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3D打印技術的現(xiàn)狀與發(fā)展 隨著工業(yè)現(xiàn)代化的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的加工工藝已無法滿足現(xiàn)代工業(yè)部件的加工需求，許多異形結構利用傳統(tǒng)加工（包括五軸加工中心）很難加工或根本不能加工。隨即3D打印機應運而生…… 3D打印機看似復雜，卻很簡單，也許你會為它神奇的能力而震撼，也許你會為它的高科技而驚呆，其實從1916年愛因斯坦提出激光原理時，已經為1986年第一臺3D打印機的出現(xiàn)奠定了堅實的理論基礎。說起3D打印機的原理其實一點也不復雜。 3D打印就是斷層激光掃描燒結的逆過程，斷層掃描就是把某個三位模型“切”成無數(shù)疊加的片；3D打印就是一片一片的打印，然后疊加到一起，成為一個立體物體。其優(yōu)勢就是在于傳統(tǒng)的加工方法是利用去除材料進行加工，而3D打印則是增加材料進行加工。這樣與傳統(tǒng)加工方式相比，3D打印機生產有材料利用率高，加工成型速度快，時間短，成型產品密度更均勻等優(yōu)勢，其中最大的優(yōu)勢在于不再受制于產品結構，只要設計師能想出的結構，3D打印機都能幫他實現(xiàn)。 傳統(tǒng)的工業(yè)產品開發(fā)，往往是先開模具，然后再做手板，而運用3D打印技術，無需開模，可以把制造時間減少，費用降低，對成本更好的控制。而一些好的設計理念，無論其結構和工藝多么復雜，均可利用3D打印技術，短時間內制造出來，從而極大地促進了產品的創(chuàng)新設計，有效改善工業(yè)設計能力薄弱的問題。 　　3D打印需要依托多個學科領域的尖端技術，至少包括以下方面： 　　信息技術：要有先進的設計軟件及數(shù)字化工具，輔助設計人員制作出產品的三維數(shù)字模型，并且根據(jù)模型自動分析出打印的工序，自動控制打印器材的走向。 　　精密機械：3D打印以“每層的疊加”為加工方式。要生產高精度的產品，必須對打印設備的精準程度、穩(wěn)定性有較高的要求。 　　材料科學：用于3D打印的原材料較為特殊，必須能夠液化、粉末化、絲化，在打印完成后又能重新結合起來，并具有合格的物理、化學性質。 3D打印機的應用領域及其廣泛，從尋常百姓家的鍋碗瓢盆，到關系到國家安全的國防事業(yè)，幾乎各種領域都可以有他的身影。他的應用對象可以是任何行業(yè)，只需要這些行業(yè)提供3D數(shù)據(jù)模型或原型，3D打印機均可以加工。其中這些行業(yè)中對3D打印機需求較大的包括政府、航空航天、醫(yī)療設備、高科技研發(fā)、教育業(yè)以及制造業(yè)?！? 醫(yī)療行業(yè)：從2010年美國成功打印活體器官開始，似乎直接打印人體也并不是不可能，它更類似于克隆技術，他打印出來的活體器官不會與患者排斥。他還可以打印骨骼、牙齒等。我們可以預計在將來3D打印機的發(fā)展中，在醫(yī)療方面會引入一個全新的人體植入概念，讓更多的患者看到希望。 產品研發(fā)：我們可以利用3D打印技術快速制造手板模型，這樣不但保留原有結構的特征，同時還可以做比例縮減，縮短加工時間短，降低生產成本，減少產品改良時間，更適合產品研究開發(fā)。 建筑設計：在建筑業(yè)，工程師和設計師們已經開始使用3D打印機打印建筑模型，這種方法快速、低成本、環(huán)保，同時制作精美。完全符合設計者的要求，切有節(jié)省大量的材料和時間。 　 食品產業(yè)。沒錯，就是“打印”食品。研究人員已經開始嘗試打印巧克力了?；蛟S在不久的將來，很多看起來一模一樣的食品就是用食品3D打印機“打印”出來的。當然，到那時可能人工制作的食品會貴很多倍。 　　、 汽車制造業(yè)。不是說你的車是3D打印機打印出來的（當然或許有一天這也有可能），而是說汽車行業(yè)在進行安全性測試等工作時，會將一些非關鍵部件用3D打印的產品替代，在追求效率的同時降低成本。 　　 配件、飾品。這是最廣闊的一個市場。在未來不管是你的個性筆筒，還是有你半身浮雕的手機外殼，抑或是你和愛人擁有的世界上獨一無二的戒指，都有可能是通過3D打印機打印出來的。甚至不用等到未來，現(xiàn)在就可以實現(xiàn)。 3D技術的國內發(fā)展現(xiàn)狀 國內3D打印技術近幾年剛開始發(fā)展，企業(yè)開始了解這種加工方式但不認可，一方面是由于企業(yè)不能擺脫傳統(tǒng)制造業(yè)的思維方式，另一方面則是由于加工成本過高，部件不宜利用3D打印機進行批量生產。而且國內打印機的發(fā)展還有以下缺陷 1.缺乏教育培訓和社會推廣 　　目前，企業(yè)購置3D打印設備的數(shù)量非常有限，應用范圍狹窄。更有一切企業(yè)根本不知道3D打印是什么樣的東西。