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摘要：3D打印技术也被称为增材制造技术，其应用范围与蜂窝通讯产业一样广泛。3D打印已被发现是一个针对任何领域所发生问题的快速的降低成本效益的解决方案。3D打印的应用越来越多，这是一个非常令人兴奋的技术期待。笔者在文中介绍了3D打印技术员如何运用3D打印机进行3D打印工作、目前3D打印技术及其产业的发展状况以及分析了3D打印技术在未来的应用。
关键词：3D打印技术；3D打印的原理；3D打印的发展及前景
引言
3D打印机打印的对象有数字模板和三维物理模板。印刷是用塑料、金属、尼龙和一百多种其他材料一层一层地进行的（增材制造）。3D打印技术已被发现并在制造业、工业设计、珠宝、鞋类、建筑、工程和建筑、汽车、航空航天、牙科和医疗、教育、地理信息系统、土木工程等许多领域运用。然而，3D打印技术需要一个有能力的人来制作数字文件和进行最终打印。
1. 3D打印技术
3D打印或增材制造是通过一个数学模型将不同形状的材料层进行连续铺设从而转变为三维实体的一个过程。传统的加工技术依赖于通过切割或钻孔等方法去除材料，而3D打印层是相继添加的，因此，它使用分层技术，一层一层地构造对象，直到生成完整的对象。这样，3D打印使我们从大规模生产线转向一次性定制生产。可以这么说，你可以制作任何东西，无论是房子还是巧克力条。最初的3D打印机是在20世纪80年代进行使用的，最早的3D打印机的使用是由计算机跟踪浸没在液体聚合物中的图形，由于激光的作用，使追踪到的图案硬化成紫菜，这就是如何用塑料制造出一个物体的方法。从那时起，3D打印技术取得了巨大的进步，现在使用的材料挤压就是通过这种方法进行的。
有趣的是，随着技术的进步，购买3D打印机的成本一直在下降。国内3D打印机的使用率一直在上升，平均一台3D打印机的成本几百美元不等。然而，一个主要的缺点是，打印3D实体需要专业的知识。也就是说，3D打印技术需要一个有能力的人来制作数字文件和进行最终打印。
2. 3D打印技术的工作原理
进行3D打印时首先对要创建的对象进行虚拟设计，虚拟设计用作要创建的物理对象的模板，这种虚拟设计可以使用三维建模程序如CAD（计算机辅助设计）从头开始创建设计。或者，3D扫描仪可以用于现有对象，扫描仪可以对物体进行三维数字复制，并将其放入三维建模程序中。然后，模型被切成成百上千的卧式切片并准备打印。这样，这个准备好的文件就被上传到了3D打印机中，进而3D打印员将看到打印机一层一层地创建3D对象。而且，打印机读取每个切片（2D图像），然后逐层创建对象，结果对象没有可见分层的迹象，而是一个三维结构。
3. 3D打印技术的产业发展及前景分析
3.1 3D打印技术的产业发展
3D打印技术已经应用到各个领域。
（1）汽车工业和航空航天工程领域。3D打印机在该领域的商业用途也在不断增加。例如，汽车和航空航天工业正在制造零部件[1]，从而提高了规模经济。3D打印正在改变工业生产线的工作方式，这使得一些分析师将3D打印机的出现称为第二次工业革命。
（2）医学领域。从仿生学到假肢再到数字牙科。不可避免地，这正积极地影响和改变着医学的方方面面。虽然3D打印技术的大部分工作仍处于探索阶段，但专家预测，3D打印工具的集成将给未来的医学带来革命性的变化。
（3）制造领域。3D打印技术使得现在的制造可以跳过原型阶段，直接进入最终产品。汽车和飞机零件制造公司正在使用3D打印技术以一种快速和有效的方式进行汽车及飞机零件的打印。因为客户可以编辑数字设计文件并发送给制造商，所以定制的产品可以得到快速生产。诺基亚公司已经率先在这一领域制造和发布其三维设计文件从而使得其最终用户可以定制它的规格以及获得特殊的3D打印产品。
（4）家庭使用。3D打印机可以在家里用来制作小物件，如装饰品，如项链和戒指。小型塑料玩具也可以在家里打印。在未来，人们将能够在家里打印自己的产品，而不是从商店购买。
