& 3D打印技术的发展现状及前景分析
3D打印技术的发展现状及前景分析
摘 要：3D打印技术被称为快速成型技术，也称为增材制造技术，是一种以数字模型文件为基础．运用粉末状金属、塑料等可粘合材料。通过逐层打印的方式来构造物体的快速成型技术。2012年4月，英国《经济学人》刊文认为．
【题　名】3D打印技术的发展现状及前景分析
【作　者】李红兵
【机　构】安徽省科学技术情报研究所
【刊　名】《安徽科技》2013年 第9期 55-56页　共2页
【关键词】打印技术 3D 快速成型技术 制造技术 模型文件 粘合材料 生产模式 工业革命
【文　摘】3D打印技术被称为快速成型技术，也称为增材制造技术，是一种以数字模型文件为基础．运用粉末状金属、塑料等可粘合材料。通过逐层打印的方式来构造物体的快速成型技术。2012年4月，英国《经济学人》刊文认为．3D打印技术将与其他数字化生产模式一起。推动第三次工业革命的实现。美国等发达国家高度重视3D打印技术，甚至将其提升到国家战略层面。
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打印技术,3D,快速成型技术,制造技术,模型文件,粘合材料,生产模式,工业革命
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3D打印技术的瓶颈和未来发展趋势有哪些？
　　对于3D打印技术现在的瓶颈和未来发展的趋势，在钛媒体2017T-EDGE科技生活节上，我们也与从业者、建筑师进行了一场对话。
　　作为从业人员的张靖表示，目前3D的问题在于它还没有一个标准&&这既是指打印材料方面，另外也是指打印物品方面。目前打印材料相较于传统材料强度不够，仅仅达到能打印原型机的程度。
　　他认为，如果这两个问题得到了解决，那么3D打印能解决掉全行业内10%-20%的物品需求。
　　而作为建筑设计师的程艳春则表示，他更多关心的是，3D打印与人文历史等各方面的结合。因为3D打印是标准化的，少了一丝艺术与创意的灵气。
　　传统制造业/建筑业都是做&减法&，把不需要的部分从材料上削减去，这对于环境是不友好的，而3D打印技术的成熟，能极大地减轻对生态环境的污染。
　　以下是钛媒体潜在投资COO李非凡与迅实科技董事长张靖、C+Architechts建筑设计事务所合伙人&主持建筑师程艳春的对话实录：
　　主持人：3D打印技术在中国有什么样的应用，在世界上有哪些应用和发展趋势？我们可以与C+Architechts建筑设计事务所合伙人&主持建筑师程艳春先生以及迅实科技董事长张靖先生交流一下。
　　张靖：我的博士是由BehrokhKhoshnevis先生指导的（3D打印技术的发明人）。这个技术十几年前就由他发明的。3D打印的瓶颈是打印的材料和效果。很多打印的东西，打什么东西都行，但是不一定能用。所以我们尽可能打印出一些可用的东西。比如，建筑打印就是一个方向。现在能打印小一些的房屋模型。未来打印模特的衣服，食品以及一些工业用品都是可行的。
　　程艳春：第一次听到这个3D打印技术，我就感觉自己要失业了。我也期待3D打印未来可以把一个建筑打出来，但这样会引出其他的问题。
　　主持人：比如说什么问题？
　　张靖：现在的房子都是通过人工和机器，是一年或者是1个月，或者是两天就可以把房子打出来。不过3D打印如何与人文以及历史甚至是深层次精神层面相结合，这就是一个问题。如果只是造东西，3D打印只不过是一种基础的方式。
　　程艳春：像我们普通屋子都是一砖一瓦做起来的，人力效率是比较低的。机器比人更加精确和灵活，这个对设计师是一个福音。
　　主持人：未来是否用户提出一个个性化的东西，比如就想要某种样子的汽车，3D打印就可以实现？
　　张靖：确实是这样的，不过3D打印的问题在于其效率和材料。材料方面的要求会更高，就像打出来的房子到底能不能住，比打的快不快更加重要。现在的3D打印更多是3D原型打印，当材料得到解决之时，各种各样的东西都可以通过3D打印做出来。
　　主持人：但是有什么东西是利用3D打印技术实现不了的，必须是要依靠像程艳春一样的设计师才能做出来？
　　张靖：打什么东西还是由设计师决定的。
　　主持人：设计师觉得呢？把建筑看作是工艺品的话，3D打印和人力修建，在你看来哪个更符合审美和价值的需求？
　　程艳春：其实更多是3D打印的建筑如何让人获得幸福感，而获得精神的满足，这个是更深层次的问题。
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在工业化时代，任何个性化的产品其实都是大...
