3d打印技术及应用趋势
第一篇：3d打印技术及应用趋势
3D打印技术在文化创意领域的应用及前景-论文
武汉职业技术学院
毕 业 设 计 论文
3D打印技术在文化创意领域的应用及前景
院系名称： 机电工程学院 学生姓名：韩涛 学号：1302303884 专业班级：模具13306 指导老师：朱红老师 起止时间：2016.1-2016.4
3D打印技术在文化创意领域的应用及前景
摘要
3D打印技术(英语：3D printing)，又称积层制造(Additive Manufacturing，AM)，也称三维打印技术，是指通过可以“打印”出真实物体的3D打印机，采用分层加工、迭加成形的方式逐层增加材料来生成3D实体。3D打印技术最突出的优点是无需机械加工或模具，就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的物体，从而极大地缩短产品的研制周期，提高生产率和降低生产成本。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、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、枪支以及其他领域都有所应用。
与传统制造技术不同的是，3D打印技术不需要传统的刀具、夹具和机床或任何模具，就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件;它可以自动、快速、直接和精确地将计算机中的设计转化为模型，甚至直接制造零件或模具，从而有效的缩短产品研发周期，并且能在数小时内成形。所以3D打印技术所具备的特点刚好与传统制造业相反，能快速的制造出单个需要的产品。而传统制造技术是面向大批量加工的技术，若遇到需求量少的产品，则会出现成本高、制造周期较慢等各种问题。
关键词：
3D打印技术，个性化，文化领域
目录
第一章 言...............................................................3 第二章 3D打印在文化创意领域的优势和应用 ..............................3 2.1 3D打印技术适合个性化定制和创意..............................3 2.2 3D打印技术使用的案例........................................3 2.3 3D打印应用于文化创意产业的意义..............................4 第三章 3D打印发展在文化领域的前景......................................5 第四章 3D打印发展的限制因素............................................6 第五章 结束语...........................................................6
2 致谢....................................................................7 参考文献................................................................7 一 引言
3D打印(3DP)即快速成型技术的一种，它是一种以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。
3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、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、枪支以及其他领域都有所应用。
二 3D打印在文化创意领域的优势和应用
2.1 3D打印技术适合个性化定制和创意
近年来，3D打印技术正逐渐步入普通人的视野，并逐渐成为炙手可热的应用技术。目前，3D打印技术已初步应用于工业创意产品设计、影视动漫、休闲旅游文化产品设计、数字出版等行业。其普遍应用将对文化创意产业产生较大影响。随着科技的进步和互联网的日益普及，3D打印技术将越来越成为DIY制作过程的工具，所有这些发展促成了几乎人人都是设计师兼制造者，制造者与消费者之间的界限将会变得越来越模糊。3D打印给了普通人以制造的能力，释放个体使用者的创新冲动，改变了过去发明创造只是少数人的特权，实现了普通人个性化的设计思维与表达需求，真正做到了全民创意与全民创造。3D打印使这种群体性智慧得以最大限度的发挥和利用，将促使文化创意产品的创意设计表达呈现更加多元化、大众化、自由化的特征。
在网络普及化的今天，普通人轻易通过各种网络数据库模型网站就可以下载设计师最新的设计作品，然后进行3D打印制作。在追求个性化的今天，人们都希望自己的东西与别的是不同的，是独一无二的，然而因为传统制造业的限制，产品只能大批量的制造才能适合市场的需求，根本无法做到每一件产品都是不一样的，除非是高端的私人定制产品。所以，这就给3D打印留下了巨大的发展潜力，人们可以利用3D打印技术，用廉价的网络传播上面的知识，做出自己希望的各种各样的创意，满足自己对个性化的需求。相对于传统制造业生产前大量的准备工作和生产上面的限制，3D打印技术的限制就小了很多，只需要把自己想要的创意用软件绘制，再导入到3D打印机里面，等待几个小时，就可以拿到需要的东西。不管是时间成本还是金钱成本都比传统制造业小了不少，需要强调的是，以限制3D打印机的技术水平，其制造产品的精度和质量运用在文化创意领域是完全没有问题的。
