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信息技术导论论文-3D打印

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《信息技术导论》

论文题目： 3D打印的历史、现状与未来前景 _________

专业班级： 电子***班

学号： U2013*****

姓名： **********

联系方式： ************** 3D打印的历史、现状与未来前景

（华中科技大学，电子科学与技术系，武汉 430074）

世界在不断地发展，打印技术也同样在进步。 从北宋庆历间中国的毕升发明的活字印刷 术的诞生到现在在人们生活中扮演重要角色的平面印刷，终于， 3D打印开始出现在人们的

视野里。3D打印，即快速成型技术的一种，起初它主要应用于制造模型，如今它不仅可以 用于某些工业产品的直接制造，甚至可以再人造器官的领域中占一席之地。现在 3D打印还

面临着许多如材料、花费方面的难关，尤其国内3D技术的发展还有很多缺陷，但不难想象， 如果这一技术发展成熟将会为人们的生活带来多么大的改变。 或许十几年后，商家都不再出

售商品而是出售设计图，而用户只需打印出来了！

关键词：3D打印、快速成型技术、人体器官打印、光电

1引言

3D打印（3D printing ），即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。

3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。过去其常在模具制造、工业设计等 领域被用于制造模型，现正逐渐用于一些产品的直接制造， 已经有使用这种技术打印而成的

零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工（ AEQ、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、枪支以及其他领域都有所应用。

2 3D打印的历史

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。设计领域许多人都知道 3D CAD（ 3D计算机辅助设计）。从70年代诞生到现

在，3D CAD经历了几十年的发展，已经成为广大设计人员的有力工具之一和很多设计领域 的重要标准。而快速成型（Rapid Prototyping ，简称RP）技术几乎与3D CAD的发展同步，

人们从使用3D CAD的那天起就希望能方便地将设计“转化”为实物，因此也就有了发明 3D

打印机的必要。

在目前的3D打印机行业中，Z Corporation 和Stratasys 两家公司的产品占有绝大多 数市场份额。提到3D（ Three Dimensional Printing ，三维打印）几乎就是美国 Z Corporation 公司的代称。早在1994年，几个来自MIT （麻省理工学院） 的科研和技术专家就发明了 3DP

技术并申请了专利。1997年，为了将3DP技术推向市场，Z Corporation 公司正式成立。从 那时起，Z

Corporati on 就一直占据着3D打印机市场的半壁江山。 成立于1990年的美国Stratasys公司率先推出了基于 FDM肢术的快速成型机，并很快 发布了基于FDM的Dimension系列3D打印机。由于，FDM技术有其得天独厚的优势，适合 汽车、家电、电动工具、机械加工、精密铸造及工艺品制作等领域使用，因此 Stratasys

的FDM快速成型机目前在全球 RP市场已占有近半的比例。

我国对3D打印技术也同样有十分强烈的需求。 自90年代初国内就有多所高校开始自主

知识产权的RP技术研发，但是相比RP技术领先的美国、日本等国家，国内还没有一款达到 国际水平的3D打印机推向市场，只有部分有实力的企业和科研院到专业的 RP或 3D打印服

务商那里租用3D打印机或者订制模型。国内RP技术在研究队伍、资金投入和普及范围等多 方面还有很长的路要走。比较而言，港台地区 RP技术应用更为广泛。港台地区相比内地 RP

技术起步较早一很多高校、企业都有自己的3D打印设备。只不过，港台地区RP技术的重点 是应用与推广，而并非自主研发。

与计算机和网络发展相一致，在经过 20-30的萌芽期，3D打印进入快速成长期。

2011年9月BBC NEW报道，德国弗劳恩霍夫研究所的一个小组，使用 3D打印技术和

一种称为“多光子聚合技术”，成功地打印出人造血管。通过这一过程打印出来的血管可以 与人体组织相互“沟通”，不会遭器官排斥。打印时使用的“墨水”是生物分子与人造聚合 体。

2011年10月，一辆名为“ Urbee ”的汽车在加拿大温尼伯艺术画廊举行的展会上首次

公开亮相，它包括玻璃嵌板在内的所有外部组件都是通过 3D打印设备生产的。它用电和汽

油作为混合动力，车速可达每小时 100公里至110公里。

2011年12月，Theo Jan sen展示一套采用“ 3D打印机”制作的风动机械装置，唯一使 用的材料就是PVC这个机械装置需要通过风驱动上面的大扇叶，带动内部的机械齿轮让装 置行走，就像一个多足的机器人在那里爬行。