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中国印刷科学技术研究院以及科印传媒拥有专...
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display: 'inlay-fix'几大主流3D打印技术未来发展趋势预测
首先大胆预测一下几种技术方向的未来发展：在非金属3D打印成形领域，基于喷印原理(典型技术3DP)和光固化面成形(典型技术CLIP)的3D打印技术会成为绝对主流。原因很简单，CLIP是最快的......
首先大胆预测一下几种技术方向的未来发展：在非成形领域，基于喷印原理(典型技术3DP)和光固化面成形(典型技术CLIP)的会成为绝对主流。原因很简单，CLIP是最快的3D打印技术，而喷印成形是唯一可打印全彩色的3D打印技术，可打印大尺寸、速度快(接近于面成形)、强度高，且在同一层面可成形不同材料。金属3D打印工业应用领域，结合数控加工的复合成形技术将逐渐主导市场。当然这有一个前提，就是Xjet技术没能实现商品化。而一旦Xjet技术可打印高致密度金属零件并实现商品化，3D打印对制造业的革命就开始了。在生物医疗领域，打印金属植入物将逐步获得认证并真实应用到临床，可降解材料植入物的应用将紧随其后。为了看得更清楚，现在简要回顾一下3D打印技术的发展历程。3D打印技术在过去被称为快速原型技术，在经历2012年行业的突然爆发之后，民间逐渐以“3D打印”这个名词代表了这个行业，虽然学术领域的很多老一辈专家认为这个名词不准确，所以一般在正式场合使用“增材制造”这个名词。在其近30年的发展历程中，前20年都是以传统5类技术(FDM、SLS、SLA、LOM和3DP)为核心进行升级，随后出现金属3D打印机(SLM)，到近5年，新技术层出不穷，整个行业也到达火热的程度。虽然市场上媒体和投资机构对3D打印技术的认识逐渐理性，但新技术的开发力度却达到了历史最高点。最初的3D打印技术为快速原型技术，所以制造的零件都是原型件，就是“模型”，不具备产品真实的功能。所以原先在焊接技术领域的增材制造技术(典型技术LENS)不是“原型”打印机，也就不是快速原型技术。2005年前，在中国主要的快速原型技术研发团队有三个高校(华中科技大学、清华大学和西安交通大学)团队孵化的三个公司(武汉滨湖机电、陕西恒通和北京殷华)和少数几个企业(北京隆源、上海联泰等)，进入中国的国外公司也就、stratasys和EOS少数几家企业。从金属(SLM)出现之后，3D打印机就开始逐渐从“快速原型”向“快速制造”过渡。武汉滨湖机电当时也明确的提出了 “直接制造功能件”的技术发展方向，加大SLS制造尼龙功能件研发力度和开发金属成形SLM技术，也使得滨湖机电成为中国首批可制作尼龙件和金属打印机的厂家。从2005年以色列objet公司开始进入中国，其快速、经济的特点极大冲击了中国以SLA技术为代表的“原型件”制造应用领域，这一状况发展到2008年尤为明显，有些企业业绩受到显著影响，甚至有人认为快速原型行业不行了。由于武汉滨湖机电的核心产品是SLS技术以及SLM技术，业绩反而一直是稳步上升。2012年在欧美等国的促动下，突然爆发，政府、媒体、券商甚至普通老百姓都开始全面关注3D打印技术，更有人认为3D打印是万能的制造技术，焊接领域的增材制造技术也加入到3D打印行业，中国的3D打印市场也成几何倍数增长，几乎所有的3D打印企业也重新爆发，任何一个与3D打印产业沾边的企业也都获利，造成了很多企业都想靠上3D打印，一些明显的二维成形技术也都挂上3D打印的称呼，整个行业处于“发烧”状态。