2.2 3D打印技术使用的案例 --修复重要文物
美国德雷塞尔大学的研究人员通过对化石进行3D扫描，利用3D打印技术做出了适合研究的3D模型，不但保留了原化石所有的外在特征，同时还做了比例缩减，更适合研究。
3 博物馆里常常会用很多复杂的替代品来保护原始作品不受环境或意外事件的伤害，同时复制品也能将艺术或文物的影响传递给更多更远的人。史密森尼博物馆就因为原始的托马斯·杰弗逊要放在弗吉尼亚州展览，所以博物馆用了一个巨大的3D打印替代品放在了原来雕塑的位置。 --打印自己独一无二的鞋子
feetz鞋是你是独一无二的。你只需要从每个脚的不同角度拍三张照片并发送图像feetz。通过一款特殊的软件，该公司将图像转换为三维模型，利用新材料和3D打印技术为您制作出一双订制的鞋子。feetz承诺客户将在七天内获得这些鞋子。采用3D打印技术的鞋子可以完美提盒用户的双脚，因为人们每只脚都是独特的，通过订制可以让用户穿着更为舒适。 feetz鞋是你是独一无二的。你只需要从每个脚的不同角度拍三张照片并发送图像feetz。通过一款特殊的软件，该公司将图像转换为三维模型，利用新材料和3D打印技术为您制作出一双订制的鞋子。feetz承诺客户将在七天内获得这些鞋子。采用3D打印技术的鞋子可以完美提盒用户的双脚，因为人们每只脚都是独特的，通过订制可以让用户穿着更为舒适。 --打印出无缝的合身衣服
3D打印的服装已经出现了许多 — 从Lady Gaga出席时尚活动所穿的参数化3D打印雕刻裙装到中国著名品牌极致盛放的靓丽3D打印婚纱，每一件都十分吸引眼球。但它们往往只是外观漂亮，缺乏足够的实用性。
不过现在，这种情况已经由波士顿服装品牌Ministry of Supply最新推出的高质量3D打印男上装改变了。这款男上装的最大特点就是直接打印，一体成型，完全无缝，即便是衣袖和衣领也是如此，完全没有采用传统的缝制工艺，所以完美彰显出了简洁优雅的气质。使用3D打印编织工艺，从最细的线到最后的成衣，一次完成。
除了无缝，这款3D编织的男上装还有其它许多优点，比如可以通过3D扫描订购者的身形做得完全合身，更耐穿，更节省布料等，因为3D编织属于增材制造工艺，特点就是做多少，用多少材料。传统制衣工艺会浪费大约30%布料，而这种3D打印编织工艺的浪费是零。
--COGNITOYS3D恐龙玩具
小恐龙是3d打印的，内部系统采用了IBM开发的人工智能Waston，不仅可以实时聊天，在互动中，小恐龙也会慢慢塑造起自己的性格来，就像是真的和小朋友共同成长。CogniToys也具有“学习”功能，在和小朋友玩耍的过程中，CogniToys能够记录下各种个性化的喜好，比如喜欢的颜色，喜欢的玩具，对什么更感兴趣一些。
2.3 3D打印应用于文化创意产业的意义
3D打印应用于文化创意产业的意义有三个方面。首先，该技术能够为独一无二的文物和艺术品建立一个真实准确完整的三维数字档案，用3D打印技术可以随时随地并且高保真的把这个数字模型再现为实物。
第二，3D打印技术取代了传统的手工制模工艺，在作品精细度、制造效率方面都带来了极大的改善和提高，对于有实物样板的作品在编辑、放大、缩小、原样复制等方面都能够更加直接准确，高效实现小批量的生产，促进文化的传播和交流。
第三，该技术带来了大量的跨界整合和创造的机会，尤其是给艺术领域的艺术家们带来了更为广阔的创作空间，在文物和高端艺术品的复制、修复，衍生品开发方面的作用非常明显。
4 三 3D打印发展在文化领域的前景
与传统制造业相比，3D打印技术有效减少制造过程中的垃圾与二氧化碳，对环境有积极影响。
其次，3D打印能创作艺术品，从而衍生新的艺术媒介。如3D打印能复制世界名画，这种复制品本身也成为了艺术品，供人欣赏讨论。这项技术大大缩短了产品的研发周期，新产品投入成本减少，小型创新企业将获得生存空间。
金属打印正在逐步健壮起来，机器的研究和材料的发展都是各国增材实验室的研究重点。
生物打印也已经有了良好的雏形和工业医疗运用。不过受道德，伦理等的影响，生物打印有一些限制。但是相信在未来法律放开后肯定能有巨大突破。
其次，增材制造在很多工业领域都有应用。航空航天，高精制造都有广泛巨大的应用。美国空军海军都已经正式应用增材技术。NASA也在三天前正式发文表示将在今年年底完成第一台外太空专用3D打印机。
从传统意义上来说，物品形状越复杂，制造的成本就相应的随之增高，这对企业来说无疑是一笔不菲的支出。但是随着3D打印机的普遍应用，物品的复杂度将不再与成本形成正比关系。不管制造的物品形状有多复杂，3D打印机都能够轻松解决，并且不增加成本，因为3D打印复杂的物品和打印一个简单的物品并不存在任何关系，3D打印的费用只是按照材料成本和时间成本以及机器损耗成本进行计算的，所以，3D打印的出现改变了传统意义上的定价方式以及计算制造成本的方式。
人们的思想是不断变化的，设计也是不断改成出新的。对于传统行业来说，产品多样化，不仅是对制造的考验，更是对企业实力的考验。因为产品多样化对于各种成本的增加是不可估量的。但3D打印机就是不同的，它就像哆来A梦一样，可以随心所欲做出不同形状的物品，所以3D打印与传统制造设备相比，3D打印省去了培训机械师和购置新设备的成本，3D打印机只需要不同数字的设计蓝图和新的原材料即可。
