3D打印机的运用与发展

3D打印机的运用与发展

作者：卢敬坤

来源：《中国科技博览》2016年第05期

[摘 要]随着科技的发展，在当前社会中，很多全新的资源及技术都得到了越来越广泛的应用。其中，3D打印技术是一项较为新兴的快速成型技术。3D打印技术也叫做增材制造技术，具有较高的先进性。因此，在社会各个领域中，3D打印机的运用和发展，都取得了十分良好的效果，极大的提高了各个领域中的工作效率，对社会经济的发展水平也有着重要的促进作用。

[关键词]3D打印机 运用 发展

中图分类号：TS85 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）05-0361-01

前言：在3D领域当中，3D打印机是一种实现快速成型技术的机器，基于数组模型文件，可将粉末状的塑料、金属等可黏合材料，利用逐层打印的方式，对物体模型进行构造。与传统打印机相比，3D打印机最大的不同之处就是打印材料的不同，3D打印机当中采用的，都是待制品的原材料。作为一种累计制造技术，3D打印可以在很多不同的领域当中进行应用，并且都能够取得较为良好的应用效果。 一、3D打印机的原理

3D打印机也叫做三维打印机。在实际应用中3D打印机能够根据实际需求，利用3D辅助设计软件打印制造出三维立体的实际物体。3D打印机可以使用塑料、金属、蜡、橡胶等多种不同的原料，并且利用这些原料直接打印出三维立体模型，同时也能够根据人们的要求，打印出各种不同形状的物体。与传统的去除材料加工技术不同的是，3D打印机能够连续的创建物理层，因而属于添加剂制造技术的范畴。而相比于其它的添加剂制造技术，3D打印机的运行速度更快、易用性更好、成本更低。在实际应用中，首先利用计算机建模软件对相应的三维模型进行构建[1]。在第一构建体中，根据具体要求和一定的规律，离散有序序列单位，在Z方向上离散到一定的厚度，从而将原有的三维CAD模型转变为若干层片。在每个层片中，将相应的处理参数输入，并且通过系统轮廓信息，生成相应的数控代码。将打印出的各个片层进行连接，从而形成了3D模型。 二、3D打印机的运用

在3D打印机当中，应用了激光技术、融容沉积技术、CAD技术、材料科学技术、光化学技术等多种先进技术，在建筑设计、医疗用品设计、工业设计、产品设计等方面都有着十分广泛的应用。利用3D打印机能够快速的得到立体实物模型，从而为CAD设计模型的修订和优化提供便利。目前，在医疗、航天、机械制造、建筑、工业等诸多领域当中，3D打印机都得

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到了良好的应用，甚至在一些工艺品制造、精密器械设计等方面，3D打印机也发挥出了十分良好的应用效果。

具体来说，3D打印机能够直接打印出金属铸件的模型、图案、插件。在医疗方面，利用患者自身的细胞，3D生物打印机能够利用一层层的生物构造块，对真正的活体组织进行制造，打印出软骨组织、骨骼、皮肤等。在曲面异型建筑当中，利用3D打印机，能够迅速的制作出很多精密构件的准确模型，从而极大的提高了建筑模型制作水平。只要提供充足的参数，3D打印机还能够制造出一栋完整的建筑物[2]。对于地理空间方面的GIS数据，可以利用3D打印机进行转换，从而形成城市沙盘或景观模型。此外，3D打印机能够有效的融合抽象概念与现实世界，将很多想象中的物体转变为真实存在的立体模型。利用三维数据、三维动画、电子游戏等方面的设计要求，能够将想象中的形象和物体打印出来，使之转变为真实存在的物体。

三、3D打印机的发展

在日常生活中，3D打印机具有十分良好的发展前景。其中，医疗领域是一个十分重要的领域。利用3D生物打印机，能够针对不同人体打印出各种器官，例如肌肉、皮肤等简单的活体组织器官。而在未来的发展中，更加复杂的身体器官，诸如心脏、肝脏、肾脏等，也很有可能通过3D打印机实现[3]。利用3D打印机还能够打印出各种精细的工件，例如，我们公司—广州市想现电子科技有限公司（3Dgreat）制造出一系列的FDM，DLP等各种工业级的3D打印机，人们只要把三维立体图形数据经过切片软件读取后连接到打印机中，就能够打印出任何自己想要的形状。在教育教学当中，3D打印机也正在发挥着越来越大的作用。教师在教学当中，利用3D打印技术的演示教学，能够极大的提升和开发学生的创造力。同时，在历史、科学等课程教学当中，可以利用3D打印机制作一些文物、化石等模型向学生进行展示。在生物、医学等专业教学中，还可以利用3D打印机打印出分子、蛋白质等模型，可从而让学生更加直观的学习和掌握知识。

科技领域是3D打印机未来发展中的一个主要方向。例如，在2014年，国际制造技术展览会上曾经展出了一辆3D打印汽车，该车的整个车身、机器、零部件等都是利用3D打印机实现的，并且能够正常的驾驶和运行。利用一种新型的3D打印机，目前已经能够打印出飞机引擎等先进的设备，该技术对于飞机制造成本的降低，以及飞机运行燃油的节省都有着很大的意义[4]。利用3D打印机，还能够打印出飞机上很多精密的零件。而在打印过程中，可以采用很多性能材质良好的轻金属，因而使打印出的零件能够直接应用在飞机制造当中。在动漫艺术领域，3D打印机的发展前景也十分广阔，例如，在迪斯尼大型动画电影《超能陆战队》当中，就大量的应用了3D扫描、3D打印等技术。而在《通灵男孩诺曼》当中，对于角色任务的面部表情，也是通过3D打印技术实现的。

结论：3D打印技术作为当前社会中一种新兴的技术，具有很多方面的优势和特点。在很多不同的领域当中，3D打印机都能够进行良好的应用，并且在众多实践当中都取得了较为理

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想的效果。通过3D打印机，能够实现很多传统工艺无法实现的技术。因此，在未来的发展中，3D打印机在生活、艺术、医疗、科技等领域当中，都具有十分广阔的发展前景。 参考文献

[1] 郭振华，王清君，郭应焕.3D打印技术与社会制造[J].宝鸡文理学院学报（自然科学版），2013，04：64-70.

[2] 彭波，郑海忠，李淑贤，梁龙，韩宇，詹福南.浅析3D打印机常见问题[J]. 黑龙江科技信息，2015，16：153-154.

[3] 朱艳华，王少伟，肖薇.3D 打印机领域中国专利申请状况分析[J].中国发明与专利，2013，06：17-20.

[4] 刘翠，胡小强，蒋逸皇.3D打印技术及其在职业教育领域中的应用[J]. 电子制作，2014，06：90-91.