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3D打印技术的历史发展及应用姓名学号院系专业班级完成时间摘要多数人看来3D打印还是一个新生事物，其实在二十年前3D打印设想已开始酝酿。随着3D打印技术和设备的成熟，该技术进入了快速制造和普及化的新阶段。3D打印专业化设备性能不断提高并被大范围应用。关键词：3D打印；历史；设备；快速成型前言20多年前，3D打印技术在美国诞生，设计领域的许多人都知道3DCAD（3D计算机辅助设计）。从70年代诞生到现在3DCAD经历了十几年的发展，已经成为广大设计员的有力工具之一和很多设计领域的重要标准。而快速成型技术几乎与3DCAD的发展同步，人们从使用CAD的那天起就希望方便地将设计“转化”为实物，因此有了发明3D打印的必要。随着一系列相关技术和设备的相继推出并被广泛应用。3D打印在短时间内得到了迅速的发展。依托高校的产学研项目和企业家的自主创新，中国成为继欧、美第三个可以生产3D打印设备的国家。近年来，国内外3D打印技术蓬勃发展，在航空航天、生物医学工程、工业制造等多个方面有着广泛地应用。本文通过介绍3D打印技术的概念及应用，阐述了国内外3D打印技术及产业的现状，并结合数据，对3D打印的发展趋势有一定预见性的分析。一、3D打印的起源3D打印技术起源于19世纪末美国研究的照像雕塑和地貌成形技术，到20世纪80年代后期已初具雏形，其名为“快速成型”，并且在这个时期得到了推广和发展。二、3D打印、3D打印机定义1、3D打印是一种通过材料逐层添加制造三维物体的变革性、数字化增材制造技术，它将信息、材料、生物、控制等技术融合渗透，将对未来制造业生产模式与人类生活方式产生重要影响。通俗的讲：3D打印就是将各种技术融合在一起，通过材料进行逐层添加制造物体。2、3D打印机，即快速成形技术的一种机器，它是一种数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。即把电脑中设计的模型，运用各种材料，通过3D打印机打印成实体。3、3D打印机的工作原理：把数据和原料放进3D打印机中，机器会按照程序把产品一层层造出来。打印出的产品，可以立即投入使用。三、3D打印技术的应用领域近20年来，3D打印技术在各领域发展迅速，主要被应用于产品原型、磨具制造，以及艺术创作、珠宝制作等领域，替代这些领域传统以来的精细加工工艺。除此之外，该技术在鞋类、建筑、工程和施工（AEC）、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支、生物工程以及其他多个领域都有所应用，从市场份额来看，3D打印技术应用在汽车及零配件领域占37%，在消费品领域占18.2%，应用于航空航天和国防军工占13.7%，在商业机器领域占11.2%，在医疗领域占8.8%，在科研方面占8.6%。同时，3D打印技术为这些产业的创新开拓注入了新鲜的血液，如2010年澳大利亚Invetech公司和美国Organovo公司合作，尝试以活体细胞为“墨水”打印人体的组织和器官，是医学领域具有重大意义的创新。四、3D打印技术及产业的国内外发展现状1、国际情况：经过多年的探索和发展，3D打印技术有了长足的发展，目前已经能够在0.01mm的单层厚度上实现600dpi的精细分辨率。国际上较先进的产品可以实现每小时25mm厚度的垂直速率，并可以实现24位色彩的彩色打印。目前，在全球3D打印机行业，美国3DSystems和Stratasys两家公司公司的产品占据印技术已经初步形成了成功的商用模式，同时，国际3D打印机制造业正处于迅速的兼并与整合过程中，行业巨头正在加速崛起。2、国内情况：近年来，我国积极探索3D打印技术的研发，自20世纪90年代初以来，清华大学、西安交通大学、华中科技大学、中国科技大学、北京航天航空大学、西北工业大学等多所高校积极致力于3D打印技术的自主研发，在3D打印设备制造技术，3D打印材料技术，3D设计与成型软件开发，3D打印工业应用研究等方面取得了不错的成果，有部分技术已经处于世界先进水平，但总体而言，国内3D技术的研发水平还有较大差距。目前，国内对3D打印设备进行产业化运作的公司实体主要有：北京殷华，湖北滨利机电，深圳维示泰克，江苏敦超等，这些企业已经基本实现了3D打印机的整体生产和销售。五、发展趋势1、智能化和便捷化：目前3D打印设备在软件功能、后处理、设计软件与生产控制软件的无缝对接等方面还有许多问题需要优化。例如，成型过程中需要加支撑，成型过程中需要不同材料转换使用，加工后的粉末去除方面，都需要软件智能化和自动化程度进一步提高。同时，随着3D打印技术越来越普遍地运用到服装、设计、生活生产当中，只有用户在使用过程中觉得简易上手，技术门槛低，复杂程度低，才能使用户有更好的使用体验，才能更普遍地推广这一技术。而这一系列问题都直接影响到设备的普及和推广，设备智能化、便捷化是走向普及的保证。2、通用化：3D打印是近年来国际上的发展热点，其输出设备称为3D打印机，是作为一个计算机的外部输出设备使用。它可以直接将计算机中制图软件中的三维设计图形输出成一个三维彩色实体，在科学教育，工业制造，产品创意，工业美术等方面有广泛地应用前景和巨大的商业价值，这同时要求3D打印技术向低成本、高精度、高性能的方向发展。六、结束语作为一种新兴的技术类型，可以预见在今后很长一段时间内3D打印仍然将被人们广泛关注。由于看好3D打印技术所表现出来的广阔的应用前景，许多国家纷纷出台本国的3D打印发展规划，布局3D打印产业。在不久的将来，随着3D打印技术的进一步完善，不仅会从根本上改变延续近百年的现代制造业模式，而且会从各个方面影响着人类的生活方式。届时，人类的想象力将不再受到制造工艺的束缚，创造力会得到空前的激发，社会上将会涌现大量设计品牌，用户的个性化需求得到前所未有的满足，人们只需要一台3D打印机就可以将自己的创意变为产品。【参考文献】[1]王雪莹.3D打印技术与产业的发展及前景分析[J].中国高新技术企业,2016(26):3-5[2]第三次工业革命[J].经济学人(英),2012-04-21[3]卢秉恒,李涤尘.增才制造(3D打印)技术发展[J]机械制造与自动化,2013,42(4)[4]王忠宏,李扬帆,张曼茵.中国3D打印产业的现状及发展思路[J]经济纵横,2013(1)