3D打印，是一体成型。传统的大规模生产是建立在一条生产线上，需要人工组装。产品的部件越多，所花费的时间成本和人力成本就越多。但3D打印就不同，3D打印的过程是一体成型，不需要去组装，省略组装就缩短了供应链，节省在劳动力和运输方面的花费。供应链越短，污染也越少。
3D打印由于其特殊性，可以进行现场实地打印，所以这在一定的基础上减少了企业的库存风险，企业可以按照客户的需求进行生产，这在不久的将来，可能会成为一种新的商业模式。同时，企业还可以根据用户的需求，实行就近法则，零时间的交付时生产可以最大限度的减少运输成本。
由于受传统制造技术的影响，很多极具创意的设计不能呈现在大众视野中，这在一定的基础上限制了设计师的设计创新。例如，传统的木制车床只能制造圆形物品，轧机只能加工用铣刀组装的部件，制模机仅能制造模铸形状。但现在，3D打印机可以突破这些局限，开辟巨大的设计空间，甚至可以制作目前可能只存在于自然界的形状，这为设计师打开了设计创新的物质条件。
一项技能没有几年的时间是没办法学会的，批量生产和计算机控制的制造机器降低人们对技能的依赖，但是传统的制造及其还是需要专业人员进行机器调整和校准。3D打印的推出，改变了这一方式，人们只要有三维数据图，即使是在复杂的物品，只要把三维数据图输入3D打印机，然后轻轻点击按钮，就可开始打印。3D打印机的操作不需要太多的技能，这就打开了非技能制造开辟了新的商业模式，并能在远程环境或极端情况下为人们提供新的生产方式。
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四 3D打印发展的限制因素
①材料的限制：虽然高端工业印刷可以实现塑料、某些金属或者陶瓷打印， 但无法实现打印的材料都是比较昂贵和稀缺的。另外，打印机也还没有达到成熟的水平，无法支持日常生活中所接触到的各种各样的材料。
②机器的限制：3D打印技术在重建物体的几何形状和机能上已经获得了一定的水平，几乎任何静态的形状都可以被打印出来，但是3D打印技术想要进入普通家庭，每个人都能随意打印想要的东西，那么机器的限制就必须得到解决才行，比如手枪等产品。
③知识产权的忧虑：3D打印技术也会涉及到只是产权的问题，因为现实中的很多东西都会得到更加广泛的传播。人们可以随意复制任何东西，并且数量不限。如何制定3D打印的法律法规用来保护知识产权，也是面临的问题之一，否则就会出现泛滥的现象。
④花费的承担：D打印技术需要承担的花费是高昂的。3D打印机是一笔比较大的开支，在后期打印过程中，所需的材料也是一项高花费，而这么高的花费不是一个普通家庭及可以承担的。
五 结束语
3D打印技术代表制造业发展新趋势，它和其他一些数字化生产模式的涌现，将推动实现第三次工业革命。随着生产速度和质量的不断提升以及打印装置和材料的改进，将会有越来越多的3D打印新产品不断出现。3D打印可以完成很多在现在看起来匪夷所思的事，从某种角度来说，很多想象的到的东西，都可以通过3D打印直接得到。在未来3D打印还有可能走进千家万户，融入到我们的生活中，像电脑一样普及。
3D打印目前的主要应用范畴还是个性化产品类的，简单来说就是DIY比较适合的。但是随着这个3D打印技术的不断更新,应用领域会越来越多的。
致 谢
大学三年的学习生活即将结束，在此，我要感谢所有曾经教导过我的老师和关心过我的同学，他们在我成长过程中给予了我很大的帮助。本文能够成功的完成，要贴别
6 感谢我的老师朱红教授的关怀和指导。
参考文献
[1] 全球首款3D打印金属手枪问世 成功发射50枚子弹 .新华网 [2] 3D打印 (简介、原理及技术) .designspark [3] 家用3D打印机来了?国产最低仅3000元 .新华网
[4] 广州：医生借3D打印肝脏指导切除病患巨大肿瘤(图) .凤凰网 [5] 国际空间站用首台太空3D打印机制造出扳手
.网易
第二篇：3D打印技术及其应用发展分析
摘 要：3D打印技术在近几年得到了巨大发展，备受社会各界的关注。虽然目前该技术还未能得到全面的普及推广，但其发展前景无可限量。文章对3D打印技术的现状进行探讨，分析目前3D打印技术发展所存在的问题。并对我国3D打印技术产业的技术发展提出一些建议。
关键词：3D打印技术;应用;发展分析
1 3D打印技术简介
3D打印技术是一种快速成型技术，它以数字模型文件作为基础，运用可粘合材料，通过逐层打印的方式构造物体[1]。当前3D打印技术主要应用于艺术创作、珠宝制作等领域。然而随着技术的发展，生物工程、医学、建筑等领域也越来越多的使用3D打印技术，为科技创新添加了新的活力。
与传统的工业制造业相比，3D打印技术有着无可替代的优势，这使得在当前高科技产业日新月异的今天，3D打印技术能在信息化社会中占有一席之地。3D打印技术有着以下特点：(1)生产效率极高。3D打印技术通过材料的层层推挤与叠加，在电脑数据的操控下堆砌成需要生产的物品，这与传统工业对原材料的剪裁制造完全不同。不仅省去了繁重的修整零部件工序，该大大增加了原材料的利用率，大幅降低生产成本，提高生产效率;(2)复杂零件可一次成型。传统工业在生产的过程中，需要经过模具设计、生产、修整等阶段，并在制作过程中对原材料进行锻造、打磨等加工，最终制作成复杂的产品。其生产周期长，生产工序繁琐，人力资源消耗大。而3D打印技术缩短了所有中间过程，它的模具通过电脑制作，产品根据电脑生成的设计图纸直接一次性打印完成，能够更加便捷、准确的制作出复杂产品，极大缩短了生产和设计周期。(3)可以满足不同消费者需要。传统工业注重批量化生产，3D打印技术则更能激发人的想象力，满足产品设计者和消费者的个性化需求。3D打印技术生产的产品不再千篇一律，而是独一无二。这将开创传统工业从批量制造到批量定制的华丽转变。