而在教育教學方面，機械、材料、信息技術等工程學科的教學課程體系中，缺乏與3D打印相關的必修環(huán)節(jié)，3D打印停留在部分學生的課外興趣研究層面。得不到深入研究。 2．企業(yè)對技術研發(fā)投入不足 　　我國雖已有幾家企業(yè)能自主制造3D打印設備，但企業(yè)規(guī)模普遍較小，研發(fā)力量不足。在加工流程穩(wěn)定性、工件支撐材料生成和處理、部分特種材料的制備技術等諸多具體環(huán)節(jié)，存在較大缺陷，難以完全滿足產品制造的需求。 3．產業(yè)鏈缺乏統(tǒng)籌發(fā)展 3D打印行業(yè)的發(fā)展需要完善的供應商和服務商體系、市場平臺。供應商和服務商體系中，包含工業(yè)設計機構、3D數(shù)字化技術提供商、3D打印機及耗材提供商、3D打印設備經銷商、3D打印服務商。市場平臺包含第三方檢測驗證支持、金融支持、電子商務、知識產權保護等支持。而目前國內的3D打印企業(yè)還處于“單打獨斗”的初步發(fā)展階段，產業(yè)整合度較低，主導的技術標準、開發(fā)平臺尚未確立，技術研發(fā)和推廣應用還處于無序狀態(tài)。 而在國外特別是美國，3D打印技術要比在國內發(fā)展早，企業(yè)早已熟知這種可能對世界加工制造業(yè)帶來革命的新技術。所以相較于國內，美國對3D打印技術的研發(fā)生產投資都遠遠勝于我國。 當前，全球正在興起新一輪數(shù)字化制造浪潮。發(fā)達國家面對近年來制造業(yè)競爭力的下降，大力倡導“再工業(yè)化、再制造化”戰(zhàn)略，提出智能機器人（300024）、人工智能、3D打印是實現(xiàn)數(shù)字化制造的關鍵技術，并希望通過這三大數(shù)字化制造技術的突破，鞏固和提升制造業(yè)的主導權，加快3D打印產業(yè)發(fā)展，可推動我國由“工業(yè)大國”向“工業(yè)強國”的轉變。 3D打印的未來 英國《經濟學人》雜志在《第三次工業(yè)革命》一文中，將“3D打印技術作為第三次工業(yè)革命的重要標志之一”，這充分可以看出3D 打印機將來不是要取代某一個制造業(yè)，而是要取代幾乎所有的制造業(yè)。未來你想要什么，只需下載圖紙，按一下‘打印’鍵，就可以去喝咖啡聽音樂了，剩下的所有事，請統(tǒng)統(tǒng)交給打印機。 未來的3D打印我們可以做什么？也許我們的房屋不在是人工建造的而是用3D打印機打印一個，我們不會受食物的匱乏而限制，想吃什么自己打；家里的常用物品不在需要購買，需要杯子自己打印一個，可以看出，3D打印會在將來給我們帶來的便捷之處。 3D打印機的未來或將無所不能，只需要一個想法，一些材料，一臺3D打印機，就能將腦中的一切轉變?yōu)閷嶓w 高新區(qū)3D打印技術的發(fā)展設想和對策 　　采取財稅金融政策上積極支持、積極引導建立行業(yè)協(xié)會，鼓勵研發(fā)，加強教育培訓等措施，進一步促進3D打印社會化推廣。 　　——制定數(shù)字化制造規(guī)劃，促進3D產業(yè)優(yōu)先發(fā)展 　　建議將3D打印技術定位為生產性服務業(yè)、文化創(chuàng)意、工業(yè)設計、先進制造、電子商務及制造業(yè)信息化工程的關鍵技術和共性技術，將該產業(yè)納入優(yōu)先發(fā)展產業(yè)及產品目錄。在財稅金融政策上，鼓勵企業(yè)投資、研發(fā)、生產和應用3D打印，支持3D打印設備的進出口。 　　——加強產業(yè)聯(lián)盟、行業(yè)協(xié)會建設，推動3D產業(yè)協(xié)同發(fā)展 　　積極引導工業(yè)設計企業(yè)、3D數(shù)字化技術提供商、3D打印機及材料研發(fā)企業(yè)和機構、3D打印服務應用提供商組建產業(yè)聯(lián)盟，利用有關學會、協(xié)會的平臺加強研討和交流，共同推動3D打印技術研發(fā)和行業(yè)標準制定。促進3D打印技術發(fā)展的市場平臺建設，包括3D打印電子商務平臺、3D打印數(shù)據(jù)安全和產權保護機制、3D打印及周邊項目投融資機制等，促進產業(yè)可持續(xù)發(fā)展。 　　——加大科技扶持力度，提升3D打印技術水平 　　設立專項基金，重點推進數(shù)字化技術、軟件控制、打印裝置、材料技術等關鍵技術的研發(fā)。在研發(fā)扶持中，要注意建立公平、公正的研發(fā)績效評估體系，鼓勵各研發(fā)主體探索不同的技術路徑。加強對3D打印產學研合作的支持，特別對實施產業(yè)化的企業(yè)在市場銷售、社會推廣上給予政策支持。 　　——加強教育培訓，促進3D打印社會化推廣 　　將3D打印技術納入相關學科建設體系，培養(yǎng)3D打印技術人才。依靠行業(yè)協(xié)會、博覽會、論壇等組織形式進行3D打印技術和周邊應用的培訓。在科技館、文化藝術中心、青少年活動中心等公共機構進行3D打印技術的展示、宣傳和推廣。發(fā)展3D打印服務中心，推廣3D打印技術應用，為發(fā)展3D打印產業(yè)積累應用經驗。