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對3D打印技術(shù)的發(fā)展分析
泰州技師學(xué)院 李榮林 2018/7/2 19:31:36
摘要：傳統(tǒng)的產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)要經(jīng)過漫長的周期,一些復(fù)雜的產(chǎn)品需要耗費(fèi)大量的時間對原料進(jìn)行加工和建造。而3D打印技術(shù)集產(chǎn)品設(shè)計(jì)和打印制造于一身，在短期內(nèi)就能把結(jié)構(gòu)復(fù)雜的產(chǎn)品生產(chǎn)出來。3D打印技術(shù)作為能源與信息結(jié)合的代表技術(shù)得到世界的高度重視。當(dāng)前，我國正在進(jìn)行產(chǎn)業(yè)升級和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，3D打印技術(shù)被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)高端制造業(yè)發(fā)展的重要手段之一。
關(guān)鍵詞：3D打印技術(shù)；復(fù)雜的產(chǎn)品；高端制造業(yè)
引言：近年來，隨著多數(shù)工業(yè)領(lǐng)域開始在工廠應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)，3D打印技術(shù)的應(yīng)用有了極大的發(fā)展。另外，3D打印技術(shù)還走進(jìn)千家萬戶，服務(wù)于個人的需求。
一、3D打印的起源
3D打印的思想起源于19世紀(jì)末的美國，被稱為快速成型技術(shù)或三維打印。3D打印機(jī)是一位名為恩里科•迪尼的發(fā)明家設(shè)計(jì)的一種神奇的打印機(jī)，是從上個世紀(jì)90年代開始研發(fā)的。3D打印技術(shù)在20世紀(jì)80年代開始才得到進(jìn)一步的發(fā)展與推廣，從最早的光固化工藝，發(fā)展到熔融沉積成型工藝、選擇性激光燒結(jié)技術(shù)、三維印刷工藝等多種制作快速成型產(chǎn)品的工藝。
目前3D打印技術(shù)在我國的應(yīng)用相對滯后，普及面還比較狹窄，但隨著3D打印技術(shù)概念的不斷深入推廣以及材料設(shè)備的不斷更新，運(yùn)用3D打印技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)饾u不斷擴(kuò)大，3D打印技術(shù)必將成為引導(dǎo)又一次工業(yè)革命的關(guān)鍵技術(shù)。
二、3D打印的應(yīng)用
如今，3D打印在各個領(lǐng)域正扮演著越來越重要的角色。傳統(tǒng)制造行業(yè)或者單一的制作流程不可能完成的產(chǎn)品，運(yùn)用3D打印技術(shù)都能實(shí)現(xiàn)。它廣泛應(yīng)用于工程、建筑、醫(yī)療、汽車、太空、食品、人體器官、納米印刷材料等領(lǐng)域。
1.工程
工程師往往需要制造其設(shè)計(jì)或者產(chǎn)品的原型。早先，制造原型的過程需要數(shù)周的時間以及大量的人力, 因?yàn)檫@個過程要求切削和刺穿紙張、木材以及其他材料。現(xiàn)在，有了3 D技術(shù)，設(shè)計(jì)師只要制作設(shè)計(jì)稿的3D圖像，就可以用3D打印機(jī)制成原型了。
2.建筑
3D打印產(chǎn)品的大小是由3D打印機(jī)的尺寸決定的。也就是說3D打印機(jī)有多大，打印的成品就能有多大。2014年8月24日，上海，10幢3D打印建筑在上海張江高新青浦園區(qū)內(nèi)交付使用，作為當(dāng)?shù)貏舆w工程的辦公用房。這些“打印”出來的建筑墻體是用建筑垃圾制成的特殊“油墨”，按照電腦設(shè)計(jì)的圖紙和方案，經(jīng)一臺大型的3D打印機(jī)層層疊加噴繪而成，10幢小屋的建筑過程僅花費(fèi)24小時。隨著3D打印技術(shù)的不斷成熟，用3D打印機(jī)打印房屋已離我們越來越近。
3.醫(yī)療
近年來，3D打印在醫(yī)療領(lǐng)域展現(xiàn)了非凡的身手，醫(yī)學(xué)上，外科手術(shù)中經(jīng)常出現(xiàn)這樣“一觸即發(fā)”的情況。有的時候情形很復(fù)雜，一個小錯就足以讓病人喪生。所以3D 打印技術(shù)的出現(xiàn)可謂一大福音。眾多外科醫(yī)生已經(jīng)開始在實(shí)際手術(shù)之前在3D技術(shù)打造的病人身體上練習(xí)手術(shù)。這不僅可以提高醫(yī)生的信心，還可以提高他們實(shí)際手術(shù)的成功率。
4.汽車
早在2013年9月，大眾機(jī)械曾經(jīng)發(fā)過一篇文章，一輛基本上100% 3D打印完成的汽車可以行駛100英里一加侖。這輛混合動力車輛由20個部件組成，車身為白色ABS。另外，亞利桑那州的Local Motors汽車公司，近期也已經(jīng)通過3D打印生產(chǎn)出碳纖維復(fù)合材料汽車，并實(shí)現(xiàn)汽車的量產(chǎn)和銷售，改變了整個汽車行業(yè)的發(fā)展。
5.太空領(lǐng)域
NASA之前將一臺3D打印機(jī)送上空間站，方便宇航員們自己完成某些損壞或者老化零部件的更換。其中最奇妙的事情是，宇航員們只需接受來自地球的郵 件，將郵件里面的模型傳到3D打印機(jī)，接下來就是坐等零件打印完成。截至目前， 宇航員們已經(jīng)完成了14次成功打印。
6.食品
不要以為太空上就只能打印一些機(jī)器的零部件，現(xiàn)在，宇航員們在太空也能吃到新鮮的披薩了，當(dāng)然這也是靠3D打印機(jī)來完成的。通常，一般的3D打印機(jī)只有一個材料盒，但是食物3D打印機(jī)會有多個材料盒，里面分別置放面團(tuán)，奶酪和醬汁等。我們相信，宇航員們在太空吃著披薩的感覺肯定與眾不同。
7.人體器官
如果你曾經(jīng)也被梵高割耳創(chuàng)畫所嚇倒，那么現(xiàn)在你不用擔(dān)心了。只需對人的耳朵進(jìn)行掃描，接著創(chuàng)建CAD軟件模具，然后交由3D打印機(jī)，3D打印耳朵就完成了。目前，骨骼、牙齒也可以通過3D打印。而且隨著科技的發(fā)展，腎臟，血管和皮膚也會在不久的將來通過3D打印技術(shù)成功打印出來。
8.納米印刷材料
3D打印機(jī)可以打印世界上最小的結(jié)構(gòu)。運(yùn)用3D打印技術(shù)可以移除納米尺寸的材料，可以有效地防止貨幣、護(hù)照和無價(jià)藝術(shù)品的偽造。
9.其他方面的應(yīng)用
3D打印給我們描繪了無限美好的前景，我們可（未完，下一頁）
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