【力亞印刷機】｜亞格力板長(cháng)什么樣子

１、引言

“３Ｄ打印”學(xué)名為“快速成型技術(shù)”（ＲａｐｉｄＰｒｏｔｏｔｙｐｅ），也稱(chēng)為“增材制造技術(shù)”（Ａｄｄｍａｔｅ——ｒｉａｌｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ），又稱(chēng)“快速原型制造（ＲａｐｉｄＰｒｏｔｏｔｙｐｉｎｇＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ”，也簡(jiǎn)稱(chēng)ＲＰＭ技術(shù)。３Ｄ打印技術(shù)誕生于２０世紀８０年代后期，它是基于材料堆積法的一種高新制造技術(shù)，被認為是近３０年來(lái)制造領(lǐng)域中的一個(gè)最重大的成果。近期，著(zhù)名的英國《經(jīng)濟學(xué)人》雜志描述３Ｄ打印技術(shù)的前景是一種新型的生產(chǎn)方式，甚至能夠促成第三次工業(yè)革命。

３Ｄ打印技術(shù)是在現代ＣＡＤ／ＣＡＭ技術(shù)、機械工程、分層制造技術(shù)、激光技術(shù)、計算機數控技術(shù)、精密伺服驅動(dòng)技術(shù)以及新材料技術(shù)的基礎上集成發(fā)展起來(lái)的。不同種類(lèi)的快速成型系統因所用成形材料不同，成形原理和系統特點(diǎn)也各不相同。但是，它們的基本原理都是一樣的，那就是“分層制造，逐層疊加”，類(lèi)似于數學(xué)上的積分過(guò)程。形象地講，快速成形系統就像是一臺“立體打印機”，因此得名為“３Ｄ打印機”。

３Ｄ打印技術(shù)是一項革命性技術(shù)。３Ｄ打印制造不需在工廠(chǎng)進(jìn)行操作，也就意味著(zhù)無(wú)需機械加工或者任何模具。這毫無(wú)疑問(wèn)將大大縮短產(chǎn)品的研制周期，提高生產(chǎn)效率并降低生產(chǎn)所需的人力資源成本。以目前加式制造的發(fā)展情況判斷，３Ｄ打印機之后，必將是社會(huì )制造的迅猛發(fā)展。

簡(jiǎn)單地說(shuō)，“社會(huì )制造”就是利用３Ｄ打印、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)和社會(huì )媒體，通過(guò)眾包等方式讓社會(huì )民眾充分參與產(chǎn)品的全生命制造過(guò)程，實(shí)現個(gè)性化、實(shí)時(shí)化、經(jīng)濟化的生產(chǎn)和消費模式。因此，社會(huì )制造必將極大地刺激社會(huì )需求，同時(shí)有效地提升整個(gè)社會(huì )的參與程度，其直接結果就是社會(huì )就業(yè)率的大幅度提高，而傳統的企業(yè)將轉變?yōu)槟苤鲃?dòng)感知并且響應用戶(hù)大規模個(gè)性化需求的智能企業(yè)。３Ｄ打印技術(shù)必將改變人類(lèi)未來(lái)的生產(chǎn)與生活方式。

２、３Ｄ打印技術(shù)的基本概念

３Ｄ打印機出現在２０世紀９０年代中期，實(shí)際上是利用光固化和紙層疊等技術(shù)的快速成型裝置。它與普通噴墨打印機工作原理基本相同，打印機內裝有液體或粉末等“打印材料”，與電腦互相連接后，通過(guò)電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來(lái)，最終把計算機上的藍圖變成實(shí)物。這種打印技術(shù)稱(chēng)為３Ｄ立體打印技術(shù)。３Ｄ打印技術(shù)實(shí)際上是一系列快速原型成型技術(shù)的統稱(chēng)，其基本原理都是疊層制造，由快速原型機在Ｘ——Ｙ平面內通過(guò)掃描形式形成工件的截面形狀，而在Ｚ坐標間斷地作層面厚度的位移，最終形成三維制件。設計出三維圖形，無(wú)需模具即可整體成形，這就是“３Ｄ打印”名字的由來(lái)。由于成品是增加材料、逐漸鋪陳所得，即每次只鋪一層，因此，３Ｄ打印技術(shù)又被稱(chēng)為“增材制造技術(shù)”。

３Ｄ打印技術(shù)是一系列技術(shù)的組合，即通過(guò)一臺機器逐次添加物層的方式來(lái)制造一個(gè)物品，其組合由計算機輔助設計（ＣＡＤ）、激光成型、擠出機，或能一次打印一層物質(zhì)的打印機針頭構成。增材制造能一次性生成復雜的幾何物體，它的內部可以有空腔或活動(dòng)部件，而傳統的機械不能勝任以這種方式進(jìn)行制造。

