1、材料总体利用率高； 2、无需开模，制造工序少，周期短； 3、可制造复杂结构的零件，如内部随形流道； 4、根据力学性能要求自由设计，不用考虑制造工艺。 就目前3D打印实现方式分析，主流的打印效率大约是0.1~2公斤/小时，其打印速度不高，通常用于单件或小批量零件的快速制造，免去开模费用和时间。虽然3D打印不适合于批量生产，但可以制造用于批量生产的各种模具的快速制造。 那么，3D打印如何实现的呢，上面我们谈到了“堆积”法，是的，3D打印技术就是逐层堆
3D打印技术应用趋势及发展前景 1 3D打印的概述 3D打印是能够有效地将数字化二维模型实体化的一种快速成型技术，它在设计和制造物体方面表现十分高效，又称增材制造。3D打印的工作原理就是将一个三维的几何拆分为若干个二维的平面，依据拆分对象的三維数据对打印对象进行逐层加工，利用成形设备层层材料堆积而形成所需要的立体模型，制造出实体三维模型。通俗一点来说，就像是现今社会上普遍存在的普通打印机，可以打印出纸面（即二维空间）上的任意图画，3D打印就是将三维几何切分成一个个二维平面进行打印，然后将平面进行顺序叠加，最终制造出一个实体立体几何模型。3D打印采用的是增材制造的方式，和采用减材制造的传统工艺有所不同，它在实现原材料的高效利用上具有重要意义，节约能源，是一种更加符合现代化建设的制造方式。目前为止，发展的3D打印技术类型有熔融沉积式（FDM）、分层叠加式（GLOM）、光敏树脂固液化成式（SLA）、选择性粉末激光烧结式（SLS）、激光选区融化式（SLM）等。 自3D打印技术产生以来，就是作为人类社会文明的一次重大突破而存在的。仅仅几十年的时间，3D打印技术就已经广泛应用于各个不同的领域，产生显著影响。同时，随着社会的进步，3D打印技术快速且广泛的被大众所关注、讨论和接受，3D打印机的价格也不断下降，更为其普及程度作出贡献，使更多普通用户能够体验到制造三维立体模型的所带来的新奇感与愉悦感。现如今3D打印技术的普遍应用，不仅仅是因为它更为多样化的材料选择和加工方式更加符合现代化道路的发展，也是因为它是人类文明历史上前所未有的一种生产生活方式和理念。准确来讲，3D打印并非是一种全新的技术，与其称它为新，不如称它是综合性生产方式，毕竟它综合了现代计算机、激光、材料等多种先进技术。可以说3D打印是一种应运而生的综合
3D打印机的发展现状与趋势综述 Xcxx （大学） 摘要：3D打印（3D printing），即快速成型技术的一种，其实质是增材制造技术，被誉为是第三次工业革命的重要标志之一。近年来，国内外3D打印技术蓬勃发展，在航空航天、生物医学工程、工业制造等多个方面有着广泛地应用。本文通过介绍3D打印技术的概念及应用，阐述了国内外3D打印技术及产业的现状，并结合数据，对3D打印的发展趋势有一定预见性的分析。 关键词：3D打印技术现状发展趋势 0.前言 为了让读者更快速更全面的了解3D打印机的发展现状和趋势，特写了这篇综述。3D打印技术是制造业正在迅速发展的一项新兴技术，是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。文章通过介绍3D打印的概念及应用领域，重点阐述了3D打印技术及产业在国内外的发展现状，结合数据分析，对3D打印的发展趋势有一定预见性的分析。 1.技术现状 1.1 3D打印技术概念 严格意义上来说，3D打印技术是快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。是制造业正在迅速发展的一项新兴技术，被英国《经济学人》杂志在《第三次工业革命》一文中，称为第三次工业革命的重要标志之一。3D打印作为一种通俗化名称，其实质是增材制造技术，因此又称为添加制造（AM,Additive Manufacturing）。