3D打印的使用與推廣

【摘要】 3D打印技術(shù)是一種新型的快速成型的技術(shù)。隨著其應(yīng)用范圍的不斷推廣，備受社會關(guān)注。文章簡要介紹了3D打印技術(shù)的原理及使用和推廣，比較了國內(nèi)外發(fā)展優(yōu)勢和以后的發(fā)展前景。

【關(guān)鍵詞】 3D打印 原理 使用 推廣

3D打印不再只是概念產(chǎn)物，全球已有不少公司推出了個人3D打印機(jī)，它已在平常生活中開始普及。3D打印是“增材制造技術(shù)”，它具有制造成本低、生產(chǎn)周期短等明顯優(yōu)勢，很多人把3D打印技術(shù)看作是第三次工業(yè)革命的開端。

一、3D打印技術(shù)簡介

1、3D打印機(jī)又稱三維打印機(jī)，是一種累積制造技術(shù)，即快速成型技術(shù)，它是一種數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用特殊蠟材、粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過打印一層層的粘合材料來制造三維的物體?，F(xiàn)階段三維打印機(jī)被用來制造產(chǎn)品。逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。3D打印機(jī)的原理是把數(shù)據(jù)和原料放進(jìn)3D打印機(jī)中，機(jī)器會按照程序把產(chǎn)品一層層造出來。3D打印機(jī)堆疊薄層的形式有多種多樣。3D打印機(jī)與傳統(tǒng)打印機(jī)最大的區(qū)別在于它使用的“墨水”是實實在在的原材料，堆疊薄層的形式有多種多樣，可用于打印的介質(zhì)種類多樣，從繁多的塑料到金屬、陶瓷以及橡膠類物質(zhì)。有些打印機(jī)還能結(jié)合不同介質(zhì)，令打印出來的物體一頭堅硬而另一頭柔軟。

2、背景： 3D打印業(yè)務(wù)在國外的發(fā)展勢頭十分迅猛。前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2014-2018年中國3D打印產(chǎn)業(yè)市場需求與投資潛力分析報告》顯示，2009年全球3D打印市場規(guī)模為10.69億美元，此后三年保持在20%以上的速度增長，至2012年市場規(guī)模達(dá)到22.04億美元。2013年全球3D產(chǎn)業(yè)的發(fā)展更是突飛猛進(jìn)，增速達(dá)到81.49%，市場規(guī)模達(dá)40億美元。其中，美國、日本、德國占據(jù)了3D打印市場的主導(dǎo)，尤其是美國占據(jù)了全球近40%的比重。國內(nèi)3D打印技術(shù)起步晚。但是自3D概念一出，立即受到了熱捧，3D打印技術(shù)近年來在國內(nèi)日趨升溫。據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院統(tǒng)計，2012年中國3D打印市場規(guī)模約為10億元，2013年翻了一番達(dá)到20億元。目前，我國3D打印技術(shù)雖然取得了長足進(jìn)展，與美歐等發(fā)達(dá)國家基本處于同一水平，甚至在金屬構(gòu)件打印方面已經(jīng)超過美國。但產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展仍處于起步階段。民革中央提出，與美國大力支持3D打印技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)發(fā)展相比，我國對這項技術(shù)總體規(guī)劃與重視不夠。水平：國家科研組織已可以通過3D打印技術(shù)制造食物，日常用品甚至精密儀器零部件，總體來說，水平提升較快。

二、操作流程

三維打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)來實現(xiàn)的。使用3D打印機(jī)的流程是：1、輕點電腦屏幕上的“打印”按鈕，一份數(shù)字文件便被傳送到一臺噴墨打印機(jī)上，它將一層墨水噴到紙的表面以形成一幅二維圖像。2、而在3D打印時，軟件通過電腦輔助設(shè)計技術(shù)（CAD）完成一系列數(shù)字切片，并將這些切片的信息傳送到3D打印機(jī)上，后者會將連續(xù)的暴行層面堆疊起來，直到一個固態(tài)物體成型。3D打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)來實現(xiàn)的。常在模具制造、工業(yè)設(shè)計等領(lǐng)域被用于制造模型，后逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造，已經(jīng)有使用這種技術(shù)打印而成的零部件。該技術(shù)在珠寶、鞋類、工業(yè)設(shè)計、建筑、工程和施工（AEC）、汽車，航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程、槍支以及其他領(lǐng)域都有所應(yīng)用。

三、3D打印的推廣

3.1 主要技術(shù)問題

1、儀器過于昂貴；2、普通儀器只能粗糙打印一些基礎(chǔ)用品；3、對于該技術(shù)的工作與儀器制作原理不夠深入理解；4、缺乏打印原材料與技術(shù)支持，很多材料即使能3D打印，但也不夠環(huán)保，達(dá)不到民用標(biāo)準(zhǔn)；5、國外對于打印原材料配方的壟斷。

3.2 3D打印的發(fā)展

作為學(xué)院派，要想將3D打印技術(shù)發(fā)揚(yáng)光大，切實實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，基本上還是很難的，整個國內(nèi)成功的案例屈指可數(shù)。清華大學(xué)、華中科技大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、西安交通大學(xué)等高校都有直接或間接的產(chǎn)業(yè)化公司，一頭連著學(xué)校科研資源，一頭連著市場用戶。

首先，應(yīng)該將科研團(tuán)隊在公司中的貢獻(xiàn)給予具體量化，從一開始就徹底解決產(chǎn)權(quán)問題，做到產(chǎn)權(quán)清晰、責(zé)權(quán)明確；第二，管理層與經(jīng)營層要嚴(yán)格區(qū)分，規(guī)范運(yùn)作，充分調(diào)動經(jīng)營班子的積極性；第三，研發(fā)也要有市場意識，及時掌握市場動態(tài)，了解用戶需求；第四，科研單位申請的科研經(jīng)費(fèi)的考核標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該有所調(diào)整，將資金和政策向更多具有原創(chuàng)性的研究領(lǐng)域傾斜?？梢钥紤]將國家財政扶持的部分科研經(jīng)費(fèi)轉(zhuǎn)化為風(fēng)險投資基金的形式，對3D打印等新興技術(shù)的扶持。

四、結(jié)語

3D技術(shù)在我國目前并不完全成熟，還有一個較長時期的發(fā)展和適應(yīng)過程。由于我國工業(yè)化革命沒有完成，與國際同行比較，還有不小的差距。這是我國3D打印行業(yè)面臨的實際情況，我們不能回避，必須客觀面對。我們要想推動3D打印技術(shù)發(fā)展，就必須打開國門，與國際高手過招，從中發(fā)現(xiàn)差距，尋找共識，攜手合作，才能共同促進(jìn)3D打印這個新興產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]商務(wù)辦公網(wǎng)、3D打印機(jī)技術(shù)詳解及未來的發(fā)展