３Ｄ打印技術(shù)已經(jīng)在消費品、汽車(chē)工業(yè)及航空工業(yè)等領(lǐng)域部分獲得應用。它對于制造新奇廉價(jià)的物品很合適，但對于生產(chǎn)大體積、低價(jià)格并且有足夠強度的部件而言，它的能力有限。據估計，到２０３０年，增材制造有望取代一些傳統的規?；a(chǎn)企業(yè)，導致大量擁有現代生產(chǎn)能力的本地化微工廠(chǎng)出現，有效縮短生產(chǎn)周期，簡(jiǎn)化供應鏈。在這一過(guò)程中，發(fā)展中國家將是主要受益者，因為增材制造相對于傳統制造而言，其對工業(yè)基礎建設的要求更低。理論上來(lái)說(shuō)，當３Ｄ打印技術(shù)成熟后隨著(zhù)打印材料的添加的不同，可以打印任何東西，包括人體器官（原料是細胞）、房子（原料是建筑材料）、機械（原料是金屬）等，并且可以按照你想要的一模一樣打印出來(lái)，只要你在計算機里把要打印的東西的形狀等設置好就可以了。

人們可以想象，未來(lái)也許可以只給月球或火星上發(fā)射一個(gè)計算機，３Ｄ打印機和建筑材料，３Ｄ打印機即可打印出月球基地，然后宇航員再上去居住就可以了；如果人生病了，某個(gè)器官要換掉，無(wú)需找匹配的器官源，只要在患者身上取一些干細胞進(jìn)行培養成為打印原料，然后打印出一個(gè)一模一樣的器官進(jìn)行移植就可以了，而且沒(méi)有免疫并發(fā)癥；高樓大廈也不需要那么多人了，只需要一個(gè)大型３Ｄ打印機，一個(gè)計算機，把建筑材料比如水泥，金屬加入，然后自動(dòng)打印，樓房就建起來(lái)了……

３、３Ｄ打印發(fā)展簡(jiǎn)史

３Ｄ打印技術(shù)的胚芽源于１８世紀西歐的雕塑藝術(shù)，１９世紀在北美被重視。隨著(zhù)２０世紀計算機和網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的發(fā)展，３Ｄ打印技術(shù)才真正誕生，并由于條件的成熟而得到飛速的發(fā)展；１９８６年，ＣｈａｒｌｅｓＨｕｌｌ開(kāi)發(fā)了第一臺商業(yè)３Ｄ印刷機；１９９３年，麻省理工學(xué)院獲３Ｄ印刷技術(shù)專(zhuān)利；１９９５年，美國ＺＣｏｒｐ公司從麻省理工學(xué)院獲得唯一授權并開(kāi)始開(kāi)發(fā)３Ｄ打印機；２００５年，市場(chǎng)上首個(gè)高清晰彩色３Ｄ打印機ＳｐｅｃｔｒｕｍＺ５１０由ＺＣｏｒｐ公司研制成功；２０１０年１１月，世界上第一輛由３Ｄ打印機打印而成的汽車(chē)Ｕｒｂｅｅ問(wèn)世；２０１１年６月６日，發(fā)布了全球第一款３Ｄ打印的比基尼（泳衣，襯衫）；２０１１年７月，英國研究人員開(kāi)發(fā)出世界上第一臺３Ｄ巧克力打印機；２０１１年８月，南安普敦大學(xué)的工程師們開(kāi)發(fā)出世界上第一架３Ｄ打印的飛機；２０１２年１１月，蘇格蘭科學(xué)家利用人體細胞首次用３Ｄ打印機打印出人造肝臟組織；３Ｄ打印技術(shù)的本質(zhì)在于個(gè)性化需求的創(chuàng )意設計理念。因而３Ｄ打印技術(shù)的發(fā)展，體現了人性的完善和完美過(guò)程。

４、３Ｄ打印過(guò)程原理

每一層的打印過(guò)程可分為兩步：首先，在需要成型的區域噴灑一層特殊膠水，膠水液滴本身很小，且不易擴散。其次，是噴灑一層均勻的粉末，粉末遇到膠水會(huì )迅速固化黏結。在沒(méi)有特殊膠水的區域仍然保持松散狀態(tài)。這樣，在一層膠水一層粉末的交替下，實(shí)體模型將會(huì )被“打印”成型，打印完畢后只要掃除松散的粉末即可“刨”出模型，而剩余粉末還可循環(huán)利用。

打印耗材由傳統的墨水、紙張轉變?yōu)樘厥饽z水、粉末，當然膠水和粉末都是經(jīng)過(guò)處理的特殊材料，不僅對固化反應速度有要求，對于模型強度以及“打印”分辨率都有直接影響。３Ｄ打印技術(shù)能夠實(shí)現６００ｄｐｉ分辨率，每層厚度只有０。０１ｍｍ，即使模型表面有文字或圖片也能夠清晰打印。比較先進(jìn)的產(chǎn)品可以實(shí)現每小時(shí)２５ｍｍ高度的垂直速率，相比早期產(chǎn)品有１０倍提升，而且可以利用有色膠水實(shí)現彩色打印，色彩深度高達２４位。

