3D打印成引领“第三次工业革命”重要技术之一

3D打印技术的发展探讨作者：胡师柿来源：《专用汽车》2021年第12期中图分类号：TP334.8 文献标识码：A 文章编号：1004-0226（2021）12-0103-033D打印技术也称为增材制造技术，它将粉末状金属和塑料等材料通过逐层叠加的方式直接构成三维实体。

3D打印技术已经受到各国的重视，我国也是大力支持该技术的研究与发展。

国外的杂志认为3D打印技术是第三次工业革命的重要标志之一，具有十分广阔的市场空间。

相比传统的制造技术，3D打印技术可以减少复杂的工艺流程，提高生产效率。

3D打印技术的广泛使用也有利于设计人员选择合理的材料，在保证产品强度的情况下降低成本。

同时，3D打印技术的出现可以使产品的生产过程简化，可以促进制造业的发展。

1国内外3D打印技术的发展情况上个世纪70年代，美国和日本的科学家提出了材料叠加成型的概念，即3D打印技术。

1988年，美国3D Systems公司生产出了第一台3D打印机。

上世纪80年代美国研发了激光烧结成型技术，用激光将粉末材料烧结成型成为产品。

90年代，德国激光研究所研发出了激光熔化成型技术，使用激光先将粉末材料熔化后再凝固成型，并且做成了产品。

美国高校利用电子束将金属粉末熔化再凝固成型。

1993年，美国SACHS发明三维打印成型技术，可以将金属和陶瓷等粉末逐层成型，并获得了3D打印机的生产许可。

我国政府将3D打印技术列为重点发展项目，要求在2020年我国的3D打印产业的销售收入达到两百亿元，技术达到国际水平。

相比国外，我国3D打印技术起步很晚，主要以清华大学、北航、华中科大等高校，以及无锡飞尔康、湖南华曙高科等企业研究该技术。

目前国内3D打印企业规模普遍较小，技术水平较低。

2 3D打印技术的应用目前，欧美国家的奔驰、宝马、大众、丰田、奥迪和保时捷等汽车企业都在研究3D打印技术。

国内长安、东风汽车和玉柴机器等公司在发动机缸体和缸盖，以及变速箱里的齿轮零部件进行3D打印技术研究，并已取得一定成绩。

3D打印：推动第三次工业革命？作者：暂无来源：《上海信息化》 2013年第2期文／丁博强曾几何时，“生猪推进去，香肠滚出来”的工业生产线，给人们带给了强烈的心灵冲击；而如今，科技创意正继续挑战人类想象力的极限——用一台看似平常的打印机，可以打印出衣服、珠宝、汽车、飞机、房子，甚至真人？是的！以上场景不是科幻大片，而是3D打印的产业蓝图。

随着3D打印概念风靡全球，这项被誉为“第三次工业革命”的数字化技术将会如何改变世界？近年来，3D打印概念风靡全球，人们认为这项技术将与其他数字化生产模式一起，推动第三次工业革命，并深刻改变人类文明发展走向。

3D打印的学名是“快速成型技术”，也被称为“增材制造技术”，是一种不再需要传统的刀具、夹具和机床就可以打造出任意形状，根据零件或物体的三维模型数据，通过成型设备以材料累加的方式制成实物模型的技术。

这项技术的神奇之处在于其彻底颠覆了人们对传统制造业的固有思维，掀起了以“数字化”为核心的第三次工业革命浪潮。

2012年12月，我国工信部副部长苏波在公开场合表示，将推动“3D打印”产业化，并制定路线图和中长期发展战略，加大财税政策引导力度。

而3D打印技术的发展前景如何？中国能否抓住这一技术变革带来的产业机遇，在工业制造领域赶超发达国家？颠覆性技术革命3D打印技术自诞生之日，便被人们定义为“一项颠覆传统生产方式的革命性技术”、“继蒸汽机、电脑、互联网后最伟大的发明”。