2 3D打印技术的发展现状
尽管3D打印技术将对传统制造业产生翻天覆地的影响，但我们还是应当注意，目前3D打印技术的发展仍受到许多因素的制约。具体问题有：(1)3D打印技术对打印材料的要求较高。3D打印技术特殊的产品制造手段，成为了其发展的双刃剑[2]。一方面高效的生产方式促进了效率的提高，另一方面则对生产材料有着很高的要求。3D打印所使用的材料不仅要能够被“打印”，而且“打印”出的产品必须满足技术要求。因此在现阶段，3D打印技术可供选择的材料较少，这成为了制约3D打印技术发展的主要原因。以目前的材料科学发展情况，可成为3D打印技术的材料主要为工程塑料、部分金属材料等，然而这些材料都是专门为3D打印技术所研发，与传统工业的生产材料还有着较大差距。(2)3D打印技术受支撑技术限制。3D打印缺乏支撑性技术，是制约自身进一步发展的另一个重要原因。举例来说，包括打印产品速度过慢，打印出的产品精度不高等。这都从侧面反映出当前3D打印技术的发展仍处于较低的水平。(3)3D打印技术缺乏严格的技术规范。由于3D打印技术才刚刚起步，行业内部缺乏明确的、可执行的、有效地条款，造成了目前3D打印技术在打印材料的选择上缺乏统一规范，这也阻碍了3D打印技术的进一步发展。(4)3D打印技术在短时间内仍难以取代传统制造业。虽然相较于传统制造业，3D打印技术有着无可比拟的优势，然而在大规模批量制造及成本控制方面，目前3D打印技术由于各方面的限制，难以匹敌传统制造业;(5)国内3D打印材料不足。我国目前3D打印技术还远未形成完善的产业链，因此仅有少数企业能提供高质量的3D打印材料，难以满足当前国内3D打印技术发展的需要。大量的原料需要依靠进口，导致我国3D打印技术在推广和应用领域受到诸多限制。
3 促进我国3D打印技术发展的对策
与欧美等发达国家相比，我国的3D打印技术仍有着一定的差距，而要在全球的科技发展浪潮中缩短与国外的差距，这绝非易事。除了政府要在政策面鼓励3D打印技术的发展之外，还要做到各行业的通力协作。
3.1 加强政府对3D打印技术发展的支持力度
政府是高新技术发展的统筹与规划者。3D打印技术有着广阔的市场前景，因此政府应当从政策完善、资金支持、人才培养、法律保护等多个方面[3]。主要包括：强化宏观调控，制定3D打印行业规范;加大财政拨款，为3D打印企业提供税收等财政优惠;鼓励高校设立3D打印技术专业，培养3D打印技术方面的人才;完善相关法律法规，保护3D打印技术的只是产权;强化社会监督，重视对3D打印技术可能引发的社会问题，严格控制3D打印材料的购买渠道。通过以上政策面的手段，加大对3D打印技术发展的投入，促进我国3D打印技术发展迈上新台阶。
3.2 增强创新能力
创新是企业乃至国家不断向前发展的动力源泉。只有强大的创新能力，才能保证企业、社会在日益激烈的竞争漩涡中生存下来。首先，要促进3D打印技术的理论创新。及时掌握全球3D打印技术的发展动向，加强3D打印技术同电子、医学、物理等学科的交流，为拓展3D打印的材料制造带来新的活力。其次，建立3D打印技术信息交流平台，以高校、科研所、企业研究成果作为基础，加强高新科研机构之间的交流，实现完美的科学研究机制。
3.3 完善3D打印技术产业链
促进我国3D打印产业技术联盟的形成，定期开展3D打印技术产业相关研讨会，鼓励高校、科研单位、相关企业的参与，早日实现3D打印产业链上下流资源的整合。各方针对3D打印技术材料研究，加大资金、人力的投入，鼓励企业将非金属材料应用于3D打印技术之中。同时，各高校与研究机构充分发挥自身技术资源优势，通过与企业资金资源全面整合，形成3D打印产业的产品设计，软件开发，材料创新、产品宣传等完整的产业链。
3.4 普及3D打印产品的应用
通过开展3D打印产品博览会作品等方式，将3D打印技术推广到中小学校，对少年儿童开展3D打印的教育宣传，普及3D打印技术的知识，激发他们对3D打印技术的兴趣。选取生物医疗、工业设计等领域，有目的、有计划地将3D打印技术进行推广应用，积极促进3D打印技术理论与应用的同步发展[4]。
3.5 加强国际间3D打印技术的交流
根据我国对3D打印市场的实际需要，通过高校、研究所等平台，积极开展通欧美发达国家的3D打印技术的国际交流，形成高校与高校之间、研究机构与研究机构之间的合作关系，互相吸取发展经验，深化合作，共同促进3D打印技术的进一步发展。
4 结束语
随着各个学科研究的不断深入，3D打印技术的发展势必将进入新的层面。作为最具创新力的技术之一，3D打印技术正在以自身独特的优势，受到全世界的关注。3D打印技术当前还处于较低水平，其内在的经济、社会等方面的价值亟待人们进一步挖掘。文章对我国3D打印技术的未来发展趋势提出了一些建议，希望能对未来3D打印技术的推广和应用做出贡献。
参考文献
[1]张曼.3D打印技术及其应用发展研究[J].电子世界，2013，13：7-8.
[2]江洪，康学萍.3D打印技术的发展分析[J].新材料产业，2013，10：30-35.
[3]王博.浅谈3D打印技术的发展与应用[J].机电技术，2014，5：158-160.
