3D打印技术及应用趋势

潘舟

摘 要：近年来，全球范围内都掀起了“3D打印”热潮。作为一种全新的高科技技术，3D打印技术因其广泛的应用性、价值性，以及未来的普及性，受到人们的热切关注和讨论。高中生的好奇心强，喜欢并乐于接触新兴事物，3D打印技术的先导性与新颖性，不仅可调动高中生的探究热情，同时了解3D打印技术的基本含义以及应用趋势，对于高中生自身眼界的提升和综合素质的发展，具有十分积极的促进作用。本文从高中生角度，针对3D打印技术探讨了其在医学、教育、航空、考古、日常生活等多个领域的应用趋势。

关键词：3D；打印技术；应用趋势

3D打印技术自诞生之日起，就被视作人类社会文明又一次的重大突破。短短数年间，3D打印技术不仅在不同领域取得了显著成就，同时也开始被人们广泛的关注和讨论。3D打印技术之所以有如此“魔力”，在于这项技术能从根本上改变人们现有的生产生活观念和方式。3D打印技术在未来数十年内都将是世界范围内的重要研究课题。

一、3D打印技术

3D打印技术简单来说就是一种利用3D打印机可将实物进行快速模拟成型的技术。3D打印技术不仅有着极高的实物还原能力，同时其打印厚度最薄仅为0.025mm。3D打印技术并非全新的技术，而是综合了计算机、材料、机电、激光等各种先进技术。有学者甚至称3D打印技术将引领人类社会的第三次工业革命，由此可见3D打印技术在未来之于人类社会的重要作用。

二、3D打印技术应用趋势

（一）医学领域

3D打印技术在医学领域的应用不亚于一场革命，利用3D打印技术可实现人体器官的打印。人体骨骼可利用3D打印技术打印，这种打印出的骨骼，可暂时代替人体骨骼的支撑作用，在受损骨骼重新恢复后，打印的骨骼会自然无害溶解。2013年，3D打印技术首次成功救治了一位下颚骨感染患者。同时人体血管也可利用3D打印技术打印，目前这一应用在德国已经取得突破性进展。此外，3D打印技术还可打印软骨组织，如半月板。目前这一应用在美国已经开始逐步普及。3D打印技术在医学领域未来的应用前景极其广阔，其可使更多的人免于病痛。

（二）航空领域

3D打印技术在航空领域可用于先进机械零部件的加工制造，以对传统制造加工业存在的缺陷进行改善。2013年，美国相关科研技术人员，成功使用了3D打印技术制作出了火箭发动机喷射器。测试结果显示，3D打印技术制作的喷射器，无论是在质量还是在精细度上都优于传统工业制作的喷射器。在火箭喷射器制造中应用3D打印技术还可有效减小工作量、缩短制造周期，并大幅降低成本。在2013年，我国也利用3D打印技术制造出了飞机关键钛合金构件，在这一领域首次取得重大突破。

（三）考古领域

在考古领域，尤其是文物修复中3D打印技术的应用，对于破损古文物的修复具有极其显著的效果。破损古文物经3D扫描，完成数据采集和处理，即可建立模型并打印，具备操作简单、成型快速、还原度高等诸多优点。在美国两名技术人员成功使用3D打印技术将一件被打碎的，具有三千年历史的狮子造型瓷器进行成功修复还原。同时我国杭州一技术公司，也通过3D打印技术实现了天龙山石窟严重破损石像的成功修复还原。在考古领域随着3D打印技术应用的不断成熟，对于人类古代文明的还原与保护都具有重要作用。

（四）食品领域

3D打印技术还可被用于食品的打印。相较于手工或机械制作的食品，利用3D打印技术打印的食品无论是外观还是口味，都无差别。目前已有技术人员利用3D打印技术成功制作出了意大利的特产——披萨饼。3D打印技术在食品领域的应用，人们可根据自身的需要，通过互联网，定制各种软质材料如面包、汉堡、巧克力等美味食品。3D打印技术将逐渐改变人们传统的饮食方式。

（五）制造领域

在制造业利用，3D打印技术有着极其广泛和巨大的应用价值，利用3D打印技术传统制造模式中的切割材料、部件组装等工序都可省略。这不仅可大幅减低传统制造业的人力成本，扩大生产规模，同时还可有效提升生产效率、精度和质量。目前，世界上已有利用3D打印技术制造出的有皮划艇、汽车等。近期，康奈尔大学甚至利用3D打印技术成功制作出了机器人。

（六）生活领域

3D打印技术一旦成熟并普及后，将会对人们日常生活造成巨大冲击。在日常生活中人们可利用3D打印技术制作出独一无二的专属生活用品，利用戒指、手机外壳、项链等等。目前，已可利用3D打印技术制作出电子产品，如英国技术人员在近期内就利用3D打印技术成功打印超出一套音乐扩音器。在未来，3D打印技术将彻底颠覆人们传统观念。

（七）其他领域

除上述领域外，3D打印技术在建筑、时尚、教育等领域也有着广泛的应用。利用3D打印技术可打印出环保又精美的建筑模型。在时尚界，美国一工作室利用3D打印技术打印出了世界上第一双3D时尚高跟凉鞋，以及首款3D打印的晚礼服，引起巨大轰动和广泛讨论。在教育领域，3D打印技术可为教师教学和学生学习提供极大的便利，例如可利用3D打印技术制作化学3D分子模型，让学生更加清晰观察分子结构。

三、结语

综合以上几项论述，我国的3D打印技术及其发展尚有很大的改进空间及进步之处，在技术相对他国而言不太成熟，短期之内仍处于探索阶段以及3D打印技术普及度不高的情形之下，我国更应注重3D打印技术的发展，将其作为一项首要推行的高新技术发展，与时俱进，顺应新兴科技发展的潮流，在国际上争取做到技术、研究方向的领先，走向该领域发展的前沿位置，并不断探寻其在各领域的相关应用。同时，将3D打印技术普及化，让民众知道、了解以及真正使用上该项技术，同时通过技术攻关，将材料的成本，以及设备的整体价格降低，让3D打印技术走向民众的生活当中，成为一項便民的工具。

参考文献：

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