正如英国《经济学人》所描述的：伟大发明所能带来的影响，在当时那个时代都是难以预测的。

1750年的蒸汽机如此，1450年的印刷术如此，1950年的晶体管也是如此。

而如今，人们仍然无法预测，3D打印在漫长的时光里将如何改变这个世界。

有未来学家预言，3D打印技术将对人类生活、学习和工作产生深远的影响。

由于3D技术可自动、快速、准确地将产品设计直接转化为实物，因此将有效缩短产品研发周期、提高产品质量并缩减生产成本。

以汽车产业为例，70—80%的复杂系统配件都可以通过3D打印机打印吐来，这为3D打印机的应用定义了广阔的市场。

第三次工业革命——探讨中国激光3D打印如何走好导读: 近期，英国《经济学人》杂志在《第三次工业革命》一文中，将3D打印技术作为第三次工业革命的重要标志之一，引发了世人对3D打印的关注。

近期，英国《经济学人》杂志在《第三次工业革命》一文中，将3D打印技术作为第三次工业革命的重要标志之一，引发了世人对3D打印的关注。

作为新生事物，3D打印究竟是什么含义？它与传统产品开发和生产制造有什么区别？发展3D打印的意义何在？我国发展现状如何？下一步应如何发展？针对这些问题，本文将依次作出解答。

3D打印概况3D打印机依托多个学科领域的尖端技术，在航空航天、汽车摩托车、家电、生物医学等领域得到了一定应用，发展前景广泛。

激光3D打印技术——什么是3D打印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。

——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：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。

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。

SCIENTIST 73D 打印技术自问世之初，便广受世界各生产制造技术领域追捧，经过30多年的发展，如今已成为推动世界先进制造业发展的源动力之一，被誉为“第三次工业革命”的核心技术。

美国材料与试验协会（American Society for Testing and Materials，ASTM）在广泛、深入研究的基础上，对3D 打印技术进行了规范化的定义，指出该技术也即是增材制造技术（Additive Manufacturing，AM）。

航空航天制造业是先进制造技术应用和发展的代表，3D 打印技术在航空航天制造技术中表现出了蓬勃的生命力，在国内外的航空航天制造中得到了快速发展。

1 航空航天制造中的3D 打印技术工艺特征随着3D 打印技术的兴起和发展，各国纷纷投入大量的人力、物力发展3D 打印技术，目前，航空航天制造领域的研究主要包括2个方面：其一是零件模型及验证部件的快速制造，主要针对非金属材料类，采用的工艺方法包括熔融沉积法、立体光刻法、分层实体制造和3D 印刷法等；其二是针对金属材料的零部件、大型整体结构的制造，采用的工艺方法包括直接金属烧结技术、选择性激光烧结、激光快速成型以及电子束熔化等。

不同成型工艺具有不同的特征，如：立体光刻法成型精度高、成型实物强度和硬度高，可以彩色成型，但成型后表面粗糙；熔融沉积法成型速度快，成本较低，然而精度不高；选择性激光烧结成型工艺简单，柔性度高，材料适用面广（金属、陶瓷以及塑料），精度高；分层实体制造法的模型支撑性好、成本低、效率高。

然而，不管哪种工艺，基于“增加、堆积”方式发展起来的3D 打印技术一般均具有快速性、低成本、材料适用范围宽、高柔度性、高集成化等几个工艺特征，与传统技术相比显示了极大的优势。

2 3D 打印技术在国外航空航天制造领域的发展航空航天尖端制造领域是3D 打印技术的重要应用领域之一。

1993年以来，欧美发达国家纷纷制定了发展和推动3D 打印技术的国家战略和规划，3D 打印技术已受到政府、研究机构和企业的广泛关注。

3D打印是第三次工业革命的重要环节3D打印是从80年代起步，到90年代中期兴起的，但那时却并不叫3D打印,在中国我们管它叫做“快速成型”。

所以，在这20年到30年的时间里，并不是我们的技术没有发展到这个水平，而是这项技术本身没有发展到新的水平，这是我的理解。

3D打印技术迅速发展现在来说，用激光打印来做零件，特别是在某些领域发展得比较快，主要是因为十九世纪末、二十世纪初网络技术的迅速发展，把曾经复杂的个体化设计推进网络时代。