美国材料与试验协会将增材制造技术定义为：基于3D模型数据，采用与减式制造技术相反的逐层叠加的方式生产物品的过程，通常通过电脑控制将材料逐层叠加，最终将计算机上的三维模型变为立体实物，是大批量制造模式向个性化制造模式发展的引领技术。 1.2 3D打印技术的应用领域 近20年来，3D打印技术在各领域发展迅速，主要被应用于产品原型、磨具制造，以及艺术创作、珠宝制作等领域，替代这些领域传统以来的精细加工工艺。除此之外，该技术在鞋类、建筑、工程和施工（AEC）、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支、生物工程以及其他多个领域都有所应用，从市场份额来看，3D打印技术应用在汽车及零配件领域占37%，在消费品领域占18.2%，应用于航空航天和国防军工占13.7%，在商业机器领域占11.2%，在医疗领域占8.8%，在科研方面占8.6%。同时，3D 打印技术为这些产业的创新开拓注入了新鲜的血液，如2010年澳大利亚Invetech公司和美国Organovo公司合作，尝试以活体细胞为“墨水”打印人体的组织和器官，是医学领域具有重大意义的创新。
3D打印的技术现状及发展趋势 一 3D打印技术概况 3D打印技术是指通过连续的物理层叠加，逐层增加材料来生成三维实体的技术，与传统的去除材料加工技术不同，因此又称为添加制造（AM，Additive Manufacturing）。 3D 打印（3Dprinting）是制造业领域正在迅速发展的一项新兴技术，被称为“具有工业革命意义的制造技术”。运用该技术进行生产的主要流程是：应用计算机软件设计出立体的加工样式，然后通过特定的成型设备（俗称“3D 打印机”），用液化、粉末化、丝化的固体材 料逐层“打印”出产品。 3D 打印是“增材制造”（AdditiveManufacturing）的主要实现形式。“增材制造”的理念区别于传统的“去除型”制造。传统数控制造一般是在原材料基础上，使用切割、磨削、腐蚀、熔融等办法，去除多余部分，得到零部件，再以拼装、焊接等方法组合成最终产品。 而“增材制造”与之截然不同，无需原胚和模具，就能直接根据计算机图形数据，通过增加材料的方法生成任何形状的物体，简化产品的制造程序，缩短产品的研制周期，提高效率并降低成本。 作为一种综合性应用技术，3D打印综合了数字建模技术、机电控制技术、信息技术、材料科学与化学等诸多方面的前沿技术知识，具有很高的科技含量。 3D打印机是3D打印的核心装备。它是集机械、控制及计算机技术等为一体的复杂机电一体化系统，主要由高精度机械系统、数控系统、喷
射系统和成型环境等子系统组成。此外，新型打印材料、打印工艺、设计与控制软件等也是3D打印技术体系的重要组成部分。 二 3D 打印所需的关键技术 3D 打印需要依托多个学科领域的尖端技术，至少包括以下方面：1.信息技术：要有先进的设计软件及数字化工具，辅助设计人员制作出产品的三维数字模型，并且根据模型自动分析出打印的工序，自动控制打印器材的走向。 2.精密机械：3D 打印以“每层的叠加”为加工方式。要生产高精度的产品，必须对打印设备的精准程度、稳定性有较高的要求。 3.材料科学：用于3D 打印的原材料较为特殊，必须能够液化、粉末化、丝化，在打印完成后又能重新结合起来，并具有合格的物理、化学性质。 三 3D打印的应用领域 具体应用领域包括： 1．工业制造：产品概念设计、原型制作、产品评审、功能验证；制作模具原型或直接打印模具，直接打印产品。3D 打印的小型无人飞机、小型汽车等概念产品已问世。3D 打印的家用器具模型，也被用于企业的宣传、营销活动中。 2．文化创意和数码娱乐：形状和结构复杂、材料特殊的艺术表达载体。科幻类电影《阿凡达》运用3D 打印塑造了部分角色和道具，3D 打印的小提琴接近了手工艺的水平。 3．航空航天、国防军工：复杂形状、尺寸微细、特殊性能的零部件、
