3D打印技术的发展前景

1、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。 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

2、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

3、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。

4、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

5、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

6、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。

7、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