3d打印技术是什么（带你全面了解3d打印技术）

几年前，3D打印技术火了，全社会都在讨论。不少高校利用这一优势开设了相关专业，不少地方政府在财政补贴、土地供应、贷款贴息、水电价格等方面做出了调整。一项非常慷慨的政策已经出台。

此外，不少民间资本也急于尽快购票，生怕误车，打算分一杯羹。

美丽的蓝图刚刚画好，突然一阵震动传来，梦境被唤醒。 3D打印的热潮正在逐渐降温，在各种媒体中的曝光率非常低，难免让大家重新审视，到底发生了什么？

一、什么是 3D 打印？

3D打印技术萌芽于上世纪末，发展于本世纪初。它是一种基于数字模型文件，使用粉末金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印构建物体的技术。

基本原理是这样的：使用3D建模软件生成STL或STP模型文件（它们是3D打印机的标准三角测量语言）。 3D成型机通过读取和解析接收到的STL文件，构造出由一系列三角形组成的网状3D模型，然后输出指令、打印、制作实体模型。有人称这种技术为“增材制造”。 ”。（一般人理解起来可能有点复杂，下面会有具体的例子）

3D 打印机

它首先是由一个美国人实现的。 1983 年 3 月 9 日，W.Hull 发明了世界上第一台 3D 打印机。

1986年，W.Hull在世界各地成立了一家公司，生产3D打印设备，即3D。它开发了现在通用的 STL 文件格式。

1988 年，公司推出了基于 SL（立体光刻）技术的 3D 工业打印机。此后几年，全球相继推出SLA（光敏树脂选择性固化）、SLS（粉末材料选择性激光烧结）、FDM（熔融沉积）、3DP（3D喷射打印）、PUG（真空注塑）等3D印刷技术。

3D 技术发展背景

在实际生产生活中被广泛使用。无论是航空航天技术，还是建筑领域、医疗行业，甚至食品行业、日用品，都可以找到它的影子。

2011 年，荷兰医生为一名 83 岁的老人安装了 3D 打印的金属下颌骨。

3D 打印骨骼

2017年3月，在沙特国王的见证下，中国建筑3D打印公司盈创与沙特铝业公司签订了100亿元的合同。盈创将在沙特阿拉伯建造3000万平方米的3D打印打印建筑，以应对该国日益严重的住房危机。

二、3D打印技术的流行和重要性并非没有道理。

1.与传统的制造方式相比，带来了生产加工理念的革命性变化。不仅可以缩短加工制造周期，还可以大大降低生产成本。尤其是突破了传统加工制造方式对复杂形状加工的局限，使人类在加工领域实现了自由。

事实上，3D 打印技术的发明是 W.Hull 努力缩短创建产品原型所需的漫长时间的结果。

2.3D打印技术在特殊领域的广泛应用是3D打印技术的一个显着特点。在医疗领域，尤其是骨重建领域，3D打印技术得到了特别的应用。如果患者骨盆已经坏死，上海交通大学附属第九人民医院用人造骨材料3D打印骨盆，并成功移植到患者体内，患者成功康复。

3D 打印航空航天零件

当然，它也广泛应用于航空航天领域。 2016 年 4 月，欧洲飞机制造商空中客车公司收到了 LEAP-1A 发动机，用于他们的下一代空中客车客机，这是他们正式使用 3D 打印合金燃料喷嘴的飞机发动机。

我国的 J-20 战斗机也使用 3D 打印技术。

3.打印精度高。由于3D打印产品具有很强的延展性，可以实现从二维到三维，而且由于它的生成原理属于逐层打印，即一层打印然后进入下一层的打印过程层，根据打印机的加工精度和特点，可以精确到每一层只有0.01的误差，相当高。

3D 打印心脏

4.个性化是一大优势。传统工业制造大批量生产，可以保证产品成本足够低；否则老百姓买不起，生产出来的产品卖不出去，就没有市场。但 3D 打印技术的出现让个性化成为可能。

一方面，造型和打印技术可以降低成本，另一方面，成本与定制零件的尺寸和体积成正比。也就是说，同样体积和材料的东西，成本差别不大。

从量产的角度来看，摊销无非就是造型成本，这使得量产成本和单件生产的相关性变小了。

中国制造

5.是“中国制造2025”计划的重要组成部分。为建设具有国际竞争力的制造业，增强我国综合国力，保障国家安全，建设世界强国，中国政府启动实施制造强国战略第一个十年行动计划，即“中国制造2025”计划。智能制造是主攻方向，涵盖机器人、物流网络等基于现代信息技术和互联网技术的行业。

其中，3D打印是规划的重中之重，在规划全文中出现6次，贯穿背景介绍、提升国家制造业创新能力、两化深度融合等重要段落，并在重点领域取得突破性发展。 ，并融入推进智能制造的主线，体现了我国对3D打印的重视，体现了我国在战略层面对制造业发展面临的形势和环境的深刻认识。

三、虽然“3D打印”具有传统制造方式无法比拟的优势，但它的一些缺陷实际上制约了它的发展。

1.成本较高。高精度3D打印机体积较大且价格昂贵，技术专利基本掌握在国外公司手中。购买和获得技术许可需要大量资金。从3D打印应用来看，主要应用于航空航天、人体器官医疗、古董饰品等行业，均属于高端制造。

传统加工制造通常无法完成任务，是高度专业化、高成本、高附加值的行业，加工门槛高，只有非常有实力的企业才能涉足。

成本曲线

2.物质障碍是关键。经过几十年的发展，我国3D打印技术逐渐成熟，实际应用取得了显著成效，但核心技术和核心部件仍受制于人，尤其是关键打印材料技术还比较缺乏，形势严峻。基本上依靠进口的做法并没有奏效。这一变化将对3D打印行业的可持续发展产生致命的影响。

因为对于任何制造技术来说，材料都是重中之重，是立身之本。如果材料方面的研究不能取得突破，后续的技术开发也将难以实现。

印刷材料受人工控制

3.产品等级低。除了少数大型国有企业外，较小的私营企业都在参与和开发 3D 技术。企业为了生存，往往投入不多，抗风险能力不足，尤其是在研发方面。因此，他们倾向于使用开源代码来完成他们的工作。

这个开源项目是由巴斯大学和英国的其他机构发起的。主要目的是为所有普通用户独立设计和生产3D打印机。经过多年的发展，已经开发了三个版本。可以说它们已经标准化，入门快，成本低。即使是普通人，也可以按照指示自己救一个。这导致简单的桌面级3D打印设备套件竞争激烈，产品档次不高。但这个行业的未来在于工业市场。

尤其是前沿领域的投入不足，核心技术的缺失非常严重。比如在纳米3D打印技术方面，我国研发实力不够，基础研究不多，不可能创造出未来的优势技术。

工业级和开源精度对比

如果将 3D 技术应用到建筑行业，当然可以大大提高工作效率。但在质检和工程验收方面存在困难，因为目前我国没有相应的技术标准来完成验收，只能采用传统建筑行业的标准。但是，按照传统的标准，显然是不可能完成这项工作的，因为3D打印的建筑都是用纤维材料打印的，可能根本就没有钢筋，但目前的国家标准绝对不允许这样的事情发生。

纤维材料的强度是钢筋混凝土的 3 到 5 倍，按旧标准归类为不合格建筑，这显然是不合理的。重点突破高性能材料研发，提高增材制造专用材料质量，开展增材制造专用材料特性研究，鼓励优势材料生产企业从事增材制造专用材料和研究成果的转化，这是当前的重中之重。