3D打印技术的发展历史与趋势 年级 班级 姓名 学号
3D打印技术的发展历史与趋势摘要:3D打印技术从上个世纪80年代到今天，３D打印技术走过了—条漫长的发展之路。同时在我们的生活也十分常见,在以后的生活中更是密不可分。 关键词：3Ｄ打印历史趋势设备 前言 3D打印(3D printing）,即快速成型技术的一种，其实质是增材制造技术,被誉为是第三次工业革命的重要标志之一。近年来，国内外３Ｄ打印技术蓬勃发展，在航空航天、生物医学工程、工业制造等多个方面有着广泛地应用。 3Ｄ打印技术的历史发 1984年,Ｃharlｅｓ Hull发明了将数字资源打印成三维立体模型的技术,1986年,Ｃｈuck Hull发明了立体光刻工艺，利用紫外线照射将树脂凝固成形,以此来制造物体,并获得了专利。随后他离开了原来工作的U{tra Viｏｌeｔ Prｏdｕcｔs,开始成立一家名为3ＤSyｓtems的公司,专注发展３D打印技术,1988年，3DSysteｍs开始
生产第一台3D打印讥SLA-25０，体型非常庞大。 1988年,Scott Cｒump发明了另外一种３D打印技术——热熔解积压成形(FDＭ)，利用蜡、ABS、PＣ、尼龙等热塑性材料来制作物体，随后也成立了～家名为Ｓtratasｙｓ的公司。 19８９年,Ｃ．R．Ｄｅcｈard博士发明了选区激光烧结技术(SLS),利用离强度激光将尼龙、蜡、ABS、金属和陶瓷等材料粉来烤结,直至成形。 1９93年,麻省理工大学教授EmanuaI Sａchｓ创造7三维打印技术（３DＰ)，将金属、陶瓷的粉末通过粘接剂粘在一起戍形。1995年，麻省理工大学的毕业生Ｊim Bｒedｔ和ＴiｍAndersoｎ修改了喷墨打印机方案，变为把约束溶剂挤压到粉末床，而不是把墨水挤压在纸张上的方案,随后创立了现代的三维打印企业Z Ｃorpoｒａtｉon。 １996年,3D Sｙstems、Stｒatasys、Z Corｐｏｒaｔion分别推出了型号为Ａctuａ 2100、Gｅnisys、240２的三款３0打印讥产品，第一次使用了“3D打印机”的称谓。 200５年，Z Croooraｔiｏｎ推出了世界上第一台离精度彩色3D 打印机一Sｐｅｕm 25１0,同一年，英国巴恩大学的Adｒｉａｎ Bo ｗｙer发起了开源3D打日机项目RepRap,目标是通过3D打印机本身，能够制造出另一台3Ｄ打印机。2008年,第—个基于ＲepRap的
3D打印并不是一门新的技术，它在工业生产领域已经默默奉献了近30年，不过那时候3D打印被称为快速成型( Rapid Prototype)技术，国内的科研机构最早也在世纪80年代末90年代初期引进了这门技术，并展开了研发。经过30多年的发展，3D打印技术不断完善，目前已形成了3D生物打印、有机材料打印、金属打印等多种打印模式。 中国3D打印核心材料仍以工程塑料为主 根据IDC的对3D打印材料调查数据，2018年金属耗材占比为39.4%，低于塑料的40.4%，主要由于金属打印的产业化正处于快速扩张阶段，设备端的增长领先于材料消耗的增长。非金属3D打印通常使用塑料、树脂材料等，金属3D 打印通常使用各类合金粉末和线材。 中国3D打印材料行业需求端分析：应用领域广泛 目前，我国3D打印材料行业是位于整个3D打印行业的上游，中游则是3D 打印，下游是3D打印机的应用领域。随着下游应用领域的不断拓宽，对于不同3D打印设备的需求也越来越多，对于不同材料的需求也会增多。 目前，在3D打印设备生产与研发领域国内已有一批骨干型公司，这些专门从事设备产与研发的公司主要分为两大类型。一类是拥有官方与学术背景早期从大学实验室和科研机构分立出来的，这些公司通常拥有政府支持且规模庞大，有雄厚的资金和人才储备，主要从事工业级3D打印设备的研发。另一类以创客群体为主导，这些公司主要由个人爱好者创办，规模较小，主要从事消费级桌面 3D打印机的研发，这些小团队研发的产品主要基于国外的开源项目。
