激光3D打印技术在信息服务中的应用探析

成昱旻

摘 要：近年来，伴随着科技的飞速发展，激光3D打印技术在智能制造的升级中发挥重要作用，预计在未来其发展趋势可能主要集中于深度应用和高功率等方面，无论是在石油化工、能源，还是交通运输、精密机械，甚至是信息服务中均具有广阔的应用前景。随着时代的发展和进步，传统的信息服务模式显然已经不能满足现代化信息化发展的需求，对此将激光打印3D技术应用在信息服务中，有助于推动信息服务的信息化建设。

关键词：激光3D打印技术；信息服务；应用

近几年，可穿戴设备、无人机、机器人、3D打印机、VR等新型词汇迅速风靡全球，在上述技术中3D打印技术被认为在未来将会引领新一轮工业革命。从现实情况分析，可能性较高，主要是因为3D打印技术已经被广泛应用在工业制造领域中，其中以医疗领域、航空领域、汽车领域尤其突出。而激光3D打印技术作为对传统3D打印技术的升级，较好地将3D打印技术和激光技术结合起来，不仅可以用于工业制造中，还可以应用于信息服务中。

1.激光3D打印技术简介

1.1激光3D打印技术概述

激光3D打印技术又可以被称为快速成型技术或者增材制造技术，该项技术是近几年才诞生并发展起来的一类新型打印技术。激光3D打印技术，顾名思义，该项技术必然应用了激光，激光3D打印技术通过应用计算机辅助程序来控制高能量高密度的激光束实施扫描操作，有选择性地融化提前铺好的金属粉末，再同基体冶金进行结合，通过不断逐层铺粉来完成连续扫描，最终制造三维金属零部件[1]。因为激光3D打印技术使用的是单模光纤激光发生器，所有除了光束的质量高，而且产品成型的精度也非常高。不仅如此，激光3D打印技术为了保证激光聚焦光斑的一致性，使用了动态聚焦激光扫描振镜，与此同时还可以在腔体内转载不锈钢真空惰性气体，从而达到腔体保护的目的。根据上述描述可知，激光3D打印技术兼具力学性能好和精确度高的优点。

1.2激光3D打印技术工作原理

激光3D打印技术的快速成型技术的实现是建立在选择性激光烧结技术的基础上的，激光3D打印技术主要是应用强度较高的激光把材料粉末烧结，最后烧至成型。下面本文将对选择性激光烧结技术进行简单介绍：选择性激光烧结技术主要是应用激光实现固体粉末的分层烧结，再层层叠加烧结所成型固化，最后生成所需性状的零件。归纳起来，该工艺工程涉及到了CAD建模——数据处理——铺粉——烧结——处理等流程。该生产系统主要由激光器、工作台、推粉墙、激光器、激光光路系统、工作缸、震惊运动系统、供粉缸等部分构成。在成形时，需要先于工作缸内铺设一定厚度的粉末材料，这便是第一层烧结的原材料，该材料的作用是发挥支撑；再对激光束进行调焦等校正后，通过计算机控制激光束，根據截面轮廓信息，扫描并烧结制件的实心部分，让粉末的温度上升，直到达到融化点，粉末颗粒在交界位置被融化，粉末相互烧结，依次获得各层轮廓；没有被烧结的粉末依然为松散状，可以将其作为工件和下一成形面的支撑，可以在一定程度发挥散热功效；待完完成一层成形后，在伺服电机的作用下，工作缸推粉板将粉末面下降一个截面层的高度，同样供粉缸推粉板也可以在伺服电机的作用下，上升一个截面层的高度，从而增强铺粉的效果，另外，供粉缸推粉板上升的高度也可以稍微大于一个截面的高度，然后在推粉墙的作用下，开展下一层铺粉和铺平；此后激光束再次开展扫描烧结，反复重复上述工作流程，最终便可以获得三维工件。