[4]孙建明，童泽平，殷志平.3D打印技术的市场应用及发展前景分析[J].现代商贸工业，2014，18：81-82.
作者简介：赵家立(1986-)，男，吉林省吉林市人，工作单位：吉林市创择科技有限公司，职务：项目主管，研究方向：3D打印技术。
第三篇：3D打印快速成型技术及其应用
3D打印快速成型技术及其应用
摘要：本文介绍了3D打印技术的基本原理及其制造流程。通过一些实例说明了3D打印的应用主要是说明在现代军事方面的应用。
一.引言
3D打印(3D PRINTING )即3D打印技术，又3D打印制造是20世纪80年代才兴起的一门新兴的技术，是21世纪制造业最具影响的技术之一。随着计算机与网络技术的发展，信息高速公路加快了科技传播的速度，产品的生命周期越来越短，企业之间的竞争不再只是质量和成本上的竞争，而更重要的是产品上市时间的竞争。因此，通过计算机仿真和3D打印增加产品的信息量，以便更快的完成设计及其制造过程，将产品设计和制造过程的时间周期尽量缩短，防止投产后发现问题造成不可挽回的损失。
3D打印技术是由CAD模型直接驱动的快速制造复杂形状的三维实体的技术总称。简单的讲，3D打印制造技术就是快速制造新产品首版样件的技术，它可以在没有任何刀具、模具及工装夹具的情况下，快速直接的实现零件的单件生产。该技术突破了制造业的传统模式，特别适合于新产品的开发、单件或少批量产品试制等。它是机械工程、计算机CAD、电子技术、数控技术、激光 技术、材料科学等多学科相互渗透与交叉的产物。它可快速，准确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或零件，以便进行快速评估，修改及功能测试，从而大大缩短产品的研制周期，减少开发费用，加快新产品推向市场的进程。
自从美国3D公司在1987年推出世界上第一台商用快速原形制造设备以来，快速原形技术快速发展。投入的研究经费大幅增加，技术成果丰硕。原形化系统产品的销量高速增长。在这方面美国，日本一直处于领先地位，我国在这方面起步较晚，但是奋起直追，开展研究并取得一定成果，国内也有些成熟的产品问世，他们正在各种生产领域上发挥着作用。
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3D打印快速成型技术及其应用
二.3D打印技术的简介
2.1 3D打印系统的工作原理和制造工艺
3D打印技术是一种逐层制造技术，它采用离散/堆积成型原理，其过程是：先得到所需零件的计算机三维曲面或实体模型;然后根据工艺要求，将其按一定厚度进行分层，将原来的三维模型变成二维平面信息，即离散过程;再将分层后的数据进行一定的处理，加入加工参数，产生数控代码;在微机控制下，数控系统以平面加工方式，有序地连续加工出每个薄层，并使它们自动粘接而成型，从而制造出所需产品的实物样件或成品，这就是材料的堆积过程。已知自由曲面CAD模型，如果使用传统的方法和数控机床进行加工，那么复杂的自由曲面，成本高，效率低。近年来，3D打印即广泛的被运用于工业生产中。各种3D打印技术的过程都包括CAD模型建立、生成STL文件格式、3D打印制作、模型分层切片和后置处理五个步骤，其制造过程如图1所示
(1)利用激光固化树脂材料的光造型法(Stereolithography)。光造型装置一直以美国3DSYSTEMS公司的SLA型产品独占鳌头,并形成垄断市场。其工作原理如下：由激光器发出的紫外光,经光学系统汇集成一支细光束,该光束在计算机控制下有选择的扫描液体光敏树脂表面,利用光敏树脂遇紫外光凝固的机理,一层一层固化光敏树脂,每固化一层后,工作台下降一精确距离,并按新一层表面几何信息使激光扫描器对液面进行扫描,使新一层树脂固化并紧紧粘在前一层已固化的树脂上,如此反复,直至制作生成零件实体模型。激光立体造型制造精度目
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前可达±0.1mm,主要用作为产品提供样品和实验模型。此外,日本的帝人制机开发的SOLIFORM可直接制作注射成型模具和真空注塑模具。
(2)纸张叠层造型法。纸张叠层造型法目前以HELISYS公司开发的LOM装置应用最广。该装置采用专用滚筒纸,由加热辊筒使纸张加热联接,然后用激光将纸切断,待加热辊筒自动离开后,再由激光将纸张裁切成层面要求形状。
(3)熔融造型法熔融造型法(FDM)。以美国STRATASYS公司开发的产品FDM(FUSED DEPOSITION MODELLING)应用最为广泛。工作时,直接由计算机控制。喷头挤出热塑材料并按照层面几何信息逐层由下而上制作出实体模型。FDM技术的最大特点是速度快(一般模型仅需几小时即可成型)、无污染,在原型开发和精铸蜡模等方面得到广泛应用。FDM生产可选成型材料种类较多，原材料费用低，因而的到广泛的应用。但是FDM也有其固有的缺点。精度低，热融制造中很难控制精度，难以制造结构复杂的构件，且材料的制造是处于熔点附近，因而构件的强度小，也不适合制造大型的制件，这些特点都限制了FDM的应用范围。