（5）服装领域。时装业也未能幸免，3D打印服装正在制作中，时尚设计师正在尝试使用3D打印机打印背带裤、鞋子和连衣裙。耐克2012年推出的蒸汽激光鹰爪足球鞋和新百伦公司（New Balance）为运动员定制的运动鞋也是使用了3D原型进行打印的，由此可见，这项生产是在商业规模上进行的。
（6）3D打印技术现在正被纳入学习课程。学生现在可以应用印刷分子模型用塑料齿轮对他们的3D模型原型进行打印，这有助于学生的学习过程。由于3D打印技术可以实际地向学生进行展示，所以学生能够更好地理解3D打印的概念。
3.2 3D打印技术的发展前景
（1）制造业。3D打印行业将迎来前所未有的市场增长，市场分析人士预测，制造行业将同比增长18%。预计到2025年，3D打印零件市场规模将达到84亿美元。汽车零部件和航空航天[2]将在零部件销售预测中处于领先地位。
（2）3D打印器官。干细胞研究与3D打印技术的结合，将在未来产生可移植的人体器官[3]。真正的身体功能部件将能够通过3D打印制造出来。
（3）贸易。亚马逊建立了一个3D打印机商店，消费者可以以自己的数字3D设计文件为基础打印产品并向商店支付费用，这将彻底改变产品的供应方式。
结束语：
3D打印行业正步入增长轨道，随着研究的不断深入，3D打印的应用越来越广泛。亚马逊提出的商店模型证明了3D打印将改变人们购买产品的方式，3D打印技术的贸易领域的领跑人绝对是一个游戏规则的改变者。笔者认为，有很多3D打印技术的前景是值得期待的。
参考文獻
[1]申超，全斌义，雷振华.3D打印在汽车零部件中的应用[J].时代汽车，2019，03：143-145.
[2]明越科，段玉岗，王奔，肖鸿，张小辉.高性能纤维增强树脂基复合材料3D打印[J].航空制造技术，2019，6204：34-38+46.
[3]唐超兰，温竟青，张伟祥，楚瑞坤，孙梅.钛合金3D打印成形技术及缺陷[J].航空材料学报，2019，3901：38-47.
作者简介：曹晨茜（1990-），女，汉族，陕西西安；陕西省石油化工研究设计院，硕士研究生，研究方向：工程设计。
（作者单位：陕西省石油化工研究设计院）
关键词：3D打印技术；3D打印的原理；3D打印的发展及前景
引言
3D打印机打印的对象有数字模板和三维物理模板。印刷是用塑料、金属、尼龙和一百多种其他材料一层一层地进行的（增材制造）。3D打印技术已被发现并在制造业、工业设计、珠宝、鞋类、建筑、工程和建筑、汽车、航空航天、牙科和医疗、教育、地理信息系统、土木工程等许多领域运用。然而，3D打印技术需要一个有能力的人来制作数字文件和进行最终打印。
1. 3D打印技术
3D打印或增材制造是通过一个数学模型将不同形状的材料层进行连续铺设从而转变为三维实体的一个过程。传统的加工技术依赖于通过切割或钻孔等方法去除材料，而3D打印层是相继添加的，因此，它使用分层技术，一层一层地构造对象，直到生成完整的对象。这样，3D打印使我们从大规模生产线转向一次性定制生产。可以这么说，你可以制作任何东西，无论是房子还是巧克力条。最初的3D打印机是在20世纪80年代进行使用的，最早的3D打印机的使用是由计算机跟踪浸没在液体聚合物中的图形，由于激光的作用，使追踪到的图案硬化成紫菜，这就是如何用塑料制造出一个物体的方法。从那时起，3D打印技术取得了巨大的进步，现在使用的材料挤压就是通过这种方法进行的。
有趣的是，随着技术的进步，购买3D打印机的成本一直在下降。国内3D打印机的使用率一直在上升，平均一台3D打印机的成本几百美元不等。然而，一个主要的缺点是，打印3D实体需要专业的知识。也就是说，3D打印技术需要一个有能力的人来制作数字文件和进行最终打印。
2. 3D打印技术的工作原理
