3D打印技术与产业的发展及前景分析

夏庭君

摘 要：3D打印技术是一种全新的迅速成型的技术，近年来获得了社会的大范围关注，并且在诸多领域得到了应用，由此，3D打印技术的地位有所提升。文章针对3D技术的产业发展、现状及未来发展的态势，实施综合性的分析，在确定3D打印产业资金投入和技术探究的背景之下，对3D打印技术的发展提出针对性的建议，促使其能够得到更大的发展空间。

关键词：3D打印技术；产业发展；前景；分析

中图分类号： TP751 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）32-95-2

0 引言

目前3D打印技术正在迅速的发展，并且在诸多领域获得了一定的发展空间，其技术的应用与发展，不但受到我国社会的热烈议论，也得到了世界其他国家的高度重视。根据相关资料显示，3D打印技术的发展范围会伴随社会的发展，迈向更大的发展空间，与此同时，3D打印技术也会在未来发展中，呈现个性化的发展，其不但能够促进全世界范围内制造产业的经济发展，也会对整体人类社会产生一定的积极意义。

1 3D打印技术概述

3D打印技术具体指的是借助不间断的物理层叠加，每一层都要添加材料生产三维实体的技术，和以往的去除材料加工有明显的差异，所以也叫作添加制造。3D打印技术是综合性技术，其综合了信息技术，材料科学、化学，数字个建模技术等多方面的先进技术知识，科学技术含量非常高。3D打印的主要配置是3D打印机。是集合计算机技术、机械与控制等作为一个整体的复杂机电一体化体系，成型环境、高精度机械系统等构成，除此之外，打印工艺、控制软件、全新的打印材料等构成了3D打印技术体系。就当前的发展状况来看，3D打印技术具体被应用在艺术创作、产品原型、珠宝制造等范围，依靠其技术取代以往的精细加工工艺。3D打印能够在一定程度提高制造的精密度。与此同时，3D打印技术也会应用在建筑、生物工程及服装等领域，3D打印技术的应用，为创新创造了巨大的空间，譬如：在2010年，美国与澳大利亚公司联合，想要把活体细胞当作“墨水”打印到人体的器官与组织中，这在一定程度上能够推动医学领域的创新。

2 探究3D打印技术中应用的主要技术原理

2.1 3DP技术

此技术是把粉末借助喷头送出，之后三维模型切片后获取的二维层面会喷射出黏结剂，其工艺的主要特征是：资金投入较少、迅速成型，与此同时，粉末在成型中起支撑的意义，成形后易去除，在打印全彩色实体时，可应用此技术。

2.2 SLA技术

此技术是基于液态光敏树脂在功率与波长的紫外激光照射之下出现光聚合反应原理，完成固化成形。工艺的主要优点是：表面质量非常好、制造精度较高，材料能够得到充分利用。此技术可用在形状烦琐与工艺品的加工上。

2.3 FDM技术

此技术是应用热塑性材料的粘接性与热熔性，借助计算机控制，堆积成形。工艺的主要优势是：成形零件的力学性能非常强、制造资金投入较低，可以应用在快速模具的制造。

3 3D打印技术和产业发展的状况

当前我国已有诸多高校开始对3D打印技术进行自助研发，其不但确定了3D打印技术的分层实体制造程序，并且在一定程度上提高了FDM工艺，形式多样的大学对3D打印技术的探究，存在的优势具有明显的差异，部分大学占据制造工艺优势，部分大学的优势是三维打印喷头的研究。但是，我国的3D打印技术研究能力和世界其他国家相对比，还存在一定的差距，需要逐渐健全与优化，促使我国的3D打印技术能够更具先进性。