我们在20年前还没有进入网络时代的时候，不可能发展得那么快。

3D打卬的发展程度主要取决于计算机的能力、材料制造能力、以及网络能力，这些使3D打卬能很快地发展起来。

现在，我们感兴趣的几件事情，也就是技术上允许，而且对我们的工艺体系有帮助的，就是微孔泡沫金属材料的开发，即用3D打卬的办法制造金属泡沫材料，而这也只是整个3D打卬领域的冰山一角而已。

金属泡沫材料过去有很多办法做，比如用发泡剂和金属冶炼放在一起来做，但是当时发泡剂的密度很不均匀，又分为开孔的，闭孔的，做起来难度很大。

现在用3D打印技术来做这样的材料，可以生产出很好的发泡剂。

这种金属发泡剂的作用很大，可以用在过滤等方面, 做成之后，发泡结构比较均匀。

目前我们在公司里做成一些零件，将来准备做一些高精密机床的着层。

另外，微泡结构还可以做很多的事情，比如用3D打印做一种框架，里面是组织结构的，还可以填充其他的材料进去，变成非常有用的东西。

关于合金，这种材料有很多优点，比如加工的柔性度比较高，并且集成了贵重金属的物化特性。

用3D技术制作合金的话，就可以生产在国防工业里而有用的东西。

我认为对于国防工业应用的合金，用3D打印技术来做，是一个很好的想法。

因为国防工业所用的材料和零部件，数量不是特别大, 即使是飞机，也算不上是成千上万，充其量也就是上百上千的水平而己。

这一类零件适合用3D打卬制作，精度要求高，结构复杂，而需求量不是很大。

如果用传统技术生产此类零部件和材料，在生产条件、生产设备上的投入就会很高。

张小只智能机械工业网3D 打印引发工业革命相关技术逐步突破 3D 打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。

常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后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、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。

科学家们正在利用3D 打印机制造诸如皮肤、肌肉和血管片段等简单的活体组织，很有可能将有一天我们能够制造出像肾脏、肝脏甚至心脏这样的大型人体器官。

如果生物打印机能够使用病人自身的干细胞，那么器官移植后的排异反应将会减少。

人们也可以打印食品，比如康奈尔大学的科学家们已经成功打印出了杯形蛋糕。

几乎所有人都相信，食品界的杀手级应用将是能够打印巧克力的机器。

字实录： 吴柯萱：对于在大城市打拼的人来说，有一个质优价廉的安生之所是很多人的梦想。

而最近英国的几位大学生共同设计了一款只有4.6 平米的蜗居，以其成本的极低并且适合进行移动式的生活受到了广泛关注。

但如此物美价廉的房屋，最特别之处不仅仅是因为它成本的价格，而是因为它是一个3D 打印出来的房子。

说起3D 打印技术这个概念的诞生已经有些念头，但时至今日了解3D 到底是什么的人其实还必不多。

而随着近年来越来越夺人眼球的标题比如说打印肺、打印胃、打印奢侈手表甚至到打印房子，人们对3D 打印技术的好奇心也越来越浓。

有人说3D 打印技术开启了第三次技术革命。

也有人说这是一场不折不扣的概念炒作，而现实情况是3D 打印技术在最近几年已经被广泛的应用于建筑、文化创意、工业等等领域。

更被许多专家誉为是推动第三次工业革命的重要载体。

那么3D 打印技术张小只机械知识库。

■专家论坛福建建设科技　２０１４畅Ｎｏ畅３１　正向我们走来的第三次工业革命———美国国际华人科技工商协会主席李大西博士谈“３Ｄ”打印技术作者：吴涛 “第三次工业革命”已成为世人关注的一个热词，国际学界认为，以数字技术为核心的智能化、信息化对制造业的影响，已到了可能引发一场制造业革命的临界点。