2012年的TED大会上，能打印出肾的 3D打印机使人眼前一亮。这次打印出的肾组织只 是一个雏形，只是用于实验操作。 短期内不能被用于临床应用中。 但神奇的效果却产生了震

撼效应。

2012年3月，来自维也纳科技大学的研究人员推出了“纳米级” 3D打印机，它可以创

建复杂的对象，比如微型 F1赛车、维也纳圣史蒂芬大教堂和伦敦塔桥的微型模型等，它们

甚至比一粒沙子还要小。 这种打印机使用液态树脂，采用一种名为 “双光子光刻”的高新技

术，通过激光使树脂硬化成形。

3国内3D打印的现状

国内3D打印技术近几年刚开始发展，企业开始了解这种加工方式但不认可，一方面是

由于企业不能摆脱传统制造业的思维方式， 另一方面则是由于加工成本过高， 部件不宜利用

3D打印机进行批量生产。而且国内打印机的发展还有以下缺陷 ： 1. 缺乏教育培训和社会推广

目前，企业购置3D打印设备的数量非常有限，应用范围狭窄。更有一切企业根本不知 道3D打印是什么样的东西。而在教育教学方面，机械、材料、信息技术等工程学科的教学 课程体系中，缺乏与3D打印相关的必修环节，3D打印停留在部分学生的课外兴趣研究层面， 得不到深入研究。

2. 企业对技术研发投入不足 我国虽已有几家企业能自主制造 3D打印设备，但企业

规模普遍较小，研发力量不足。在加工流程稳定性、工件支撑材料生成和处理、部分特种材 料的制备技术等诸多具体环节，存在较大缺陷，难以完全满足产品制造的需求。

3•产业链缺乏统筹发展 3D打印行业的发展需要完善的供应商和服务商体系、市场平

台。供应商和服务商体系中，包含工业设计机构、 3D数字化技术提供商、3D打印机及耗材

提供商、3D打印设备经销商、3D打印服务商。市场平台包含第三方检测验证支持、金融支 持、电子商务、知识产权保护等支持。而目前国内的 3D打印企业还处于“单打独斗”的初

步发展阶段，产业整合度较低， 主导的技术标准、 开发平台尚未确立， 技术研发和推广应用

还处于无序状态。 而在国外特别是美国，3D打印技术要比在国内发展早，企业早已熟知

这种可能对世界加工制造业带来革命的新技术。所以相较于国内，美国对 3D打印技术的研

发生产投资都远远胜于我国。

当前，全球正在兴起新一轮数字化制造浪潮。发达国家面对近年来制造业竞争力的下降，

大力倡导“再工业化、再制造化”战略，提出智能机器人（ 300024）、人工智能、3D打印是

实现数字化制造的关键技术， 并希望通过这三大数字化制造技术的突破， 巩固和提升制造业

的主导权，加快3D打印产业发展，可推动我国由“工业大国”向“工业强国”的转变。

4 3D打印的未来前景

在科技力量发展迅速的当代， 3D打印的未来无疑是光明的。相信未来这项技术可以突

破现在阻碍他的一切难关。不少人做出了对 3D打印前景的预测，现如今被视为天马行空的

事情（如3D打印飞机）很可能变为现实。虽然它不是个多么主流的话题，但与其他技术相 比，他更有潜力带来以及技术革命。

‘参考文献

1•《三维打印技术》 王运赣华中科技大学出版社（2013出版）

2•《爱上3D打印机》Magicfirm MBot组人民邮电出版社（2013出版）

3. 《3D打印》胡迪？利普森中信出版社（2013出版）

4. 《3D打印 打印未来》 中国机械工程学会 中国科学技术出版社（2013出版）

5. 《快速成型技术与应用》 韩霞机械工业出版社（2012出版）

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中国3d打印技术论文范文怎么写

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随着科技的发展，3D技术也随之不断发展，3D打印机的更新换代速度将会随着市场的需求加快，3D打印可以使美梦成真。 店铺整理了3d打印技术论文范文，希望能对大家有所帮助!