除了基础的设备生产与研发企业，国内还出现了多家专门从事3D打印服务的企他们的服务范围非常广，涵盖了工业级应用与业余消费级应用，由于当前整体产业发展还处于初级阶段，这些公司的营业规模相当有限，更多的还是满足专业级的工业需求早期无论是政府官方还是3D打印行业的产业联盟，他们把重点都放在基础技术的研发，而现在有了新的动向。 相比传统制造模式，非金属3D打印的优势主要在于无模化和可定制，但受限于材料性能，其主要用于样品和模具的生产，量和价都很难起来;而金属3D打印除了具备无模化可定制优势外，在打印效率和打印质量上相比传统金属加工工艺均有较为明显的提升，甚至能够完成传统工艺无法制造的高复杂度高精密度零部件的打印，具有更大的发展潜力。
3d打印将精准的数字技术、工厂的可重复性和工匠的设计自由结合在一起，解放了人类创造东西的能力。本期彩猫君为你讲述关于“ 3（打印技术”方面知识。 1何谓3d打印 3d打印机诞生于20世纪80年代中期，是由美国科学家最早发明的。传统的喷墨打印机和 3d打印机最大的区别是维度问题，喷墨打印机是二维打印的，而3d打印机是指利用3d打 印技术生产出真实三维物体的一种设备。有趣的是，在人类历史的大部分时间里，我们是通 过切割原料或通过模具成型来制造新的实体物品，而3d打印机则是依据计算机指令，通过 层层堆积原材料制造产品，是增材制造”。3d打印独特的制造技术让我们能够生产前所未有 的各种形状的物品。 2 3d打印的过程原理 3d打印存在着许多不同的技术。它们的不同之处在于以可用的材料的方式，并以不同层构建创建部件。3d打印常用材料有尼龙玻纤、耐用性尼龙材料、石膏材料、铝材料、钛合金、不锈钢、镀银、镀金、橡胶类材料。如今的3d打印技术，不仅可以在制造过程中控制所用 材料，还可以将精度保证在分子和原子的级别上。通过3d打印机制造的产品将集新材料、 纳米尺度以及印刷电子器件等特点于一身，从而展示出令人神往的新特性。 3d打印过程如下：3d打印机在设计文件指令的引导下，先喷出固体粉末或熔融的液态材料， 使其固化为一个特殊的平面薄层。第一层固化后，3d打印机打印头返回，在第一层外部形 成另一薄层。第二层固化后，打印头再次返回，并在第二层外部形成另一薄层。如此往复，最终薄层累积成为三维物体。与传统制造机器那样通过切割或模具塑造制造物品的方法不同，3d打印机通过层层堆积形成实体物品的方法从物理的角度扩大了数字概念的范围。对于要求具有精确的内部凹陷或互锁部分的形状设计，3d打印机是首选的加工设备，它可以 将这样的设计在实体世界中实现。 3 3d打印技术的应用及其意义 目前，3d打印主要应用于两大领域：一是工程类制造；二是民用发展。在工程类制造方面，一方面是应用于国防军工、航空航天等高端制造的重要零部件生产，这些部件生产要求高，传统工艺往往无法达到或者即使达到但成本过高；另一方面是用于工程制造的小批量或者单 件产品生产。 3d打印技术的发展前景如此之广阔，发展势头如此之强劲，那么其对现有的生产关系及模式有何影响呢？据社会科学家研究推测，3d打印机的推广应用具有重要的革命性意义，主 要体现在以下三个方面：第一，制造工艺的深刻变革。3d打印的特点在于通过逐层堆积材 料进行加工，而不是通过去除多余材料进行加工。因此，这项工艺也被称作堆积制造”或添 加制造”。这改变了通过对原材料进行切削、组装进行生产的加工模式，节省了材料和加工时间，带来了制造工艺的深刻变革。第二，制造技术的重大飞跃。3d打印技术是一种新兴 的高科技技术，综合应用了cad/cam技术、激光技术、光化学以及材料科学等诸多方面的技术和知识，3d打印技术的不断成熟将推动包括新材料技术、智能制造技术和堆积制造技术实现大的飞跃。第三，制造模式的一次革命”。3d打印作为一种新的加工工艺，将改变第