李大西说美国经济学家杰里米・里夫金预言，一种建立在互联网和新能源相结合基础上的新经济即将到来，成为世界的第三次工业革命，给人类生产方式以及生活方式再次带来巨大改变。

中国已经接连错失了两次工业革命，现在和发达国家一起站在新一轮工业革命的起跑线上，机会不容错失。

“第一次工业革命是蒸汽机发明，第二次是电力运用，前两次我们中国没有赶上，所以我们落后，我们挨打。

现在第三次工业革命快要来了，我们中国再也不能错失第三次工业革命。

”不久前，专程到福州参加“６・１８”虚拟研究院海外科技专家专场对接会的李大西博士，向与会人士大声疾呼。

迎接第三次工业革命浪潮李大西说：第三次工业革命跟ＩＴ、跟互联网、跟数字制造有非常重要的关系。

什么是数字制造？美国总统奥巴马把３Ｄ打印数字制造作为引发制造业革命的一项战略举措，他们想要用３Ｄ打印来取代中国制造，这是奥巴马复苏美国经济的影响深远的计划。

美国政府不仅已经在俄亥俄州扬斯敦成立了首个制造创新中心，而且还有３个创新研究中心也在筹建当中，最终将会发展成一个３Ｄ打印制造业的全美网络，美国其他一些落后地区也将再次创造奇迹，成为全球新的高科技中心。

李大西介绍，３Ｄ打印源自１００多年前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”。

它的原理是：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。

３Ｄ打印其实跟普通打印有点类似，只不过普通打的是平面的２Ｄ，３Ｄ是打了一层又一层，打上１０００层以后，最后就变成立体。

他认为２０１４年是全球３Ｄ打印井喷的一年，是３Ｄ打印非常重要的一年，所以我们一定要抓紧这一年。

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 VioletProducts，开始成立一家名为3D Systems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。

第三次工业革命的重要发明随着科技的不断进步，人类社会也迎来了一场前所未有的工业革命，即第三次工业革命。

在这场革命中，有许多重要的发明和创新推动着人类社会朝着更加先进和高效的方向发展，其中最引人注目的之一就是3D打印技术。

3D打印技术，又称增材制造技术，是一种通过逐层堆叠材料来制造物体的先进制造技术。

相比于传统的减材制造技术，3D打印技术具有诸多优势，如可以实现复杂结构的制造、节约材料和时间、个性化定制等。

这种技术的发明和应用，彻底改变了制造业的面貌，也给人类社会带来了巨大的变革。

3D打印技术在医疗领域发挥着重要作用。

医疗领域对于精密的器械和人体模型要求极高，传统的制造方法往往难以满足需求。

而借助3D打印技术，医生们可以根据患者的具体情况，定制出适合其个体特征的假体、义肢等，大大提高了手术的成功率和治疗效果。

此外，利用3D打印技术还可以打印出人体器官模型，帮助医生更好地了解病情，提前制定治疗方案。

3D打印技术在制造业中也有着广泛的应用。

传统的制造方法需要制作模具、成型等多道工序，耗时耗力且成本高昂。

而3D打印技术可以直接将设计图纸转化为实体产品，避免了中间环节的浪费，大大缩短了产品的研发周期。

而且，3D打印技术可以实现多种材料的打印，包括金属、陶瓷、塑料等，为制造业带来了更多的可能性。

在航空航天、汽车、电子等领域，3D打印技术都有着广泛的应用，推动着制造业的转型升级。

3D打印技术还在建筑、艺术、教育等领域展现出巨大的潜力。

在建筑领域，3D打印技术可以实现建筑物的快速建造，减少人力劳动，提高建筑质量。

在艺术领域，艺术家们可以利用3D打印技术创作出更加独特和复杂的作品，拓展艺术表现的可能性。

在教育领域，学生们可以通过3D打印技术更加直观地理解抽象概念，提高学习效率。

3D打印技术作为第三次工业革命中的重要发明，正在深刻地改变着人类社会的方方面面。

它不仅带来了生产方式的革新，也为医疗、建筑、艺术、教育等领域带来了新的机遇和挑战。