好的一面是，火热的大环境促动了很多新兴技术的诞生，新技术、新企业也是层出不穷，如普通纸张全彩3D打印机、复合金属3D打印机、建筑3D打印机、巧克力3D打印机、CLIP技术、Xjet技术、液态金属3D打印机等等。两年前，在一些专家的呼吁下，很多人开始冷静思考3D打印行业，人们开始发现，目前的3D打印技术有很多缺点，它们很难满足制造业的要求。在接下来的两三年，行业洗牌可能在所难免，一些旧的技术也必将逐渐淡出市场。下面来解释一下前面我对行业技术发展预测的理由。先看看主要的塑料成形行业。传统的成形方法主要是注塑成型和数控加工，对产品的要求主要体现在强度、速度和经济性。CLIP技术最显著的特点就是快，由于解决了固化面与玻璃剥离的核心问题，任何一种加法式成形技术不可能比它更快。俗话说天下武功唯快不破，几分钟即可得到零件的速度足够让工程师和设计师兴奋。还有一点是该技术可采用普通投影技术，设备硬件成本较低，说明该技术产品有足够的降价空间，就看企业愿不愿意了。当然CLIP技术也有缺点，就是不能成形全彩色零件，短期内成形尺寸也不大。而喷印成形3D打印技术(以下简称3DP)，有几个典型的特点：速度快、可打印全彩色、成形尺寸大等，早期的3DP技术主要打印石膏材料，给人造成了零件强度不高的缺点。但新的3DP技术不仅成形强度很高，且成形材料很多，如尼龙、陶瓷、覆膜砂等。3DP技术如果解决了表面质量问题，其应用前景将非常可观。可以预见，新的3DP和CLIP技术一旦广泛商用，传统非金属3D打印技术必将受到冲击甚至被淘汰。对于金属3D打印工业应用领域，如果金属3D打印机不能解决表面质量低、成形效率低和成本高的缺点，它在工业应用领域就只能是复杂零件方面，而且很多复杂零件由于支撑无法去除也不能加工，所以传统金属3D打印技术在工业领域的应用必定受限。近几年出现的结合数控加工的复合成形金属3D打印机很好的解决了表面质量的问题，其应用领域扩大很多，甚至可以应用到模具加工领域成为一种模具加工设备。而Xjet技术的出现才是金属成形3D打印机的革命性技术，我本人非常惊叹该技术的成就，由于Xjet技术还没有商品化，我不能确定的是该技术在成形零件的致密度方面会如何，但从介绍上来看它几乎解决了金属成形3D打印技术的所有缺点，如果该技术能够解决致密度问题，3D打印对制造业就真能产生革命性影响了。生物医疗领域是一个特殊的领域，几乎每一个“产品”都是个性化的，且不需要极高的表面质量和高致密度，是一个特别适合于3D打印技术的领域。比如金属3D打印在工业领域的一些缺点在应用到生物医疗领域反而成了优点——如空间网格化和粗糙的表面更能符合生物组织生长的要求。因此，在通过医疗审批后3D打印技术在生物医疗领域将会有广阔的空间。但在活性器官3D打印方面我始终持有慎重应用的观点，理由很简单，我认为人类对一些活性器官的研究还不够彻底，还有很多未知的知识我们的科学家都还没有掌握。在这种情况下，我们打印的活性器官一定只是具备某种功能的“产品”，而不是真实的器官。我们可以想象一下上述几种技术实现普遍商业化之后的情景，可以分析哪些技术可能受到冲击而衰退甚至消失。3D打印技术本身被委以“引发制造业革命”的重任，但传统的3D打印技术显然不能承担如此重任。作为从事3D打印的企业来说，需要实事求是的分析市场，开发符合未来制造业要求的3D打印新技术，并结合新技术、新工艺开发新材料，扩大应用市场，才能保持企业的持续发展。作者：蔡道生延伸阅读：《》
(来源：中国3D打印网) 关键词：