由于打印精度高，打印出的模型品質(zhì)自然不錯。除了可以表現出外形曲線(xiàn)上的設計，結構以及運動(dòng)部件也不在話(huà)下。如果用來(lái)打印機械裝配圖，齒輪、軸承、拉桿等都可以正?；顒?dòng)，而腔體、溝槽等形態(tài)特征位置準確，甚至可以滿(mǎn)足裝配要求，打印出的實(shí)體還可通過(guò)打磨、鉆孔、電鍍等方式進(jìn)一步加工。同時(shí)粉末材料不限于砂型材料，還有彈性伸縮、高性能復合、熔模鑄造等其它材料，可供選擇。

３Ｄ打印技術(shù)與傳統的工業(yè)制造方法的最大區別：“增材制造”與“減材制造”。

３Ｄ打印機，顧名思義，用它打印出來(lái)的物品并非平面的紙張，而是一個(gè)立體固態(tài)物體。首先將一項設計物品通過(guò)３ＤＣＡＤ（３Ｄ計算機輔助設計）軟件轉化為３Ｄ數據，然后再根據這些數據進(jìn)行逐層分切打印。在打印過(guò)程中，層層打印出來(lái)的切片會(huì )不斷疊加，最終形成一個(gè)完整的立體物品。簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)，３Ｄ打印就相當于做“加法”。

傳統打印機與３Ｄ打印機最大的區別在于耗材不同——前者使用墨粉，后者使用的則是一些可以發(fā)生固化反應的材料，如樹(shù)脂、塑料、陶瓷、金屬等等。

傳統的工業(yè)制造方法多是減材制造，即在整塊材料的基礎上去除多余部分，將剩下的部分制成產(chǎn)品。而作為“增材制造”的３Ｄ打印技術(shù)，則是按照設計圖，精確制出每一層平面后再進(jìn)行累加，所以在生產(chǎn)過(guò)程幾乎不會(huì )產(chǎn)生任何廢棄物。

５、３Ｄ打印技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

３Ｄ打印技術(shù)的魅力在于它不需要在工廠(chǎng)操作，桌面打印機可以打印出小物品，而且，人們可以將其放在辦公室一角、商店甚至房子里；而自行車(chē)車(chē)架、汽車(chē)方向盤(pán)甚至飛機零件等大物品，則需要更大的打印機和更大的放置空間。３Ｄ打印技術(shù)最突出的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需機械加工或任何模具，就能直接從計算機圖形數據中生成任何形狀的零件，從而極大地縮短產(chǎn)品的研制周期，提高生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本。與傳統技術(shù)相比，３Ｄ打印技術(shù)還擁有如下優(yōu)勢：通過(guò)摒棄生產(chǎn)線(xiàn)而降低了成本；大幅減少了材料浪費；而且，它還可以制造出傳統生產(chǎn)技術(shù)無(wú)法制造出的外形，讓人們可以更有效地設計出飛機機翼或熱交換器；另外，在具有良好設計概念和設計過(guò)程的情況下，３Ｄ打印技術(shù)還可以簡(jiǎn)化生產(chǎn)制造過(guò)程，快速有效又廉價(jià)地生產(chǎn)出單個(gè)物品。由于不需要生產(chǎn)線(xiàn)，它降低了生產(chǎn)成本，也極大地減少了材料的浪費。同時(shí)，它還能夠制造特殊形狀的物品，制造大型薄壁件、鈦合金等難加工、易熱成型等零件，而傳統方法卻很難做到。

３Ｄ打印技術(shù)還有其他重要的優(yōu)點(diǎn)。從傳統制造技術(shù)而言，大多數金屬和塑料零件是為了生產(chǎn)而設計的，這就意味著(zhù)它們會(huì )非常笨重，并且含有與制造有關(guān)但與其功能無(wú)關(guān)的剩余物。３Ｄ打印技術(shù)不是這樣的。在３Ｄ打印技術(shù)中，原材料只為生產(chǎn)所需要的產(chǎn)品，借用３Ｄ打印技術(shù)，它生產(chǎn)出來(lái)的零件更加精細輕盈。當材料沒(méi)有了生產(chǎn)限制后，就能以最優(yōu)化的方式來(lái)實(shí)現其功能，因此，與機器制造出的零件相比，打印出來(lái)的產(chǎn)品的重量要輕６０％，并且同樣堅固。

總之，３Ｄ打印技術(shù)主要有以下優(yōu)點(diǎn)：

（ａ）制造快速３Ｄ打印技術(shù)是并行工程中進(jìn)行復雜原型或者零件制造的有效手段，能使產(chǎn)品設計和模具生產(chǎn)同步進(jìn)行，從而提高企業(yè)研發(fā)效率，縮短產(chǎn)品設計周期，極大降低了新品開(kāi)發(fā)的成本及風(fēng)險，對于外形尺寸較小，特異形的產(chǎn)品尤其適用。

