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0 引言

 全球第三次工業(yè)革命已經(jīng)到來，相比以往的工業(yè)革命來說，這一次的工業(yè)革命在制造業(yè)上對(duì)于社會(huì)產(chǎn)生的影響更大，特別是3D打印技術(shù)的出現(xiàn)，受到了全球廣泛關(guān)注。

1 3D打印技術(shù)的概念和分類

 3D打印技術(shù)，又被人們稱之為添加制造技術(shù)，或者是增材制造和增量制造技術(shù)。美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)針對(duì)3D打印技術(shù)進(jìn)行了明確的界定，3D打印技術(shù)與當(dāng)前的傳統(tǒng)加工方式具有極大的差別。這一技術(shù)是利用三維CAD成型技術(shù)對(duì)材料進(jìn)行逐層的加工工藝，是一種使用直接制造和三維模型技術(shù)相結(jié)合的三維物理實(shí)體模型的加工方法。3D打印技術(shù)包括了材料加工前期快速原型和生產(chǎn)過程中的快速制造相關(guān)聯(lián)的打印工藝、

技術(shù)、設(shè)備的使用。3D打印是集CAD建模、測(cè)量、軟件、數(shù)控、激光和材料等多學(xué)科于一體的技術(shù)，具有3D 打印數(shù)字、分層、堆積、直接和快速等多方面的制造優(yōu)點(diǎn)。

2 3D打印的材料和設(shè)備

 當(dāng)前3D打印設(shè)備的生產(chǎn)主要集中在美國(guó)、德國(guó)、以色列、日本和瑞典等國(guó)家，其中主要以美國(guó)為主。打印材料可以劃分為塊體、液態(tài)和粉末等材料，美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)3D打印技術(shù)委員會(huì)對(duì)加工工藝和加工材料進(jìn)行了規(guī)定，其中加工材料主要為光敏聚合材料、聚合材料、蠟、金屬、鑄造砂和紙等，其加工工藝主要為光固化成形、材料噴射、粘結(jié)劑噴射、熔融沉積制造、選擇性激光燒結(jié)、定向能量沉積等。

3 3D打印技術(shù)存在的主要問題

3.1 3D打印的耗材

 3D打印技術(shù)中耗材問題對(duì)3D打印技術(shù)的推廣造成了嚴(yán)重的影響。3D打印技術(shù)材料主要以上述幾種材料為主，但是為了滿足不同領(lǐng)域的需求，需要研發(fā)出更多經(jīng)濟(jì)便捷的加工材料，并且依照加工材料的特性，研發(fā)質(zhì)量檢測(cè)程序，從而完善材料性能數(shù)據(jù)的規(guī)范性標(biāo)準(zhǔn)。除此之外，尋找合適的3D打印材料應(yīng)用于重要行業(yè)也是一個(gè)有待解決的問題。

3.2 3D打印機(jī)本身

 據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，在當(dāng)前能夠?qū)Χ喾N材料進(jìn)行加工的打印機(jī)只有一種，但是受到加工工藝的制約，產(chǎn)品的精度和表面質(zhì)量往往達(dá)不到使用要求，只能以原型的方式進(jìn)行使用。雖然3D打印技術(shù)使用了疊加制造工藝，但是就算層和層間連接再怎樣嚴(yán)密，也無法與傳統(tǒng)鍛件相媲美。

3.3 3D打印的價(jià)格

 當(dāng)前，3D打印不能夠進(jìn)行規(guī)模的經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)，成本偏高。當(dāng)前，1kg打印材料加工費(fèi)少則幾百元，多則要數(shù)萬元，所以，在短時(shí)間內(nèi)3D打印技術(shù)還不能完全替代傳統(tǒng)的制造技術(shù)。但是要進(jìn)行小批量、個(gè)性化定制等生產(chǎn)方面的應(yīng)用，無論是生產(chǎn)一件還是數(shù)百件，其價(jià)格都沒有太大的差別，這是當(dāng)前3D打印技術(shù)無可比擬的優(yōu)勢(shì)。

3.4 3D打印機(jī)的操作方式

 當(dāng)前3D打印技術(shù)主要是依靠數(shù)字模型進(jìn)行加工，但普通用戶要想掌握CAD成型技術(shù)還存在較大的難度。

4 3D打印技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域與趨勢(shì)

4.1 3D打印技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

 當(dāng)前3D打印機(jī)所使用的范圍非常廣泛，涵蓋了各行各業(yè)，只要是需要模型和原型的行業(yè)都可以使用。當(dāng)前3D打印技術(shù)已經(jīng)在工業(yè)、機(jī)械制造、航空航天、軍事、建筑、影視、家電、輕工、醫(yī)學(xué)、考古和雕刻等行業(yè)都有廣泛的應(yīng)用。隨著3D打印技術(shù)的不斷發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域主要表現(xiàn)幾個(gè)方面:設(shè)計(jì)方案的評(píng)定、制造方式與裝配的檢測(cè)、功能樣件的制造與性能檢測(cè)、快速模具的小批量制造、建筑總體與裝修的展示評(píng)價(jià)、科學(xué)計(jì)算數(shù)據(jù)實(shí)體可視化、醫(yī)學(xué)與醫(yī)療工程、首飾及日用品快速開發(fā)與個(gè)性化定制、動(dòng)漫造型評(píng)價(jià)和電子器件的設(shè)計(jì)與制作等多個(gè)方面。

4.2 對(duì)生產(chǎn)生活方式的影響

1) 制造工藝的改變。3D 打印對(duì)傳統(tǒng)原料的切削加工和組裝方式等進(jìn)行了改變，從而有效的節(jié)約了原料和時(shí)間。比如，在航天航空制造業(yè)中，其主要金屬材料是固體鈦加工而成，其中有90%以上的材料會(huì)被浪費(fèi)掉。如果通過鈦粉3D打印技術(shù)，就可以加工出與傳統(tǒng)固體鈦一樣具備特性的材料，從而大大節(jié)省了原料。

2) 推動(dòng)制造技術(shù)進(jìn)步。3D打印技術(shù)是融合多種學(xué)科優(yōu)勢(shì)所形成的高新科學(xué)技術(shù)，隨著3D打印技術(shù)的不斷發(fā)展和趨于成熟化，將會(huì)使新材料和智能制造技術(shù)方面得到革命性發(fā)展，進(jìn)而帶動(dòng)其他相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。

3) 促使制造模式的改變。3D 打印技術(shù)對(duì)以生產(chǎn)線為加工模式的第二次工業(yè)革命進(jìn)行了極大的調(diào)整和改變，開始朝著智能化、個(gè)性化和定制化的方向發(fā)展。

5 結(jié)語

 3D打印技術(shù)屬于新型高新技術(shù)，有著獨(dú)特的運(yùn)作模式。雖然3D打印打印技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用前景，但是由于可制造材料有限，制作成本偏高，致使3D打印技術(shù)的推廣受到了一定的限制。我們深信，3D打印技術(shù)的應(yīng)用必然有效提升各個(gè)產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)效率。