3d打印技术论文范文篇一：《试谈正走向现实的3D打印》

摘要：3D打印技术这一新概念的普及和市场的兴起，3D打印机的更新换代速度也将会随着市场的需求加快，3D打印可以使美梦成真。

关键词：便宜;食品领域;个性化定制

传统机床的铣、车、钻等工艺都是切削加工的工艺，算是“减材制造”，而最近兴起的3D打印技术则是通过原材料的堆叠，逐层加工形成预先设计的形状。这种“增材制造”的技术具有节约材料、低成本、快速适应和定制化的特点，俨然成为开启第三次工业革命序幕的新技术。

一、3D打印的三大优势

一般认为，在生产一件产品的同时，想要实现又好又快又便宜是非常困难的，通常只能达到三分之二的预期效果，但是3D打印恰恰可以使美梦成真。

1、好。3D打印脱离了传统车床的制造工艺，技术人员不再拘泥于每种机器只能做一种加工的限制，从加工手段上打开了无限的设计空间;而在操作手法上，对熟练工的要求转变为对电脑软件的操作和对机器的校准，无需经过多年的学艺就能掌握完整的操作流程;从材料角度来看，一件产品往往不是由单一材料制成的，3D打印可以简便地实现材料组合;最重要的是结合了3D扫描技术，技术人员可以将实体世界的形状扫描成可编辑的设计文档，并借助3D打印技术获得精确的复制。这些新的变化，都降低了3D打印操作的门槛，更容易获得令人满意的产品。

2、快。3D打印能够实现一体化成型，通过省略组装环节的方式缩短了供应链，同时减少相应的劳动力、运输成本和由此带来的能耗和污染;3D打印机虽然体积不大，但可以生产比自己大的物体，并且便于移动，可以实现就近生产，也提高了生产效率，大大缩短了制造时间。

3、便宜。3D打印是逐层叠加的制造工艺，因此最终产品的成本与所制造物体的复杂程度和产品的多样性无关，其成本取决于最终产品的实际体积，即消耗原材料的用量。与此同时，作为增材制造的3D打印，改变了传统塑料和金属制造中边角料严重浪费的现象，几乎可以被称作“净成型”的制造，在节省成本的同时达到了环保的功效。

3d打印技术的应用论文2500字

3d打印技术的应用论文2500字

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现如今，3D打印机是民用市场出现的一个新词，在专业领域有另一个名称叫“快速成形技术”。店铺整理了3d打印技术2500字论文，希望能对大家有所帮助!

3d打印技术2500字论文篇一：《试谈3D打印技术及其应用发展》

【摘要】本文通过分析3D打印机的原理，总结了几种典型的3D打印技术，分析其市场应用和发展方向，得出3D打印技术的发展会引领第三次工业革命的发展。

【关键词】3D;打印机;3D打印技术

1.前言

近来，三维(3D)打印技术[1]在发达国家兴起，前不久在网上流传的3D打印手枪，引来许多网友围观。3D打印现在已不再只是概念产物，全球已有不少公司推出了个人3D打印机，它已在平常生活中开始普及。2012年4月，英国《经济学人》刊文认为，3D打印技术将与其他数字化生产模式一起，推动第三次工业革命的实现。传统制造技术是“减材制造技术”，3D打印则是“增材制造技术”，它具有制造成本低、生产周期短等明显优势。

2.3D打印机的原理及技术

2.1 3D打印机

3D打印机是近年来在民用市场出现的一个新词。在专业领域有另一个名称叫“快速成形技术”[2]。快速成形技术诞生于20世纪80年代后期，是基于材料堆积法的一种全新制造技术。它集分层制造技术、机械工程、数控技术、CAD、激光技术、逆向工程技术、材料科学于一体，可以直接、快速、自动、精确地将设计电子模型转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种低成本而高效的实现手段。快速成形技术就是利用三维CAD的数据，通过快速成型机，将一层层的材料堆积成实体原型。

不同种类的快速成型系统因所用成形材料不同，成形原理和系统特点也各有不同。但是基本原理一样，那就是“分层制造，逐层叠加”[3]，类似于数学上的积分过程。形象地讲，快速成形系统就像是一台“立体打印机”，因此得名。

2.2 3D打印机的原理

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3d打印技术论文结论范文篇三：《试谈3D打印在建筑结构中的应用》