(4)热可塑造型法(SLS)。以DTM公司开发的选择性激光烧结即SLS(SELECTIVE LASER SINTERING)应用较多。该方法是用CO2激光熔融烧结树脂粉末的方式制作样件。工作时,由CO2激光器发出的光束在计算机控制下,根据几何形体各层横截面的几何信息对材料粉末进行扫描,激光扫描处粉末熔化并凝固在一起。然后,铺上一层新粉末,再用激光扫描烧结,如此反复,直至制成所需样件。
2.2 3D打印制造的优点
3D打印技术的加工特点:3D打印技术突破了“毛坯→切削→加工品”传统的零件加工模式,开创了不用刀具制作零件的先河,是一种利用的薄层叠加的加工方法。与传统的切削加工方法相比,3D打印加工至少具有以下优点: (1)可迅速制造出具有自由曲面和更为复杂形态的零件,如零件中的凹槽、凸肩和空心部分等，这些利用传统工艺很难加工的,从而大大降低了新产品的开发成本和开发周期。在时间尤其重要的今天，它可以为企业节省大量的研发时间。
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(2)它属于非接触加工,不需要切削加工所必需的刀具和夹具,无刀具磨损和切削力影响。只需要一套特定的设备，工序简单，没有传统加工的烦琐的工序。传统的加工中每一个工序都需要机床等复杂加工设备，且加工过程复杂，对操作人员的技术要求很高。
(3)无振动、噪声和切削废料。可以为企业节省宝贵的试制原料，简化生产。传统的制造中由于多是机械制造，噪音较大。且加工时边角料多。造成资源的浪费。
(4)可实现完全自动化生产。操作可以由电脑控制，无需人的过多干预。真正实现了自动化。
(5)加工效率高,能快速制作出产品实体模型及模具。精度高，生产的产品质量好。
(6)3D打印技术在产品开发中的关键作用和重要意义是很明显的，它不受复杂形状的限制，可迅速地将示于计算机屏幕上的设计变为进一步评估的实物。根据原型，可对设计的正确性、造型的合理性、可装配性和干涉性，进行具体的检验。通过原型的检验可使开发产品中的风险减到最底的限度。
三.3D打印技术在军事方面的应用
当前，3D打印技术在军事领域的应用主要是武器装备受损部件的维修和复杂结构件的生产。
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3D打印快速成型技术及其应用
3D打印成型技术打印出的手枪及零部件
4.1武器装备受损部件维修
美国国防部曾采用激光近净成型进行受损零件现场维修，以及专用零件的小批量生产。安妮斯顿陆军基地采用激光近净成型成功维修M1艾布拉姆斯坦克的燃气涡轮。美国海军水下作战中心(NUWC)实施了快速制造与维修(RMR)计划，该计划采用选择性激光烧结，直接金属激光烧结、熔融堆积成型以及电子束。 4.2武器装备复杂结构件生产
红石兵工厂的美国陆军航空与导弹研究开发与工程中心(AMRDEC)通过立体光刻成型技术、熔融沉积建模、分层制造、激光近净成型、选择性激光烧结等技术，进行设计验证和最优化研究。为了评估人机工程特性与性能，AMEDEC 采用立体光刻成型技术制造导弹控制操纵杆，避免了传统生产设备所需花费的大量时间和设备成本，降低了总生产成本，缩短了开发周期。美国国防部与工业界联合实施了采用类似立体光刻成型的方法合金结构件快速生产的项目，其生产效率比传统的铁合金加工工艺高80%。F-15猎鹰喷气式战斗机铁合金外挂架冀肋备件采用激光3D打印工艺，使零件的需求能够在2个月内得到快速满足，并最大限度保持飞机的可用性。正是由于这些优点，选择性激光烧结工艺被授予2003 年国防制造技术成就奖。使用3D打印技术制造UH-60直升机门把手，相比传统
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3D打印快速成型技术及其应用
工艺节省了140万美元，从而验证了3D打印技术在成本方面具有一定优势。除了美国，欧洲宇航防务集团(EADS)的一个科研小组也致力于使用3D打印技术制造飞机的整个机翼。截止2011年3月研究者已使用该技术制造出了飞机起落架的支架和其它飞机零件。
四.结束语
最近两年，3D打印技术概念引起了国内外政府、军方、企业的高度重视，但其实3D打印技术已经发展有30余年。美国著名智库高德纳(Gartner)公司2012《高德纳新兴IT技术显示度周期特别报告》认为，3D打印技术正处于高循环曲线显示度顶点。预计该技术在未来2～5年内到达生产力成熟期。然而，通过分析发现，3D打印技术却很难取代传统制造工艺，在军事领域的应用主要集中在对受损部件的修复、复杂结构部件的生产以及小批量部件生产等方面，与传统制造工艺形成了较好的互补关系。例如，美国计划使用3D打印技术在太空空间站上制造空间站部件备件。因此，未来3D打印技术可能会在武器装备制造、航空航天中的一些特定领域有所应用，但大面积，全方位的替代传统工艺的可能性不大。
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3D打印快速成型技术及其应用
参考文献
[1]颜永年，张人佶.快速制造技术的发展道路与发展趋势[J].电加工与模具，2007，2：25-29 [2]朱辉杰.融入载人航天精神的Dimension3D打印机———推动中国空间事业的持续发展[J].CAD/CAM与制造业信息化，2011，8：58 [3]张德胜.利用太阳能的三维打印线聚光光源和打印方法：中国，102886901A[p].2013-01-23.