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3D打印技术的发展前景
　　摘 要：3D打印技术是加工制造业的一种创新技术，同时也是快速成型技术飞速发展的代表产物，它是一种先利用计算机进行3D建模，进而构建模型文件，运用金属材料或陶瓷材料等可用于3D打印的特殊材料，将3D模型文件分区分层，再将该文件划分成截面，最后利用3D打印设备进行打印出成品的过程。3D打印技术在汽车、航空航天、建筑业、医学专业以及其他领域的应用价值都是十分广泛的。 中国论文网 http://www.xzbu.com/1/view-7486415.htm　　关键词：3D打印技术；打印过程；切片处理 　　1 3D打印技术过程 　　3D 打印技术是国内称之为快速成形的一种先进制造方法。日常生活中最为常见的打印方式为普通的平面打印技术，然而3D打印设备与普通打印设备的工作方式大体相似，与普通打印设备不同的是三维打印设备内装有石蜡、金属、高分子材料、砂等不同的“原材料”如图1所示，利用三维打印机的“大脑”（计算机）控制作用，能将“打印材料”一层一层进行打印，最后将三维建转化成真实成品。因与普通打印机的工作原理及喷墨打印工作方式相似，因而得名 “3D打印机”[1]。这项打印技术称为3D立体打印技术。 　　3D打印过程中具有诸多不尽相同的相关的技术。它们之间的区别在于所用的打印原材料的种类及打印方式，同时在分层和对截面构建过程中以不同的方式创建部件。3D打印过程中所用的原材料通常是较易获得的材料，例如常用原材料有金属、陶瓷、塑料、砂等材料[2]。如图1所示。 　　三维造型软件同3D打印设备之间互相兼容的文件格式是“STL”为后缀格式。一个相应打印的文件用三角面来近似模拟物体的表面。三角面的面积越小打印后的产品表面的加工精度越高[3]。 　　切片处理是3D打印设备利用识别计算机模型的数据，用3D打印材料如金属、陶瓷、塑料、砂等将数据信息分层地打印出来，然后将分层打印出来的片体用不用的形式粘结在一起，最后形成产品。 　　打印设备打印出的片体高度和平面方向内的分辨率是以dpi（像素每英寸）或者微米来计算的。三维打印设备在平面方向打印的分辨率能跟常见的激光打印机的分辨率相近。利用三维打印设备打印出来的“水滴”的半径可以为0.03至0.05毫米[4]。同时加工时间还跟产品的尺寸大小和精度要求的高低有关。如果采用3D打印设备就能将时间大大缩短，也跟3D打印设备的打印精度、产品的大小和精度要求而定的。 　　对于加工精度要求较高的产品，如果打印的分辨率不够，将不能满足精度要求，可以通过以下的方法提高产品的加工精度：打印产品时，可以首先将产品打印的大一些，留有一定的精加工余量，然后通过打磨或者光整获得满足精度要求的产品[5]。 　　2 3D打印国内发展状况 　　3D打印技术实在上个世纪90年代开始在国内发展起来的一种新型的制造技术，从3D打印机到打印材料研究与开发，以及3D 打印在航天、汽车行业发展前景广阔[6]。目前，3D打印技术在原材料的节约、节约能源等特点与我国“十三五发展的战略”高度一致。 　　2.1 科研机构的研究 　　科技研究单位和高等学校对3D技术的研究较多，所取得的成果也很骄人，清华大学是国内最早对技术对3D技术开始研究的，在三维打印技术的科学研究不断发展进程中，最先以理论研究为契机，然后考虑原料的特点、工艺特点及三维打印技术的实际应用进行研究。清华大学的研究成果是用LOM工艺用纸，较理想的解决了FDM工艺用蜡和ABS丝材的材料有机结合，同时研发出了制造该材料的工艺设备[7]。