（ｂ）ＣＡＤ／ＣＡＭ技術(shù)的集成快速成型技術(shù)集成ＣＡＤ、ＣＡＭ、激光技術(shù)、數控技術(shù)、化工、材料工程等多項技術(shù)，使得設計制造一體化的概念完美實(shí)現。

（ｃ）完全再現三維效果經(jīng)過(guò)快速成型制造完成的零部件，完全真實(shí)的再現三維造型，無(wú)論外表面的異形曲面還是內腔的異形孔，都可以真實(shí)準確的完成造型，不再需要再借助外部設備進(jìn)行修復。

（ｄ）材料種類(lèi)繁多到目前為止，各類(lèi)３Ｄ打印機設備上所使用的材料種類(lèi)有很多，樹(shù)脂、尼龍、塑料、石蠟、紙以及金屬或陶瓷的粉末，能滿(mǎn)足絕大多數產(chǎn)品對材料的機械性能需求。

（ｅ）創(chuàng )造顯著(zhù)的經(jīng)濟效益與傳統機械加工方式比較，開(kāi)發(fā)成本上節約１０倍以上，同樣，快速成型技術(shù)縮短了企業(yè)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，使的在新品開(kāi)發(fā)過(guò)程中出現反復修改設計方案的問(wèn)題大大減少，也消除了修改模具的問(wèn)題，創(chuàng )造的經(jīng)濟效益十分明顯。

（ｆ）應用行業(yè)領(lǐng)域廣３Ｄ打印技術(shù)經(jīng)過(guò)這些年來(lái)的發(fā)展，在技術(shù)上已形成了一套體系，同樣，可應用的行業(yè)也逐漸擴大，從產(chǎn)品設計到模具設計與制造，材料工程、醫學(xué)研究、文化藝術(shù)、建筑工程等等都逐漸的使用３Ｄ打印技術(shù)，使得３Ｄ打印技術(shù)有著(zhù)廣闊的前景。

６、３Ｄ打印技術(shù)的應用領(lǐng)域

３Ｄ打印技術(shù)如今已在許多領(lǐng)域得到應用，人們用它來(lái)制造服裝、建筑模型、汽車(chē)制造業(yè)、醫療模具加工、巧克力食品以至航空航天器部件……“３Ｄ打印”在飛機、核電、火電等行業(yè)所使用的重型機械、高端精密機械裝備上，傳統的焊接和零部件加固的方法使得部件之間的連接并不牢固，但是使用３Ｄ打印技術(shù)，出來(lái)的產(chǎn)品自然無(wú)縫連接結構之間的穩固性和連接強度要遠遠高于傳統方法。２０１１年８月，英國南安普敦大學(xué)的工程師設計并試飛了世界上第一架“打印”出來(lái)的飛機。這架飛機的外殼由一款專(zhuān)門(mén)打印尼龍材質(zhì)的３Ｄ激光打印機一層層疊印而成，相當輕便。

據報道，有輛名為“Ｕｒｂｅｅ”的汽車(chē)，部分采用３Ｄ打印技術(shù)制造?！埃眨颍猓澹濉背燃t色車(chē)身，３個(gè)輪子、雙座位，扁長(cháng)圓的外形顯得小巧可愛(ài)，很有未來(lái)感，底盤(pán)為不銹鋼制成，包括玻璃嵌板在內的所有外部組件都是通過(guò)Ｓｔｒａｔａｓｙｓ公司的大型３Ｄ打印設備生產(chǎn)。用電力和汽油作為混合動(dòng)力，百公里耗油１。１７Ｌ，單缸發(fā)動(dòng)機制動(dòng)功率只有５８８４Ｗ（８馬力），車(chē)速可達１００——１１０ｋｍ／ｈ。

人們已經(jīng)使用３Ｄ打印技術(shù)打印出了燈罩、身體器官、珠寶、根據球員腳型定制的足球靴、賽車(chē)零件、固態(tài)電池以及為個(gè)人定制的手機、小提琴等，有些人甚至使用該技術(shù)制造出了機械設備。

３Ｄ打印機的應用領(lǐng)域也在隨著(zhù)技術(shù)進(jìn)步而不斷擴展。美國科學(xué)家已經(jīng)研發(fā)出了能打印皮膚、軟骨、骨頭和身體其他器官的三維“生物打印機”。人們還使用３Ｄ打印機來(lái)制造雕塑并修復雕塑，制造由塑料和聚合物制成的三維物體并打印出了食品。

３Ｄ打印技術(shù)排除了使用工具加工、機械加工和手工加工，而且改動(dòng)技術(shù)細節的效率極高。在英國，相同的技術(shù)被戈登·默里設計公司用來(lái)幫助制造前衛的Ｔ。２５型城市“生態(tài)汽車(chē)”，這款汽車(chē)已于２０１０年７月面世。