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第四篇：智慧树2018 3D打印技术与应用
1 【单选题】(1分) 3D打印最早出现的是以下哪一种技术(C)
A. SLA B. FDM C. LOM D. 3DP 正确
2 【单选题】(1分) 使用SLS 3D打印原型件后过程将液态金属物质浸入多孔的SLS坯体的孔隙内的工艺是( A)
A. 浸渍
B. 热等静压烧结
C. 熔浸
D. 高温烧结 正确 3 【单选题】(1分) 最早的3D打印技术出现在什么时候( B )
A. 十九世纪初
B. 二十世纪初
C. 二十世纪末
D. 二十世纪八十年代 正确
4 【单选题】(1分) 各种各样的3D打印机中，精度最高、效率最高、售价也相对最高的是(D)
A. 个人级3D打印机
B. 专业级3D打印机
C. 桌面级3D打印机
D. 工业级3D打印机 正确 5 【单选题】(1分) 以下不是3D打印技术需要解决的问题是( B )
A. 3D 打印的耗材
B. 增加产品应用领域
C. 3D 打印机的操作技能
D. 知识产权的保护 1 【单选题】(1分) LOM技术最早是用于什么领域(B )
A. 医学影像
B. 立体地图
C. 建筑
D. 航空航天 正确
2 【单选题】(1分) SLA技术使用的原材料是(A) A. 光敏树脂
B. 粉末材料
C. 高分子材料
D. 金属材料 正确
3 【单选题】(1分) FDM技术的成型原理是(B )
A. 叠层实体制造
B. 熔融挤出成型
C. 立体光固化成型
D. 选择性激光烧结 正确
4 【单选题】(1分) 3DP技术使用的原材料是( D)
A. 光敏树脂
B. 金属材料 C. 高分子材料
D. 粉末材料 正确
5 【单选题】(1分) SLS技术最重要的是使用领域是( C)
A. 高分子材料成型
B. 树脂材料成型
C. 金属材料成型
D. 薄片材料成型 1 【单选题】(1分) 3D打印模型是是什么格式(
B)
A. RAD B. STL C. LED D. SAL 2 【单选题】(1分) 单击新建图标后，如何开启新的零件文件( A ) A. 选择一个零件模板
B. 选择一个装配体模板
C. 选择一个工程图模板 3 【单选题】(1分) 选择所需的草图基准面后，如何打开草图(A )
A. 在草图工具栏上单击草图图标
B. 在草图工具栏上双击草图图标 4 【单选题】(1分) 零件的第一个特征是什么特征( C )
A. 旋转特征
B. 拉伸特征
C. 基体特征 5 【单选题】(1分) 如何改变草图尺寸数值( A )
A. 双击尺寸，在修改对话框中输入新数值
B. 删除后重新绘制 6 【多选题】(1分) 那种关系不能添加到草图的几何关系中( ABC )
A. 垂直
B. 共线
C. 水平 1 【单选题】(1分) 以下是SLA技术特有的后处理技术是( D )
A. 取出成型件
B. 去除支撑
C. 后固化成型件
D. 排出未固化的光敏树脂 2 【单选题】(1分) FDM 3D打印技术成型件的后处理过程中最关键的步骤是(C )
A. 涂覆成型件
B. 打磨成型件
C. 去除支撑部分
D. 取出成型件 3 【单选题】(1分) 3DP 打印技术的后处理步骤的第一步是(C )
A. 固化 B. 静置
C. 除粉
D. 涂覆 4 【单选题】(1分) 目前FDM常用的支撑材料是(D)
A. 金属
B. PLA C. 粉末材料
D. 水溶性材料 5 【单选题】(1分) SLA原型的变形量中由于后固化收缩产生的比例是(D )
A. 5%~10% B. 70%~90% C. 20%~50% D. 25%~40% 1 【单选题】(1分) 以下不是促进3D打印技术在医疗领域应用的方法是(A )
A. 严格控制产品成本
B. 加强计算机辅助设计人才的培养
C. 鼓励发展拥有自主知识产权的3D打印机和专用配套材料
D. 建立清晰的回报预期 2 【单选题】(1分) 3D打印技术在建筑行业的应用中，目前使用最广泛的领域是(C)
A. 建筑机械的生产
B. 整体建筑物的建造
C. 建筑装饰品和建筑模型的生产
D. 建筑材料的生产 3 【单选题】(1分) 创新是以新思维、新发明和新描述为特征的一种概念化过程。以下不是创新三层含义的是( A)
A. 抛弃旧概念
B. 更新
C. 变化
D. 创造新的东西 4 【单选题】(1分) 3D打印技术在医疗领域应用的四个层次特点中不包括以下哪个( D)
A. 金属3D打印、活性细胞、蛋白及其他细胞外基质
B. 无生物相容性要求的材料
C. 具有生物相容性，且可以降解的材料
D. 无有生物相容性，且非降解的材料 5 【单选题】(1分) 以下哪种3D打印技术在金属增材制造中使用最多C A. FDM B. 3DP C. SLS D. SLA
第五篇：3D打印技术与应用教程考试部分答案
3D打印技术与应用教程考试
正在提交作业考试... 名 称 3D打印技术与应用 对应章节
成绩类型分数制 第1部分 总题数:30
1
【多选题】(5分)
哪种关系不能添加到草图的几何关系中()
A. 水平 B. 共线 C. 垂直
2
【单选题】(3分)
3D打印技术在建筑行业的应用中，目前使用最广泛的领域是()