华中理工大学，在20世纪90年代跟新加坡KIN 　　ERGY公司共同研发，研制出基于LOM快速成型技术的Zippy系列快速成形系统，同时，为该体系建立起了新的指标加工工艺[8]。 　　2.2 应用方面 　　3D 打印技术的发展的市场广阔，国内许多相关产业公司之间已经合作共同研发，为3D产业的发展奠定了坚实的基础，同时也为三维设备的开发提供了雄厚的技术支持。依据对我国三维打印产业的具体调研可以分为三大类：第一类是主要以开发三维打印材料为主的研究公司，第二类是主要以研发三维打印设备和销售的公司，第三类主要以销售三维打印设备和服务的公司。 　　3 3D打印国外发展前景 　　20世纪80年代，麻省理工学院荣获了3D印刷技术专利。1995年，美国ZCorp公司获得唯一授权并开发三维打印机。2005年，ZCorp公司发明第一台高分辨率多色三维打印机。2010年11月，世界上第一辆利用3D打印技术开发的汽车成功制造完成。同年，全球第一架3D打印的飞机问世。2012年3D打印机打印出人造肝脏组织。 　　3D打印技术是加工制造行业划时代的标志，大力发展3D打印技术，必将加快未来“全民设计”的步伐，带动工业、生活、经济的快速制造行业发展。 　　参考文献 　　[1]胡迪?利普森，梅尔芭库曼.3D打印：从想象到现实[M].北京：中信出版社，2013（6）. 　　[2]吴怀宇.打印：三维智能数字化创造[M].北京：电子工业出版社，2014（7）. 　　[3]伊万斯，程晨.解析3D打印机：打印机的科学与艺术[M].北京：机械工业出版社，2014（4）. 　　[4]李佳桂.金属粉末选择性激光熔化成形模拟及试验研究[D].华中科技大学，2007（5）. 　　[5]刘晓辉.快速成型技术发展综述[J].农业装备与车辆工程，2008（2）：10-14. 　　[6]颜永年，张人佶，林峰.激光快速成形技术的新进展[J].新技术与新工艺，2006（9）：7-9. 　　[7]颜永年，张人佶.21世纪的重要先进制造技术-快速原型技术[J].快速原型制造，2001（2）：68-71. 　　[8]贾文鹏，汤慧萍，贺卫卫，等.电子束快速成形研究进展及关键问题分析[J].电加工与模具，2010（2）：41-44.
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3D打印技术应用前景如何
现在的3D打印技术前景怎么样？
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3D打印具有相当可观的想象空间、医疗器械、建筑工程等。这些领域都可以通过与3D打印结合，预计到2020年，全球3D打印市场规模将达354亿美元，其产业潜力有望快速释放，市场规模扩张可期。据前瞻产业研究院《中国3D打印产业市场需求与投资潜力分析报告》统计，2016年，全球3D打印市场规模达到159亿美元，可应用领域十分广泛，从而获得更好发展。在3D打印技术不断成熟下，像传统的制造业，以及汽车、消费电子，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。总体来说，是一种以数字模型文件为基础3D打印又被成为增材制造技术。预计到2020年，我国3D打印机市场规模将在100亿元左右。我国3D打印产业虽然起步较晚，但发展热情持续高涨，市场规模同样节节攀升
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