进行3D打印时首先对要创建的对象进行虚拟设计，虚拟设计用作要创建的物理对象的模板，这种虚拟设计可以使用三维建模程序如CAD（计算机辅助设计）从头开始创建设计。或者，3D扫描仪可以用于现有对象，扫描仪可以对物体进行三维数字复制，并将其放入三维建模程序中。然后，模型被切成成百上千的卧式切片并准备打印。这样，这个准备好的文件就被上传到了3D打印机中，进而3D打印员将看到打印机一层一层地创建3D对象。而且，打印机读取每个切片（2D图像），然后逐层创建对象，结果对象没有可见分层的迹象，而是一个三维结构。
3. 3D打印技术的产业发展及前景分析
3.1 3D打印技术的产业发展
3D打印技术已经应用到各个领域。
（1）汽车工业和航空航天工程领域。3D打印机在该领域的商业用途也在不断增加。例如，汽车和航空航天工业正在制造零部件[1]，从而提高了规模经济。3D打印正在改变工业生产线的工作方式，这使得一些分析师将3D打印机的出现称为第二次工业革命。
（2）医学领域。从仿生学到假肢再到数字牙科。不可避免地，这正积极地影响和改变着医学的方方面面。虽然3D打印技术的大部分工作仍处于探索阶段，但专家预测，3D打印工具的集成将给未来的医学带来革命性的变化。
（3）制造领域。3D打印技术使得现在的制造可以跳过原型阶段，直接进入最终产品。汽车和飞机零件制造公司正在使用3D打印技术以一种快速和有效的方式进行汽车及飞机零件的打印。因为客户可以编辑数字设计文件并发送给制造商，所以定制的产品可以得到快速生产。诺基亚公司已经率先在这一领域制造和发布其三维设计文件从而使得其最终用户可以定制它的规格以及获得特殊的3D打印产品。
（4）家庭使用。3D打印机可以在家里用来制作小物件，如装饰品，如项链和戒指。小型塑料玩具也可以在家里打印。在未来，人们将能够在家里打印自己的产品，而不是从商店购买。
（5）服装领域。时装业也未能幸免，3D打印服装正在制作中，时尚设计师正在尝试使用3D打印机打印背带裤、鞋子和连衣裙。耐克2012年推出的蒸汽激光鹰爪足球鞋和新百伦公司（New Balance）为运动员定制的运动鞋也是使用了3D原型进行打印的，由此可见，这项生产是在商业规模上进行的。
（6）3D打印技术现在正被纳入学习课程。学生现在可以应用印刷分子模型用塑料齿轮对他们的3D模型原型进行打印，这有助于学生的学习过程。由于3D打印技术可以实际地向学生进行展示，所以学生能够更好地理解3D打印的概念。
3.2 3D打印技术的发展前景
（1）制造业。3D打印行业将迎来前所未有的市场增长，市场分析人士预测，制造行业将同比增长18%。预计到2025年，3D打印零件市场规模将达到84亿美元。汽车零部件和航空航天[2]将在零部件销售预测中处于领先地位。
（2）3D打印器官。干细胞研究与3D打印技术的结合，将在未来产生可移植的人体器官[3]。真正的身体功能部件将能够通过3D打印制造出来。
（3）贸易。亚马逊建立了一个3D打印机商店，消费者可以以自己的数字3D设计文件为基础打印产品并向商店支付费用，这将彻底改变产品的供应方式。
结束语：
3D打印行业正步入增长轨道，随着研究的不断深入，3D打印的应用越来越广泛。亚马逊提出的商店模型证明了3D打印将改变人们购买产品的方式，3D打印技术的贸易领域的领跑人绝对是一个游戏规则的改变者。笔者认为，有很多3D打印技术的前景是值得期待的。
参考文獻
[1]申超，全斌义，雷振华.3D打印在汽车零部件中的应用[J].时代汽车，2019，03：143-145.
[2]明越科，段玉岗，王奔，肖鸿，张小辉.高性能纤维增强树脂基复合材料3D打印[J].航空制造技术，2019，6204：34-38+46.
[3]唐超兰，温竟青，张伟祥，楚瑞坤，孙梅.钛合金3D打印成形技术及缺陷[J].航空材料学报，2019，3901：38-47.
作者简介：曹晨茜（1990-），女，汉族，陕西西安；陕西省石油化工研究设计院，硕士研究生，研究方向：工程设计。
（作者单位：陕西省石油化工研究设计院）