1.3激光3D打印技术的优点

对激光3D打印技术而言，其最大的优点便是无需机械加工，也不需要任何模具便可以直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件，极大地缩短了研制产品所需时间，提高了生产效率，降低生产成本。同传统的技术相比，归纳起来激光3D打印技术主要具备以下优点：（1）由于摒弃了生产线，极大地减少了成本支出；（2）极大的降低了材料，减少了材料浪费；（3）激光3D打印技术能够制造出传统生产技术无法制作出来的形状；（4）激光3D打印技术进一步简化了生产制造过程，能够在最短时间内生产出物美价廉的产品。激光3D打印技术除了上述优点外，还具有一些其他优点。绝大部分的金属和塑料零件是为了生产而设计，这样的零件可能十分笨重，并且经常含有同制造相关但是跟功能关系不大的剩余物。而激光3D打印技术不会存在上述情况，激光3D打印技术中，原材料全部被应用于产品生产中，通过激光3D打印技术，生产的零件更加精细且轻盈，当材料不再受制于生产时，便可以通过最优化的方式实现功能最大化，因此和传统技术相比，激光3D打印技术生产出来的产品同等坚固，但是重量要轻60%左右[2]。

2.激光3D打印技术在信息服务中的应用

众所周知，图书馆乃开发和利用各种信息的关键部门，也是为广大读者提供服务的机构，而图书馆传统的信息服务模式大多为从版权提供商那里购买印刷型纸质和数字资源等信息产品，然后将其提供给用户和读者使用。自我国印刷术出来以来，信息服务领域局限于平面服务中，而激光3D打印技术的诞生打破了上述格局，推动了信息化服务由平面向立体的转变。当前，激光3D打印技术已经被当做信息时代打印技术一项具有划时代意义的技术，甚至有学者将激光3D打印技术同蒸汽机这一开启工业革命的技术相提并论。纵观当前武汉大学图书馆、北京大学图书馆、浙江图书馆、上海图书馆等均高校图书馆和公共图书馆均陆陆续续引进了3D打印机，为此并聘请了一批专业的人员，对这些人员开展技能培训，并开启了创新、创客空间。随着数字化技术的飞速发展，相信在将来的信息服务模式在激光3D打印技术的推动下，将由传统单一提供书籍资讯和信息提供者向图书等信息商品的生产者和提供者角色转变。将激光3D打印技术应用在图书馆中是创新信息服务的重要举措，伴随着材料科学的发展，相信在不久的将来肯定会研发出适合期间、图书的可回收循环使用材料，如此一来便极大的降低了打印成本，并且耐磨损远远高于纸质，相信届时图书馆和其他信息服务机构便可以按照用户或者读者的需求采购出版社建模好的3D电子图书，应用激光3D打印技术生产出满足广大读者多样化需求的信息产品。与此同时，应用激光3D打印技术还可以有效的保护绝本文献、珍本文献等[3]。迄今为止，我国已经有很多家信息服务机构和图书馆将激光3D打印技术应用在信息服务中，例如：2013年，上海图书馆便在自身公共图书馆宣传周上，将之前的专利标准检索工具阅览室改造成具有新型的全新阅览室，并首次引入了3D打印机，从而更好地为读者提供服务，将读者的创意灵感充分激发出来，将图书馆真正打造成一个集学习、开拓思维、探索为一体的场所。另外，在继上海图书馆后，浙江图书馆也进行了尝试，并取得了满意的效果。

3.小结

综上所述，近年来，伴随着全球及各大企业越来越关注激光3D打印技术，激光3D打印技术因具备其他技术无法比拟的优点将可能被广泛应用在各行各业中，在上文笔者探讨了激光3D打印技术在信息服务中的应用，取得了满意效果。而激光3D打印设备市场将迎来持续增长的态势，相信在不久的将来，激光3D打印技术将走进千家万户，开创一个全民制造的新时代。

参考文献：

[1]梁建平.三维激光3D打印技术在数字化重现中的应用[J].激光杂志，2018，39（06）：125-129.

[2] 蒋道银，蔡怡婷，周凯华.3D打印技术在文物修复、复制运用和探索[J].文物修复与研究，2016（00）：644-648.

[3]王歌，张庆栋.3D 激光打印技术的研究及发展动态[J].技术创新，2016（31）：116