隸屬于歐洲宇航防務(wù)集團（ＥＡＤＳ）的一個(gè)科研小組正致力于利用３Ｄ打印技術(shù)打印出飛機的整個(gè)機翼。截止２０１１年３月研究者已使用三維打印技術(shù)制造出了飛機起落架的支架和其他飛機零件。

２０１３年５月６日，美國支持３Ｄ打印槍械的非營(yíng)利團體“分布式防御”（ＤｅｆｅｎｓｅＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ）稱(chēng)，世界第一支由３Ｄ打印的手槍已測試成功。這支手槍是在ＳｔｒａｔａｓｙｓＤｉｍｅｎｓｉｏｎＳＳＴ３Ｄ打印機上打印的。它由１６個(gè)部分組成，其中１５個(gè)部分是３Ｄ打印的，最后那個(gè)部分是一枚普通的任何五金店里都有的釘子。它的主體部分完全是用塑料制造的，只有撞針是金屬。

據美國ＣＮＥＴ網(wǎng)２０１３年１１月８日報道，美國一家公司制造的全球首款３Ｄ金屬手槍已試射成功。顯然，這比此前的３Ｄ塑料板手槍棒很多！手槍的設計出自經(jīng)典的１９１１式手槍?zhuān)谱髦惺褂昧爽F成的彈簧和彈匣。還使用了包括激光燒結和研磨金屬等多種技術(shù)，用３３種不銹鋼和合金制成。據悉，制作這支手槍的３Ｄ打印機價(jià)格在５０萬(wàn)美元以上。這是全球首支利用３Ｄ技術(shù)打印出來(lái)的金屬槍。

這里順便說(shuō)明一下，在傳統的戰斗機制造流程當中，需要進(jìn)行長(cháng)期的投入來(lái)制造水壓成型設備。１９８４年，美國開(kāi)發(fā)出從數字數據打印出３Ｄ物體的技術(shù)，并在２年后開(kāi)發(fā)出第一臺商業(yè)３Ｄ打印機。美國空軍一下子就被這種新技術(shù)吸引，他們認為，如果將這種技術(shù)用在武器制造上，產(chǎn)生的威力將是驚人的。在航空工業(yè)上廣泛被使用的一種金屬是鈦，它的密度只有鋼鐵的一半，強度卻遠勝于絕大多數合金，如果通過(guò)激光將鈦熔化并一層層噴出飛機來(lái)，無(wú)疑將大大提高美國戰機的制造速度。為此，１９８５年，在五角大樓主導下，美國秘密開(kāi)始了鈦合金激光成形技術(shù)研究。不過(guò)，由于在制造過(guò)程中鈦合金變形、斷裂的技術(shù)難題無(wú)法解決，美國始終無(wú)法生產(chǎn)高強度、大尺寸的激光成形鈦合金構件。２００５年，美國從事鈦合金激光成型制造業(yè)務(wù)的商業(yè)公司Ａｅｒｏｍｅｔ由于始終無(wú)法生產(chǎn)出性能滿(mǎn)足主承力要求的大尺寸復雜鈦合金構件，沒(méi)能實(shí)現有價(jià)值的市場(chǎng)應用而倒閉。美國的其他國家實(shí)驗室也無(wú)法攻克這一難題，只能進(jìn)行小尺寸鈦合金部件的打印或進(jìn)行鈦合金零件表面修復。目前美國仍然只能使用水壓機來(lái)進(jìn)行這種構件的生產(chǎn)。

中國的鈦合金激光成形技術(shù)起步較晚，直到１９９５年美國解密其研發(fā)計劃３年后才開(kāi)始投入研究。早期基本屬于跟隨美國的學(xué)習階段，不過(guò)卻后來(lái)居上，其中，中航激光技術(shù)團隊取得的成就最為顯著(zhù)。早在２０００年前后，中航激光技術(shù)團隊就已開(kāi)始投入“３Ｄ激光焊接快速成型技術(shù)”研發(fā)，解決了多項世界技術(shù)難題、生產(chǎn)出結構復雜、尺寸達到４ｍ量級、性能滿(mǎn)足主承力結構要求的產(chǎn)品。

中國３Ｄ打印技術(shù)在航空領(lǐng)域已領(lǐng)先世界。中國航母艦載機殲——１５項目率先采用了數字化協(xié)同設計理念：三維數字化設計改變了設計流程，提高了試制效率；五級成熟度管理模式，沖破設計和制造的組織壁壘，而這與３Ｄ打印技術(shù)關(guān)系緊密。鈦合金和Ｍ１００鋼的３Ｄ打印技術(shù)已應用于新機試制過(guò)程，主要是主承力部分。于２０１２年１０月至１１月首飛成功的中國航母艦載機殲——１５機型，已廣泛使用了３Ｄ打印技術(shù)制造鈦合金主承力部分，包括整個(gè)前起落架。中國航母艦載機殲——１５總設計師孫聰透露，中國軍工迅速發(fā)展的秘密是得益于領(lǐng)先世界的３Ｄ打印技術(shù)。中國新一代戰機殲——２０、殲——３１已普遍使用３Ｄ打印技術(shù)。中國的鈦合金激光成形技術(shù)已具備了使用激光成形超過(guò)１２ｍ２的復雜鈦合金構件的技術(shù)和能力，成為目前世界上唯一掌握激光成形鈦合金大型主承力構件制造、應用的國家。在３Ｄ打印技術(shù)的支持下，“鶻鷹”的改進(jìn)版能成為中國下一代艦載機。

