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近日，英国杂志《经济学人》对3D打印技术和发展做了介绍和展望，文章认为，3D打印技术未来的发展将使大规模的个性化生产成为可能，这将会带来全球制造业的重大变革。同时，很多新闻媒体乐观地认为，3D打印产业将成为下一个具有广阔前景的朝阳产业。

　　3D打印机原理

　 　3D打印机是添加制造技术的一种形式，在添加制造技术中三维对象是通过连续的物理层创建出来。3D打印机相对于其他的添加剂制造技术而言，具有速度快、 价格便宜、易用性高等优点。3D打印机就是可以“打印”出真实3D物体的一种设备，功能上与激光成型技术一样，采用分层加工、叠加成型，即通过逐层增加材 料来生产3D实体，与传统的去除材料加工技术完全不同，称之为“打印机”是参照了其技术原理，因为其分层加工的过程与喷墨打印十分相似，随着这项技术的不 断进步，现在已能生产出与原型的外观和功能极为接近的3D模型。使用3D打印机就像普通打印一样，轻点电脑屏幕上的“打印”按钮，一份数字文件便被传到一 台喷墨打印机上，它将一层墨水喷到纸的表面以形成一幅二维图像。而在3D打印时，软件通过计算机辅助设计技术CAD，完成一系列数字切片，并将这些切片的 信息传送到3D打印机上，后者会将连续的薄膜层面堆叠起来，直到一个固态物体成型。3D打印机与传统打印机最大的区别在于它使用的“墨水”是实实在在的原 材料。

　　3D打印机工作步骤

　　3D打印机工作步骤是使用CAD软件来创建物品，如果你有现成的模型也可以，比如动物模型、人物、微型建筑等。然后通过SD卡或者U盘把它拷贝到3D打印机中，进行打印机设置后，就可以将其打印出来。

　 　3D打印机的工作原理和传统打印机基本一样，都是由控制组、机械组件、打印头、耗材和介质等构架组成，打印原理是一样的。3D打印机主要是在打印前在电 脑上设计了一个完整的三维立体模型，然后进行打印输出。3D打印与激光成型技术一样，采用了分层加工、叠加成型来完成3D实体打印。每一层的打印过程分为 2步，首先在需要成型的区域喷洒一层特殊胶水，胶水液体本身很小，且不易扩散。然后是喷洒一层均匀的粉末，粉末遇到胶水会迅速固化黏结，而没有胶水的区域 仍然保持松散。这样在一层胶水一层粉末的交替下，实体模型将会被“打印”成型，打印完毕后只要扫除松散的粉末即可“刨”出模型，而剩余的粉末还能循环使 用。

　　3D打印机的发展前景

　　3D打印机的应用对象可以是任何行业，只要这些行业需要模型和原型。以色列的Objet公司认为，3D打印机需求量较大的行业包括政府、航天和国防、医疗设备、教育以及制造业。

　 　根据国际快速制造行业权威报《WohlersReport2011》发布的调查结果，全球3D打印产业产值在1988～2010年间保持着26.2%的 年均增长速度。报告预期，3D打印产业未来仍将持续地增长。到2016年，包含设备制造和服务在内的产业总产值将达到31亿美元，2020年将达到52亿 美元。 

　　但3D打印技术要进一步扩展其产业应用空间，目前仍面临着多方面的瓶颈和挑战：一是成本方面，现有3D打印机造价仍普遍较为昂 贵，给其进一步普及应用带来了困难；二是打印材料方面，目前3D打印的成型材料多采用化学聚合物，选择的局限性较大，成型品的物理特性较差，而且安全方面 也存在一定隐患；三是精度、速度和效率方面，目前3D打印成品的精度还不尽如人意，打印效率远不能适应大规模生产的需求，而且受打印机工作原理的限制，打 印精度与速度之间存在严重冲突；四是产业环境方面，3D打印技术的普及将使产品更容易被复制和扩散，制造业面对的盗版风险大增，现有知识产权保护机制难以 适应产业未来发展的需求。

　　Gartner公司2011年发布的最新技术发展展望报告判断：3D打印技术目前正在进入概念炒作的高峰阶 段，其技术还有待充分成熟，主流市场也有待进一步培育。Gartner公司研究人员认为，3D打印技术成熟到适应市场需求还将需要5～10年的时间。在这 一段较为漫长的发展过程中，产业可能会面临增长期望落空、技术遭遇瓶颈以及投资撤离等风险。

　　总之，从中长期来看，3D打印产业具有较为广阔的发展前景，但目前产业距离成熟阶段尚有较大距离，因此，现阶段产业界对3D打印领域的投入应以加强创新研发、技术引进和储备为主，尤其要重视自主知识产权的建设和维护，争取在未来的市场竞争中占据有利地位。

　　3D打印技术未来发展的最主要趋势

　　随着智能制造的进一步发展成熟，新的信息技术、控制技术、材料技术等不断被广泛应用到制造领域，3D打印技术也将被推向更高的层面。未来，3D打印技术的发展将体现出精密化、智能化、通用化以及便捷化等主要趋势。

　 　提升3D打印的速度、效率和精度，开拓并行打印、连续打印、大件打印、多材料打印的工艺方法，提高成品的表面质量、力学和物理性能，以实现直接面向产品 的制造；开发更为多样的3D打印材料，如智能材料、功能梯度材料、纳米材料、非均质材料及复合材料等，特别是金属材料直接成型技术有可能成为今后研究与应 用的又一个热点；3D打印机的体积小型化、桌面化，成本更低廉，操作简便，更加适应分布化生产、设计与制造一体化的需求以及家庭日常应用的需求；软件集成 化，实现CAD/CAPP/RP的一体化，使设计软件和生产控制软件能够无缝对接，实现设计者直接联网控制的远程在线制造；拓展3D打印技术在生物医学、 建筑、车辆、服装等更多行业领域的创造性应用。

　　总之，3D打印技术的发展是除传统印刷和数码印刷以外的另一种高端技术，极大的推进了打印行业的发展，未来的打印行业必有它的一片天地。