3D打印技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展對策分析

孫佳巍

（湖南文理學(xué)院，湖南 常德415000）

1 引言

3D 打印技術(shù)要求的專業(yè)技術(shù)水平較高，專業(yè)技術(shù)人才稀缺，也因此導(dǎo)致應(yīng)用范圍小，不能有更多的體驗。材質(zhì)比較貴，成本大，不利于其在市場的發(fā)展和推廣。技術(shù)推廣方向相對于其他普通互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)增加了不少的難題。

2 3D 打印技術(shù)的發(fā)展

2.1 3D 打印技術(shù)發(fā)展開端

3D 打印技術(shù)起初是在19世紀(jì)末的美國發(fā)展起來的[3]。在數(shù)字模型文件的基礎(chǔ)之上，利用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，經(jīng)過一層層打印的方式構(gòu)造出所需物品。這在最初也被稱為快速成型技術(shù)和三維打印?？墒钱?dāng)時技術(shù)條件并不允許3D 打印技術(shù)的發(fā)展與推廣。但是在較小范圍之內(nèi)3D 打印技術(shù)還是會被應(yīng)用，20世紀(jì)90年代恩里科發(fā)明的3D 打印機讓人大開眼界。一幢完整的建筑或者航天員所需物品被打印機“打印”了出來。當(dāng)然，3D 打印技術(shù)隨著科技時代的發(fā)展也在逐漸進步。

2.2 3D 打印技術(shù)的發(fā)展進程

3D 打印技術(shù)通常應(yīng)用于工業(yè)與醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，應(yīng)用范圍很廣泛，但是技術(shù)不完善，所以限制了3D 打印技術(shù)的應(yīng)用[4]。不過在技術(shù)發(fā)展初期階段，美國一直在研究3D 打印技術(shù)可以應(yīng)用的范圍，并且在不斷地進行推廣與應(yīng)用，將3D 打印技術(shù)應(yīng)用在可以涉及的生活領(lǐng)域當(dāng)中[7]。這項技術(shù)在我國的推廣有很大的難題，所以直到現(xiàn)在我們所看見的3D 打印技術(shù)也是少之又少，僅僅只有幾個領(lǐng)域為人所知，其中，3D 造房造車是人們所熟知的，但具體是哪個時間人們并不知道?？梢?，目前我們國家的3D 打印技術(shù)的應(yīng)用并不廣泛，值得進一步研究，推動3D打印技術(shù)的發(fā)展。表1為3D 打印技術(shù)的發(fā)展時間表。

1986 1993 1995 2005 2010 2011 2012 2013美國科學(xué)家Hull 開發(fā)了第一臺商業(yè)3D 印刷機麻省理工學(xué)院獲得3D 印刷技術(shù)專利美國ZCOrp 公司開始授權(quán)并開發(fā)3D 打印機市場上出現(xiàn)了首個高清晰彩色打印機美國打造出世界上第一輛3D 打印汽車Urbee全球第一款3D 打印比基尼、飛機人造肝臟組織被首次打印3D 打印藝術(shù)品與手槍

2.3 3D 打印技術(shù)的發(fā)展推廣

從2018年8月開始，美國開始推廣3D 打印技術(shù)下的槍支，使用3D 槍支在美國是合法的。人們也可以根據(jù)自己需要在互聯(lián)網(wǎng)上隨意下載3D 手槍打印的設(shè)計圖。俄羅斯在2018年12月份就利用3D 生物打印技術(shù)打印出了實驗鼠的甲狀腺，并且是在零重力下利用3D 生物打印機完成的操作。隨后美國便利用3D 打印技術(shù)制造出了脊髓支架，這是一種模仿中樞神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的支架，可以幫助大鼠恢復(fù)運動功能，這是3D 打印技術(shù)首次被用在醫(yī)學(xué)實驗上，針對的就是脊髓嚴(yán)重受損的脊柱。3D 打印雖然是打印技術(shù)，但它不僅僅只是一種材質(zhì)，它也可以模擬人體器官，打印出可以適應(yīng)人體的骨架。由于它在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用優(yōu)勢很多，并且可以起到在細(xì)胞中生長的作用[2]。所以2018年的3D 打印技術(shù)就已經(jīng)在醫(yī)學(xué)上被逐漸認(rèn)可，并且被研究與推廣。但因為其材質(zhì)特殊所以也有缺點和不能代替?zhèn)鹘y(tǒng)技術(shù)的地方，因此，直到現(xiàn)在3D 打印技術(shù)的推廣也并沒有進入大眾耳熟能詳?shù)姆秶畠?nèi)，要推廣這項技術(shù)還有很長的路要走，要對其進行不斷地開發(fā)。

3 3D 打印技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)缺點

3.1 3D 打印技術(shù)應(yīng)用在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的優(yōu)點