３Ｄ打印的應用范圍之廣超乎人們的想象。理論上說(shuō)，幾乎只要存在的東西都可以通過(guò)３Ｄ打印機復制出來(lái)。隨著(zhù)技術(shù)的不斷成熟，３Ｄ打印技術(shù)有望在以下幾個(gè)行業(yè)中得到廣泛應用：

１）傳統制造業(yè)：３Ｄ打印無(wú)論是在成本、速度和精確度上都遠勝于傳統制造技術(shù)。３Ｄ打印技術(shù)本身非常適合大規模生產(chǎn)。汽車(chē)行業(yè)在進(jìn)行安全性測試等工作時(shí)，會(huì )將一些非關(guān)鍵部件用３Ｄ打印的產(chǎn)品替代，在追求效率的同時(shí)降低成本。

２）科學(xué)研究：美國德雷塞爾大學(xué)的研究人員通過(guò)對化石進(jìn)行３Ｄ掃描，利用３Ｄ打印技術(shù)做出了適合研究的３Ｄ模型，不但保留了原化石所有的外在特征，同時(shí)還做了比例縮減，更適合研究。

３）醫療行業(yè)：在外科手術(shù)中，３Ｄ打印技術(shù)可為需要器官移植的患者“量身打造”所需器官，無(wú)需擔心排異反應。而打印一個(gè)人體心臟瓣膜，只需要價(jià)值１０美元的高分子材料。

４）文物保護：博物館里常常會(huì )用很多復雜的替代品來(lái)保護原始作品不受環(huán)境或意外事件的傷害，同時(shí)復制品也能將藝術(shù)或文物的影響擴大到更多更遠的人。

５）建筑設計行業(yè)：在建筑行業(yè)里，工程師和設計師們已經(jīng)逐漸開(kāi)始使用３Ｄ打印機打印的建筑模型，這種方法快速、成本低、環(huán)保，同時(shí)制作精美，完全合乎設計者的要求，同時(shí)又能節省大量材料。

６）配件、飾品行業(yè)：這是最廣闊的一個(gè)市場(chǎng)。在未來(lái)不管是你的個(gè)性筆筒，還是有你半身浮雕的手機外殼，抑或是你和愛(ài)人擁有的世界上獨一無(wú)二的戒指，都有可能是通過(guò)３Ｄ打印機打印出來(lái)的。甚至不用等到未來(lái)，現在就可以實(shí)現。３Ｄ打印技術(shù)很好地滿(mǎn)足了配件飾品消費者個(gè)性化多樣化的需求。目前國內外已經(jīng)有一些公司開(kāi)始為消費者提供個(gè)性化３Ｄ打印服務(wù)?，F在，３Ｄ打印技術(shù)成熟應用的一個(gè)典型例子就是３Ｄ照相館了，國內主要城市都已出現了它們的身影，不過(guò)投資額較高。

７）食品產(chǎn)業(yè)：就是“打印”食品。研究人員已經(jīng)開(kāi)始嘗試打印巧克力了?；蛟S在不久的將來(lái)，很多看起來(lái)一模一樣的食品就是用食品３Ｄ打印機“打印”出來(lái)的。當然，到那時(shí)可能人工制作的食品會(huì )貴很多倍。盡管全球３Ｄ打吉印通 發(fā)水平較為領(lǐng)先的仍為美國、德國、日本等傳統工業(yè)強國，但北京航空航天大學(xué)、清華大學(xué)、華中科技大學(xué)、西安交通大學(xué)４所高校的研發(fā)實(shí)力不可輕視，有的部分技術(shù)已躋身世界一流水平。

７、３Ｄ打印技術(shù)的廣泛影響

近期，英國《經(jīng)濟學(xué)人》雜志在《第三次工業(yè)革命》一文中，把３Ｄ打印技術(shù)作為第三次工業(yè)革命的重要標志之一，引發(fā)了世人對３Ｄ打印的強烈關(guān)注。

３Ｄ打印技術(shù)帶來(lái)的變化或將改變制造業(yè)的經(jīng)濟面貌。許多人認為，這項技術(shù)將讓商業(yè)完全去中心化，逆轉伴隨著(zhù)工業(yè)化到來(lái)的城市化進(jìn)程，人們將不再需要工廠(chǎng)，屆時(shí)，每個(gè)村莊都將擁有一個(gè)由打印機組成的制造廠(chǎng)，制造所需的物品。３Ｄ打印技術(shù)減少了對工廠(chǎng)工人的需求，削減低成本、低工資國家的優(yōu)勢，因而會(huì )同時(shí)增加發(fā)達國家與發(fā)展中國家的生產(chǎn)能力。