【摘要】本文介绍了3D打印建筑结构的一般过程，采用马尔可夫方法对图像去噪、分割和轮廓提取，利用马尔可夫随机场进行3D结构的重建，并通过遗传算法完善建筑结构，同时分析了以上过程的优点和不足。

【关键词】3D打印;马尔可夫随机场;建筑结构

0 引言

3D打印，是快速成型技术的一种，它是一种以三维设计软件数据为基础，运用液体、粉末等可粘合材料，通过逐层累加的方式来构造物体的技术[1]。以具有周期短、成本低、操作简单、精准度高为特点的3D打印技术的发展与逐渐成熟，是第三次工业革命的重要标志之一[2]。

本文结合3D打印技术的主要特点，介绍在建筑结构中应用3D打印技术的方法，同时提出以照片建模方式来简化3D建模过程，以改善传统手动建模时间长、难度大的不足，并通过机器学习及遗传算法给出合理的建筑结构，尽可能的减少不合理的结构设计。

1 图像处理

3D打印所需的数据通常是通过CAD等三维软件制作生成，往往制作周期长、难度大，本文提出通过照片的方式建模。

1.1图像去噪

与日常3D打印物体相比，建筑结构的打印实体通常比较大，且图像质量无法保证，因此需对图像进行去噪处理。本文采用马尔可夫去噪方法[3]：

1.将图片转换为灰度，便于简化计算;

2.假设本图片是理想图片没有噪点，而且有噪点的图片噪点数量比较少，那么理想图片和噪点图片对应像素间必然相关; 3.我们同样可以假设在一个小范围内，每个像素同其周围的像素间也必然存在联系;

4.可以将他们之间的联系用能量表示：

公式1-1

这里可以改变相邻像素的位置，以期达到更好的效果

公式1-2

式中的m、n分别表示距离像素xi的距离。

1.2 图像分割和轮廓提取

图像分割可以看作是将有相似密度的像素群进行分类的过程，同样可以采用马尔可夫方法[4]：

3d打印技术论文的引言

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在社会各个领域中，3D打印机的运用和发展，都取得了十分良好的效果，极大的提高了各个领域中的工作效率，店铺整理了3d打印技术论文的引言，有兴趣的亲可以来阅读一下!

3d打印技术论文的引言篇一

3D打印机的运用与发展

[摘 要]随着科技的发展，在当前社会中，很多全新的资源及技术都得到了越来越广泛的应用。其中，3D打印技术是一项较为新兴的快速成型技术。3D打印技术也叫做增材制造技术，具有较高的先进性。因此，在社会各个领域中，3D打印机的运用和发展，都取得了十分良好的效果，极大的提高了各个领域中的工作效率，对社会经济的发展水平也有着重要的促进作用。

[关键词]3D打印机 运用 发展

中图分类号：TS85 文献标识码：A 文章编号：1009-914X(2016)05-0361-01

前言：在3D领域当中，3D打印机是一种实现快速成型技术的机器，基于数组模型文件，可将粉末状的塑料、金属等可黏合材料，利用逐层打印的方式，对物体模型进行构造。与传统打印机相比，3D打印机最大的不同之处就是打印材料的不同，3D打印机当中采用的，都是待制品的原材料。作为一种累计制造技术，3D打印可以在很多不同的领域当中进行应用，并且都能够取得较为良好的应用效果。

一、3D打印机的原理

3D打印机也叫做三维打印机。在实际应用中3D打印机能够根据实际需求，利用3D辅助设计软件打印制造出三维立体的实际物体。3D打印机可以使用塑料、金属、蜡、橡胶等多种不同的原料，并且利用这些原料直接打印出三维立体模型，同时也能够根据人们的要求，打印出各种不同形状的物体。与传统的去除材料加工技术不同的是，3D打印机能够连续的创建物理层，因而属于添加剂制造技术的范畴。而相比于其它的添加剂制造技术，3D打印机的运行速度更快、易用性更好、成本更低。在实际应用中，首先利用计算机建模软件对相应的三维模型进行构建[1]。在第一构建体中，根据具体要求和一定的规律，离散有序序列单位，在Z方向上离散到一定的厚度，从而将原有的三维CAD模型转变为若干层片。在每个层片中，将相应的处理参数输入，并且通过系统轮廓信息，生成相应的数控代码。将打印出的各个片层进行连接，从而形成了3D模型。