作為醫(yī)學(xué)方面的新型技術(shù)，3D 打印對醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有重大意義。它可以使藥物不再難溶于水分，見效也會比之前快很多。同時也會被用于手術(shù)中的止痛和鎮(zhèn)靜[1]，并且對記憶力的改善和思維力的調(diào)節(jié)都有很大的作用。而3D 打印技術(shù)下的骨架準(zhǔn)確率更高，節(jié)省成本，效果明顯，并且可以縮短手術(shù)的時間，修復(fù)的也比較快，手術(shù)成功率高，在臨床醫(yī)學(xué)上被大力推廣[10]。因此，3D 打印技術(shù)在藥物制作、骨架建造、烤瓷牙齒等領(lǐng)域逐漸興起。

3.2 3D 打印技術(shù)在設(shè)計與教育上的優(yōu)點

3D 打印技術(shù)有很多優(yōu)點可以利用。很多藝術(shù)設(shè)計師就利用3D 打印技術(shù)創(chuàng)作藝術(shù)作品。它可以精確完美地打造出精致的藝術(shù)品，也可以節(jié)省很多材料，提高了材料的利用率。傳統(tǒng)工藝做法無法做到的精美工藝可以利用3D 打印技術(shù)完美打印出來，這是藝術(shù)家創(chuàng)作較高難度和較復(fù)雜作品的首選方法[8]。由此可以看出，自動、快速、準(zhǔn)確是3D 打印技術(shù)的優(yōu)勢，它大大縮短了產(chǎn)品開發(fā)的周期，使設(shè)計者空余出很多時間完善其他事情，同時也打破了傳統(tǒng)技術(shù)對藝術(shù)作品在結(jié)構(gòu)制造方面的限制，讓藝術(shù)創(chuàng)意發(fā)展的更加順利。3D 打印在教育領(lǐng)域也有很大的益處。在教學(xué)上可以應(yīng)用3D 打印與現(xiàn)在課程相結(jié)合，創(chuàng)建新的教學(xué)模式，用3D 模型更精準(zhǔn)地將圖形立體地呈現(xiàn)在學(xué)生面前，不但提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量，還調(diào)節(jié)了課堂氣氛，幫助學(xué)生主動學(xué)習(xí)，開發(fā)大腦，提高了學(xué)生的創(chuàng)新與創(chuàng)作能力[6]。

3.3 3D 打印技術(shù)在工業(yè)上的缺點

3D 打印技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域會簡化不少程序，使材料的利用率增加。但是有時也會有表面材料不穩(wěn)定，材料氣味大的缺點，在工業(yè)中應(yīng)用3D 打印技術(shù)還是不夠成熟[5]，技術(shù)難題還是沒有突破，材料造價高的狀況還是需要進一步改善。

4 3D 打印技術(shù)的發(fā)展對策

3D 打印技術(shù)可以節(jié)省很多材料，也可以做到很多傳統(tǒng)手工做不到的精致。應(yīng)該將3D 打印多應(yīng)用于醫(yī)學(xué)上，3D 醫(yī)學(xué)材料可以做到傳統(tǒng)手術(shù)無法達到的精準(zhǔn)，重要的是可以節(jié)約時間成本、準(zhǔn)確高效。同時，我們也可以嘗試在淘寶上應(yīng)用3D 打印技術(shù)，比如利用現(xiàn)有技術(shù)模擬穿衣與搭配。根據(jù)現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)市場前景可以進行推廣。消費者可以根據(jù)自己任意搭配與選擇，進行模擬試穿，有利于增加購買量，同時也解決了搭配煩惱，推動商家銷售。

3D 打印技術(shù)雖然應(yīng)用范圍較廣，但是制作成本高，是一種比較昂貴的技術(shù)[9]。不能取代傳統(tǒng)技術(shù)。打印材料也受到很大限制，所以即使應(yīng)用范圍廣也無法拓展。應(yīng)用人才比較稀缺，不利于團隊的開發(fā)，同時，能夠維持其發(fā)展的條件也較少。因此，應(yīng)大力引進人才，打造專業(yè)團隊，加強宣傳力度，并且將3D 打印技術(shù)應(yīng)用的更加具體，充分利用其優(yōu)勢，避開劣勢，推動3D 打印技術(shù)的進一步發(fā)展。

5 結(jié)語

3D 打印技術(shù)有利也有弊，我們應(yīng)對其優(yōu)勢加以開發(fā)利用，避免其劣勢。3D 打印技術(shù)所用材料的稀缺問題是一個值得相關(guān)人員進行深入探究的問題。

為什么線上淘寶雖然設(shè)有這一板塊專門研究3D 打印技術(shù)，據(jù)說已經(jīng)可以模擬人體穿衣比例，但是卻很少有人知道與使用。調(diào)查顯示，3D 打印不只是材料稀缺，人才也稀缺，這可以說是導(dǎo)致3D 打印技術(shù)發(fā)展緩慢的重要原因之一。3D 打印技術(shù)的發(fā)展離不開技術(shù)、人才、政府的支持，三者缺一不可。因此，我們應(yīng)該重視3D 打印技術(shù)在重要領(lǐng)域的開發(fā)與應(yīng)用，同時要逐步向市場推廣，擴大其應(yīng)用范圍，從而讓3D 打印技術(shù)得到更好的發(fā)展。