３Ｄ打印技術(shù)給物流公司帶來(lái)的威脅是明顯的。有人就提出了這種可能性：當公司能夠在需求產(chǎn)品的地方打印出急需的零部件時(shí)，為什么還要從國外空運呢？

雖然３Ｄ打印處于起步階段，但是３Ｄ打印市場(chǎng)已呈現出欣欣向榮的場(chǎng)景。據《國際增材制造行業(yè)發(fā)展報告》統計，２０１１年３Ｄ打印在全球的直接產(chǎn)值已經(jīng)達到１７。１４億美元，比前一年增長(cháng)了２９。１％。據預測，到２０１５年，市場(chǎng)規模將達３７億美元。據波士頓ＬｕｘｅＲｅｓｅａｒｃｈ研究公司預測，到２０２５年，３Ｄ打印市場(chǎng)的市值將從現在的７。７７億美元猛增到８４億美元。其中大多數增長(cháng)是由商業(yè)應用驅動(dòng)的，尤其是在醫藥、汽車(chē)和航空領(lǐng)域。目前３Ｄ打印技術(shù)在美國已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化。據介紹，我國在３Ｄ打印方面起步較晚，在技術(shù)方面與美國差距明顯，距離大規模商用并為相關(guān)公司帶來(lái)實(shí)際收益尚需時(shí)日。

美國總統奧巴馬２０１３年２月１２日在“２０１３年國情咨文”中說(shuō)：“去年（２０１２年），我們在俄亥俄州揚斯敦市成立了國內首家制造業(yè)創(chuàng )新研究所。一個(gè)曾經(jīng)倒閉的倉庫現在成了世界一流的工藝實(shí)驗室，那里的新式工人正在制造３Ｄ打印設備，這將為制造業(yè)帶來(lái)革命性的變化，利用它我們幾乎可以制造所有的東西。這種事情在這個(gè)城市發(fā)生不是沒(méi)有原因的。因此，今晚，我宣布我們將成立另外３家制造業(yè)研發(fā)中心，這些企業(yè)將與國防部、能源部合作，將被全球化進(jìn)程遺忘的地區變成全球高科技行業(yè)的中心。我也請求本屆國會(huì )協(xié)助建成一個(gè)由１５個(gè)類(lèi)似研發(fā)中心的組成的研發(fā)網(wǎng)絡(luò )，保證下一次制造業(yè)革命出現在美國?！?/p>

《經(jīng)濟學(xué)人》雜志指出：現今產(chǎn)業(yè)鏈已逐漸走入第三次工業(yè)革命，制造邁向數字化，也就是“３Ｄ打印服務(wù)（３ＤＰｒｉｎｔｉｎｇＳｅｒｖｉｃｅ）”，把產(chǎn)品原型?。ㄖ圃欤┏鰜?lái)，其影響范圍預計將會(huì )超出制造產(chǎn)業(yè)。３Ｄ打印革命的最大價(jià)值，不是制造，而是服務(wù)。３Ｄ打印技術(shù)必將改變人類(lèi)未來(lái)的生產(chǎn)與生活方式。

英國《經(jīng)濟學(xué)人》雜志曾指出，在３Ｄ打印技術(shù)得到廣泛應用的情況下，制造業(yè)也許不再運用工廠(chǎng)這種將人力、資金、設備等生產(chǎn)要素大規模集中化的生產(chǎn)方式，而是轉變?yōu)橐环N以３Ｄ打印機為基礎、更加靈活、所需投入更少的生產(chǎn)方式?！督?jīng)濟學(xué)人》將這種趨勢稱(chēng)之為“社會(huì )化制造”，并認為這種新型的生產(chǎn)方式，有望促成第三次工業(yè)革命。

奧巴馬政府將３Ｄ打印、機器人、人工智能視為重振美國制造業(yè)的３個(gè)重要支柱，認為可以憑借這些技術(shù)使制造業(yè)“重歸美國”?！稌r(shí)代》周刊也將３Ｄ打印產(chǎn)業(yè)列為“美國十大增長(cháng)最快的工業(yè)”。目前，３Ｄ打印最適合小批量、個(gè)性化的產(chǎn)品生產(chǎn)，并處在由日用消費品、醫療器械向汽車(chē)、航空、軍事等領(lǐng)域快速滲透的階段。一般認為，３Ｄ打印技術(shù)將在互聯(lián)網(wǎng)和新材料、新能源相結合基礎上產(chǎn)生的世界第三次工業(yè)革命中扮演重要角色。新工業(yè)革命將使全球技術(shù)要素和市場(chǎng)要素配置方式發(fā)生革命性變化。

８、３Ｄ打印技術(shù)面臨的問(wèn)題現

在３Ｄ打印技術(shù)的精度約為０。１ｍｍ，而且３Ｄ打印機本身的售價(jià)偏高，不過(guò)，隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步和成本的降低，一臺普通３Ｄ打印機的成本有望比１９８５年的激光打印機還要低。