A. 建筑材料的生产
B. 建筑装饰品和建筑模型的生产 C. 建筑机械的生产 D. 整体建筑物的建造 3
【单选题】(3分) 以下是SLA技术特有的后处理技术是()
A. 取出成型件 B. 后固化成型件 C. 去除支撑
D. 排出未固化的光敏树脂 4
【单选题】(3分)
3D打印文件的格式是什么()
A. sal B. stl C. sae D. rat
5
【单选题】(3分)
零件的第一个特征是什么特征()
A. 旋转特征 B. 拉伸特征 C. 基体特征 6
【单选题】(3分)
3D打印技术在建筑行业的应用中，目前使用最广泛的领域是()
A. 建筑装饰品和建筑模型的生产 B. 建筑材料的生产 C. 建筑机械的生产 D. 整体建筑物的建造 7
【单选题】(3分)
3DP技术使用的原材料是()
A. 金属材料 B. 粉末材料 C. 高分子材料 D. 光敏树脂
8
【单选题】(3分)
以下不是3D打印技术优点的是()
A. 产品多样化不增加成本 B. 技术要求低 C. 制造复杂物品不增加成本 D. 减少废弃副产品 9
【单选题】(3分)
以下是3DP 3D打印技术使用的原材料是()
A. 高分子材料 B. 光敏树脂 C. PLA D. 粉末材料 10
【单选题】(3分)
单击新建图标后，如何开启新的零件文件()
A. 选择一个工程图模板 B. 选择一个装配体模板 C. 选择一个零件模板 11
【单选题】(3分)
各种各样的3D打印机中，精度最高、效率最高、售价也相对最高的是()
A. 工业级3D打印机 B. 个人级3D打印机 C. 桌面级3D打印机 D. 专业级3D打印机
12
【单选题】(3分)
以下不是3D打印技术需要解决的问题是()
A. 3D打印的耗材 B. 增加产品应用领域 C. 知识产权的保护 D. 3D打印机的操作技能 13
【单选题】(3分)
3DP技术的优势不包括以下哪一项?
A. 成型速度快，成型喷头何用多个喷嘴 B. 工作过程较为清洁结
C. 无需激光器等昂贵元器件，设备造价大大降低 D. 打印过程支撑结构设计简单 14
【单选题】(3分)
如何改变草图尺寸数值()
A. 双击尺寸，在修改对话框中输入新数值 B. 删除后重新绘制
15
【单选题】(3分)
选择所需的草图基准面后，如何打开草图()
A. 在草图工具栏上双击草图图标 B. 在草图工具栏上单击草图图标 16
【单选题】(3分)
LOM打印技术的缺点不包括以下哪一项?
A. 制造中空结构件时加工困难 B. 表面质量差，制件性能不高 C. 前、后处理费时费力 D. 材料浪费严重且材料种类少
17
【单选题】(3分)
以下哪种3D打印技术在金属增材制造中使用最多?
A. SLS B. SLA C. FDM D. 3DP 18
【单选题】(3分)
SLA技术的优势不包括以下哪一项?
A. 加工速度快，产品生产周期短，无需切削工具与模具 B. 材料种类丰富，覆盖行业领域广 C. 工艺成熟稳定，已有50多年技术积累 D. 尺寸精度高，表面质量好 19
【单选题】(3分)
以下不是3D打印技术在航空航天领域的到广泛应用的原因是()
A. 生产效率更高
B. 不降低机体强度的前提下减轻飞机质量 C. 技术要求更低
D. 可生产结构更复杂的零件 20
【单选题】(3分)
以下使用激光技术最多的3D打印技术是()
A. SLA B. LOM C. 3DP D. FDM
21
【单选题】(3分)
SLS 3D打印技术后处理的关键技术不包括以下哪一项?
A. 打磨抛光 B. 熔浸 C. 热等静压烧结 D. 高温烧结 22
【单选题】(3分)
SLS技术最重要的是使用领域是()
A. 薄片材料成型 B. 树脂材料成型 C. 金属材料成型 D. 高分子材料成型 23
【单选题】(3分)
对光敏树脂的性能要求不包括以下哪一项?
A. 粘度低 B. 固化收缩小 C. 毒性小 D. 成品强度高 24
【单选题】(3分)
3D打印技术在医疗领域应用的四个层次中最高级的是()
A. 无生物相容性要求的材料
B. 具有生物相容性，且可以降解的材料
C. 金属3D打印、活性细胞、蛋白及其他细胞外基质 D. 有生物相容性，但非降解的材料 25
【单选题】(3分)
FDM技术的优点不包括以下哪一项?
A. 尺寸精度高，表面质量好
B. 原材料以卷轴丝的形式提供，易于运输和更换 C. 是最早实现的开源3D打印技术，用户普及率高 D. 原理相对简单，无需激光器等贵重元器件 26
【单选题】(3分)
以下不是3D打印原型件一般制作过程的是( ) A. 工件剥离 B. 分层叠加 C. 前处理 D. 后处理 27
【判断题】(5分) SLS工艺全称：选择性激光烧结由美国德克萨斯大学奥斯汀分校的C.R. Dechard于1989年研制成功。
A. 对 B. 错 28
【判断题】(5分)
SLA 技术可联机操作，可远程控制，利于生产的自动化。
A. 对 B. 错
29
【判断题】(5分)
由于 FDM 工艺不需要激光系统支持，成型材料多为 ABS、PLA 等热塑性材料，因此性价比较高，是桌面级 3D 打印机广泛采用的技术路径。
A. 错 B. 对
30
【判断题】(5分)
3DP打印快速原型的精度只由喷涂粘结时生产的零件坯的精度决定。
A. 错 B. 对