3D打印技术现状及应用趋势分析

杜艳绥　乔宝臣.辽宁行政学院　.沈阳市财政信息中心

3D打印技术现状及应用趋势分析

杜艳绥1乔宝臣2
1.辽宁行政学院2.沈阳市财政信息中心

近些年来3D打印迅速的被推广，且在医疗、教育、科技、企业等众多领域所广泛应用，且与互联网、微电路、生物技术等技术紧密结合，从而也引起了各行业内部的创新实践以及爆炸式的变革，本文将从3D打印的含义以及原理进行概述，进而分析3D打印技术的现状以及未来的发展及应用趋势。

3D打印技术 发展 趋势

1　3D打印技术概述

1.13D打印技术

3D打印技术，又可以称为添加制造（AM，Additive Manufacturing）。简言之就是通过计算机的三维设计与三维计算，依靠于各种软件与数控系统，将具有特质功能的材料逐层的堆积与固化，最终形成模型的过程，是完全不同于传统制作业的切割与焊接等技术的快速成型领域的新兴技术。

1.23D打印技术原理

（1）三维建模

在进行3D打印之前首先要通过goSCAN等这些专业的3D扫描仪或者是诸如Kinect等DIY的扫描设备来对三维的数据进行获取，通过数字化的方式来进行三维模型的建立，初次之外，还可以通过AutoCAD等软件来完成三维的数字模型，也可以运用已经存在的3D模型作为参考。

（2）分层切割

在3D模型输入我们的电脑之后，并不能直接的进行操作，而是需要通过一些软件来对打印机的设备进行设置，通过进一步的处理将模型来且分层一层一层的薄片，而每个薄片的厚度等参数是通过喷涂材料的属性以及打印机的规格所决定的。

（3）打印喷涂

打印机可以将打印耗材逐层的熔结到三维空间之中，由于工作原理的不同，即可以通过喷一层胶水等方式完成，又可以通过高能激光融化合金材料进行熔接模型的过程，同时，由于模型的大小以及复杂程度和打印材质工艺耗时的不同等，可以需要几分钟甚至几天的时间。

（4）后期处理

在完成3D打印之后的作品是相当粗糙且带有毛刺的，这就需要对表面进行后期的加工，模型可以通过固化处理、剖离、修整甚至根据需要进行上色等操作，来完成模型的制作。

2　3D打印技术的现状

3D打印机最早是出现在1986年，真正的使用是美国麻省理工大学的几名人士于1991年蛇申报的关于三维打印专利，在3D打印中其中较为著名的公司有3D system、Z-Corporation、Object Geometrics等。

（1）在打印技术方面，日前主流的打印机能够在0.01mm 的单层厚度上实现600dpi分辨率的打印精度，较先进的产品已经具备每小时1英寸以上的垂直打印速率，并可实现24位色彩的彩色打印。

（2）在打印材料方面，打印材料有石斛、金属等，这些较昂贵，还有目前在市场上占有主流地位的高分子材料，甚至可以是面粉或是蛋白粉等可以使用的原料，开发出的可用来打印的材料已经有14类之多，且可以进行混合搭配出100多种耗材。

（3）在造价方面，3D打印机的售价也在不断的下降，更加的亲民化，比如较为高端的Replicator 2X的售价目前也降至2799美元，家庭用的3D打印机也会不断的降价。

3　3D打印技术的发展趋势

3D打印技术可以在各个领域有所发展，比如在电子领域，可以替代部件、设备外壳等，在化学领域，可以制作3D立体分子模型，在生物医学领域，可以打印出分子、病毒、器官和人工关节等模型，在数学方面，可以根据实际的应用来解决生活中的几何面或城市布局设计等问题，在航空方面，可以打印出飞机模型为空气动力学做试验地模型，在地理方面，可以制作立体的地形图，且可以直观的来分析人口统计图，在烹饪方面，可以通过打印出菜品的模型或是人造的仿真食品，在机电工程方面，可以设计作品来制作圆形，建设设计方面则可以打印出微缩的城市模型，在历史考古方面，则可以将历史上的工艺品或古董等进行修复，在动画设计方面，则可以打印出人物或是动画角色的模型作品，在天文方面，则是可以通过对数据的观测来对天体进行模型的打印，在力学方面，则可以根据设计来制作出桥梁等模型，从而进行力学的实验。

3D技术可以培养模型快速生成的能力，这样就可以节省成本以及技术的问题，可以通过计算机来完成方案的设计，还可以对问题来进行真实情境的营造，激发使用人员的兴趣，可以将自己的设计与测试的结果进行联系，可以极大的培养在此领域中的兴趣，从而加深对认知的影响力。

4　结束语

总而言之，3D打印技术作为第三次工业革命的重要产物，已经备受关注，作为一种融合了数字建模技术、机电控制技术、信息技术以及材料科学等技术的综合体，是前沿技术知识的结晶，尽管3D技术在我国的发展还较为落后，但发展迅速，相信3D打印技术一定会突破各种瓶颈，迎接新的挑战，使3D打印技术可以更加的精密化与智能化，来适应更广泛的需求！

［1］李青，王青 3D打印：一种新兴的学习技术，远程教育杂志［J］，2013（04）

［2］王文涛，刘燕华 3D打印制造技术发展趋势及对我国结构转型的影响，科技管理研究［J］，2014（06）［3］王雪莹，3D打印技术与产业的发展及前景分析，中国高新技术企业［J］，2012（26）

杜艳绥，女，1982-，满族，籍贯辽宁绥中，硕士，辽宁行政学院信息技术系，副教授，研究方向：计算机应用。