生物３Ｄ打印機也面臨著(zhù)諸多挑戰，其中之一是其打印出的器官如何與身體其他器官尤其是大的組織更好地結合，因為任何打印出來(lái)的器官或身體組織都需要同身體的血管相連，而這可能非常難于實(shí)現。一旦克服了這個(gè)技術(shù)障礙，在未來(lái)幾十年內，生物打印技術(shù)將成為一項標準技術(shù)。

當然，要實(shí)現３Ｄ打印技術(shù)的大規模使用，還有不少挑戰。首先是打印材料，它根據打印商品的不同，需要各種特殊種類(lèi)的金屬、塑料以及陶瓷等，成本比較高。另外，對于一些結構比較復雜的產(chǎn)品，通過(guò)３Ｄ打印技術(shù)制造會(huì )比較慢一些。而就打印飛機而言，找到合適的材料也是一大挑戰?？湛透拍铒w機的仿真結構現在還沒(méi)有找到合適的材料，因為機身必須透明、且有很強的硬度，符合這些特質(zhì)需要合成材料。

產(chǎn)權保護：３Ｄ打印技術(shù)的意義不僅在于改變資本和工作的分配模式，而且也在于它能改變知識產(chǎn)權的規則。該技術(shù)的出現使制造業(yè)的成功不再取決于生產(chǎn)規模，而取決于創(chuàng )意。然而，單靠創(chuàng )意也不夠，模仿者和創(chuàng )新者都能輕而易舉地在市場(chǎng)上快速推出新產(chǎn)品。因此，競爭優(yōu)勢可能將前所未有地變得比以前更短。

一旦物品能用數字文件來(lái)描述，它們就會(huì )變得很容易復制和傳播，當然，盜版也會(huì )變得更加猖獗。當一個(gè)新玩具的草圖或一雙鞋的設計方案在網(wǎng)上流傳時(shí)，其知識產(chǎn)權的擁有者會(huì )失去更多，因此，人們在知識產(chǎn)權領(lǐng)域進(jìn)行的斗爭會(huì )更加激烈。并且隨著(zhù)開(kāi)源軟件、新的非商業(yè)模式的出現，３Ｄ打印技術(shù)需要比目前更加嚴謹還是更加寬松的法規還有待驗證。

稅務(wù)問(wèn)題：過(guò)去稅務(wù)局、海關(guān)對交易征稅都是基于商品的價(jià)值。如果將來(lái)貨物的制造模式都是通過(guò)購買(mǎi)３Ｄ打印機和“耗材”，從網(wǎng)上下載設計文件（大多數將是免費的），自行打印出所需的物品，那么傳統的征稅模式將難以為繼。未來(lái)的稅基將很可能從增值稅、消費稅轉向個(gè)人所得稅和營(yíng)業(yè)稅。

９、結束語(yǔ)

總之，３Ｄ打印技術(shù)的到來(lái)，將意味著(zhù)我們人人都能成為制造家。世界各地、各處都能成為制造工廠(chǎng)，全民制造的時(shí)代正在向我們招手。它同時(shí)也意味著(zhù)各種行業(yè)將面臨巨大變革，傳統制造業(yè)和服務(wù)業(yè)之間的界限將變得越來(lái)越模糊。３Ｄ打印將重塑制造業(yè)。隨著(zhù)大企業(yè)對３Ｄ制造的興趣日益濃厚，原材料成本就會(huì )隨著(zhù)下降，同時(shí)打印機技術(shù)也會(huì )不斷改進(jìn)。

在不久的將來(lái)，３Ｄ打印技術(shù)將走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)。這是制造能力的大眾化。有了３Ｄ打印機后，人人都可以通過(guò)數碼設計制造出各種想象中的物體，或者借用不管來(lái)自世界哪個(gè)角落的某種設計。只需要按一個(gè)按鈕，３Ｄ打印機就可以用一層層的塑料或其它材質(zhì)，把你設計的物品在你眼前“打印”出來(lái)。１０年前的科幻小說(shuō)情節如今已經(jīng)成為現實(shí)。事實(shí)上，能讓我們的電腦打印紙質(zhì)文檔的點(diǎn)矩陣打印機，還是不久之前才發(fā)明出來(lái)的，而現在３Ｄ打印機又以同樣的方式，使我們夢(mèng)想的各種物體都能呈現在我們眼前。有了３Ｄ打印機的魔力，人人都是制造商，唯一能限制我們的，就是我們的想象力。３Ｄ打印技術(shù)必將開(kāi)創(chuàng )一個(gè)全民制造的嶄新時(shí)代。

現在* D打印已經(jīng)應用到很多行業(yè)中，我們要相信* D打印即將融入我們的生活。需要了解更多* D打印相關(guān)信息，請登錄印夢(mèng)園* D打印服務(wù)網(wǎng)站：