目前我国部分城市中的企业已经完成了3D打印机整机生产与向外销售，上述企业具备的共同特点是，海外归国团队创建的，其范围非常小，和世界其他国家的生产相同种类的产品相比较，其产品技术非常低。与此同时，我国生产的3D打印机，无论是打印精度还是打印速度而言，都不能满足商用提出的要求，因此，需要逐渐提高技术能力。在服务范围，我国经济发达地区的产业中，3D打印配置已经普遍化，与此同时，借助应用此配置，实现了商业化快速成型服务，此服务领域不但包含样品制作，也包含文物复原、辅助规划等范围，由此可以得知，3D打印技术在我国发展中的广泛程度。

4 探究3D打印产业的未来发展前景

参照相关报道得知，全世界范围内的3D打印产业产值到2016年，包含配置制造与服务范围内的产业总产值是31亿美元，到2020年会达52亿美元。

但是3D打印技术需要得到提升和产业应用空间，当前仍旧面临诸多挑战及有待解决的问题，譬如：其一，效率、精度与速度。当前3D打印成品的精度仍旧不符合大众提出的标准，打印效率与大范围生产相对比，存在较为明显的差距，与此同时，受到打印机工作原理的影响，打印精度和打印效率存在一定矛盾；其二，就成本而言，当前的3D打印机的造价一般非常昂贵，对其进一步发展，造成了一定的限制；其三，产业环境而言，3D打印技术的大规模应用，促使产品更易扩散与复制，增加了制造业的盗版风险，当前具备的知识产权保护体制还不能和产业的发展相吻合；其四，就打印材料而言，当前的3D打印成型材料大部分使用的是化学聚合物，其选择具备一定的局限性，成型品的物理特性非常差，与此同时，存在安全隐患。

在2011年，某公司发布了最新的技术发展目标方案中，可以得出：3D打印技术正在迈向概念炒作的时期，其技术还需要得到全面的提升，主流市场也需要实施更进一步的培养。相关研究工作者提出，至少需要5-10年，3D打印技术才能成熟到与时代发展相吻合，在其较为漫长的发展中，产业存在增长期落空、资金投入中断等可能性。总而言之，就中长期而言，3D打印产业具备非常宽广的发展前景，但是当前其产业还未成熟，仍旧需要大力提升。针对3D打印市场范围的短期发展不适合过度估算。所以，当前产业范围针对3D打印范围的投入措施是：提升创新研发力度，主要任务是引进技术与技术储备，特别要重点维护与构建自主知识产权，力争其能够在日后激烈的市场竞争中，具备强有力的竞争实力，但是当前受到概念炒作的限制，在技术还未健全的状况下，进行大范围的产能扩张，由此导致投资回报存在一定的风险性。

5 3D打印技术的未来发展态势

伴随智能制造逐渐趋于完善化、成熟化，在制造领域中，大范围应用了全新的信息技术、材料技术等，由此，3D打印技术也逐渐推向更高的阶段。在未来的发展态势中，3D打印技术会更具智能性、便捷性、精密化等优点。

提高3D打印的精度、速度等，拓展多材料打印、并行打印等工艺方式，提升成品的表层质量、物理性能，以满足直接面对产品制造：创新出诸多形式3D打印材料，如纳米材料、复合材料、智能材料等，未来的研究与应用热点可能变成金属材料直接成型技术，3D打印机体积具有桌面化、小型化、资金投入较小，操作更简单，也更加符合分布化制造、规划、生产的目标。和家庭生产的需要。软件内的集成化，CAPP/CAD的集成化，促使生产控制软件和规划软件可以巧妙融合，完成设计人员直接联网控制的远程在线生产。除此之外，拓宽3D打印技术在车辆、生物医学等行业的广泛应用。

6 结语

综上所述，文章是针对3D打印技术和产业的发展及其前景，展开的深入全面的探究，并且全面分析了3D打印技术的主要技术原理、技术与产业的发展具体状况、未来发展前景及未来发展态势。提出了针对性的建议。其主要的目的是，促使3D打印技术能够得到迅速的发展，并且能够应用到世界范围内的各个行业当中，发挥其存在的最大价值。

参 考 文 献

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