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摘 要 3D打印技术作为一个新兴技术逐渐流行，将对传统的打印技术和方式带来革命性的变革。文章对3D打印技术的现状进行分析，探讨其未来的发展前景。
关键词 3D打印技术；发展前景
中图分类号：TP751 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）09-0002-01
1 什么是3D打印技术
1.1 3D打印技术的概念
3D打印机（3D Printers）是近几年来在打印行业出现的一个新兴名词，因为它的特点跟传统打印机有点相似，所以称它为“打印机”。而3D打印技术在专业领域里，它有另一个名称“疾速成形技能”，又称疾速原型制造（Rapid Prototyping Manufacturing，简称RPM）技能[1]。
1.2 3D打印技术的原理
3D打印存在着许多不同的技术。它们的不同之处在于以可用的材料的方式，并以不同层构建创建部件。3D打印常用材料有尼龙玻纤、耐用性尼龙材料、石膏材料、铝材料、钛合金、不锈钢、镀银、镀金、橡胶类材料[2]。3D打印技术的原理通俗点来理解就是：通过计算机软件，例如3dsmax、CAD等，塑造模型本体，然后把模型分解成无数个横截面，最后利用快速成型机将一个个横截面堆积成一个三维立体的模型，其材料可以是真实、形象的。例如：我们需要打印一个塑料材质的香蕉，那么我们可以先在3dsmax里制作一个香蕉模型，然后再3D打印机里倒进塑料材质，然后通过打印机就可以把一个计算机里显示的模型真实的打印出来。
2 3D打印技术的特点
2.1 3D打印技术的优势
由3D打印技术的原理决定了它的优势：①它不需要去切、削物体，也不需要模具；②加工速度极快，生产周期短；③对于一些结构复杂、体积非常小的物体优势最为明显，传统手工很难完成的模型对它来说非常简单，因为它是一体成型的，并不需要去进行二次加工；④可批量，可联机，还能实现远程操控。
2.2 3D打印技术的缺陷
当然3D打印技术也存在一些缺陷：①打印机的造价非常昂贵，运行和维修的费用也很高；②对成型物体的材料要求很高；③3D处理的软件数据量很大，再加上软件和实体打印机关联性很强；④软件操作难度大，打印机操作入门很难。
3 3D打印技术的现状及其发展前景
3.1 3D打印技术存在的问题
虽然3D打印技术有着很多优点，可以在很多领域释放人工劳动力；例如：它能够在制造很复杂的物品时而不增加任何成本；它能够让产品多样化的同时不增加制造成本；它可以让产品交付时间大大缩短；它能让设计者的设计空间很广阔；它不需要人工劳动技能来制造；它占用的空间极小并且可以便携制造；它可以让材料之间实现无限组合；它复制的实体非常精确；但是它也存在很多不足，尤其是材料和打印机之间的关联；目前很多3D打印机只能够打印简单构造的物体，材料也只支持比较单一的材质；而能够打印较为复杂的模型的打印机一般都比较昂贵，这当中的制造技术和成本控制还存在一定的问题，因此给3D打印机的普及带来了严重的阻碍与制约。3D打印的作品的质量差强人意，并非所有产品都能有很好的效果，由此可见，3D打印最主要的适用领域以及短板的地方。对于一般要求不高、专业性不是很强的零部件，3D打印时可以满足要求的，设计师能够实用这样的方法把计算机上的图形图像快速转换成物理实物模型，甚至可以1：1逼真建模，能够简单的对设计以及其功能进行验证，大大缩短了产品的开发周期，并且能够很及时的发现问题，相比之下，假如使用传统方式，就必须经过绘制图像、设计工艺效果、建造模具等多个环节和过程，就需要付出比较多的时间以及比较高的制造成本。目前市面上的大多3D打印机打印的物体只能当作一般的模型使用，只有荷兰的FELIX 3D公司研发的Felix 2.0高精度3D打印机打印的物体可以真正直接作为零部件使用。因为3D打印归根结底就是快速成型技术的一种，所以假如是制造钻头等此类高硬度的产品，3D打印明显力不从心，也没办法完美的去完成这一任务，并且这个不是单纯可以靠改进技术就能够解决的。
3.2 3D打印技术的发展前景
3D打印技术是一个新时代的新兴技术，它足以引导第三次工业革命，它的发展前景可以归纳为以下几点。
1）基于技术的革新，其打印速度、打印效率都会得到突飞猛进的发展。
2）各种新型材质的投入使用，比如纳米材质、新型高聚合材质等，可以让打印的更加多的真实物体。
3）打印机的成本和价格受到技术提高的影响将大幅度的降低，个别厂商还推出了1万元以下的民用级别打印机。
4）3D打印技术的应用将更加广泛，不仅仅是早前的航空、机械、医疗等范畴，更加广泛的扩展到家用的厨具、军事上的机械零件等等领域。
3.3 3D打印技术对科学社会发展带来的意义
鉴于3D打印技术的发展前景如此的宏伟壮丽，犹如一股强烈的科技风暴在席卷传统的制作和加工业，主要表现为以下几方面。
1）制造的技术和工艺出现了质的飞跃，老式的制造业是一种去除多余材料的方式，而3D打印技术是一种增加方式，通过层层堆砌，层层叠加的方式去塑造整体外形，并且一体成型，不需要二次加工，跟传统的制造业相比，在材料上浪费上有了很大的进步。
2）3D打印技术利用各种新型材质进行制造，能够制造各种材质的物体，无论造型有多复杂，对于它而言，都能精确的制造出来。
3）模式的改变；传统的工业都是以大批量为准，由于生产成本的控制，一般都会采取一个模具生产好几样成品；制造几个不同的物体就需要几个不同的模具去生产，成本很高，而3D打印技术将这传统的模式打破，完全不受任何约束，可以自由的进行个性化人工定制，而且速度非常快，可以根据设计师设计的模型，经过计算机软件渲染，短短数小时内就可以将其打印出来。
综上所述，3D打印技术是一种新兴的革命性的技术，虽然它有很多的不足，但是它的优势和特点对未来的制造工艺发展可以带来更大的影响力。3D打印技术在未来必定成为新时代的标杆技术之一，我们应该提前去了解并掌握和发展其技术，放眼未来，把握新兴技术的气息，积极有效的让3D打印技术为我国的制造业服务。
参考文献
[1]（美）Brian Evans.解析3D打印机：3D打印机的科学与艺术[M].机械工业出版社，2014.
[2]郭少豪.3D打印：改变世界的新机遇新浪潮[M].清华大学出版社，2013.