3d打印技术范文

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近来，3d打印技术在发达国家兴起，前不久在网上流传的3D打印手枪，引来许多网友围观。3D打印现在已不再只是概念产物，全球已有不少公司推出了个人3D打印机，它已在平常生活中开始普及。3D打印技术将与其他数字化生产模式一起，推动第三次工业革命的实现。传统制造技术是“减材制造技术”，3D打印则是“增材制造技术”，它具有制造成本低、生产周期短等明显优势。

一、3D打印技术简介

3D打印技术是通过连续的物理层叠加，逐层增加材料来生成三维实体的技术，与传统的去除材料加工技术不同，因此又称为添加制造。作为一种综合性应用技术，3D打印技术综合了数字建模技术、机电控制技术、信息技术、材料科学与化学等诸多方面的前沿技术知识，具有很高的科技含量。3D打印机是3D打印的核心装备。它是集机械、控制及计算机技术等为一体的复杂机电一体化系统，主要由高精度机械系统、数控系统、喷射系统和成型环境等子系统组成。此外，新型打印材料、打印工艺、设计与控制软件等也是3D打印技术体系的重要组成部分。

目前，3D打印技术主要应用于产品原型、模具制造，以及艺术创作、珠宝制作等领域，替代这些领域传统依赖的精细加工工艺。3D打印可以在很大程度上提升制作的效率和精密程度。除此之外，在生物工程与医学、建筑、服装等领域，3D打印技术的引入也为创新开拓了广阔的空间。

二、3D打印技术所依托的关键技术

3D打印技术需要依托多个学科领域的尖端技术，主要包括以下方面：信息技术，即要有先进的设计软件及数字化工具，辅助设计人员制作出产品的三维数字模型，并根据模型自动分析出打印的工序，自动控制打印器材的走向；精密机械，即3D打印技术以“每层的叠加”为加工方式，产品的生产要求高精度，必须对打印设备的精准程度、稳定性有较高的要求；材料科学，即用于3D打印的原材料较为特殊，必须能够液化、粉末化、丝化，在打印完成后又能重新结合起来，并具有合格的物理、化学性质。

三、我国3D打印技术发展现状

近年来，我国积极探索3D打印技术的研发，初步取得成效。自20世纪90年代初以来，清华大学、西安交通大学、华中科技大学、华南理工大学、北京航空航天大学、西北工业大学等高校，在3D打印设备制造技术、3D打印材料技术、3D设计与成型软件开发、3D打印工业应用研究等方面，开展了积极的探索，已用部分技术处于世界先进水平。其中，激光直接加工金属技术发展较快，已基本满足特种零部件的机械性能要求，有望率先应用于航天、航空装备制造；生物细胞3D打印技术取得显著进展，已可以制造立体的模拟生物组织，为我国生物、医学领域尖端科学研究提供了关键的技术支撑。

在家用电器、汽车配件、通信技术、航天、军工等领域，3D打印技术被越来越多应用到产品研发和生产中。在医疗领域，国内高水平的医院使用3D打印技术，为患者提供定制的牙齿和骨骼替代物以及具有仿生性能的体内植入物。在教育领域，我国有很多高校购买了3D打印设备，开展多个学科的教育和研究工作。目前，中国已成为美国、日本、德国之后的3D打印设备拥有国。

四、3D打印技术发展前景

近年来，3D打印技术持续发展，成本的大幅降低使其已经从研发的小众空间向主流市场进军，发展势头不可阻挡，已经成为社会广泛关注、民用市场迅速崛起的新领域。3D打印制作的模型、礼品、纪念品乃至工艺品的应用，极大吸引了社会关注和投入，发展加速，市场开始呈现量与质的双飞跃。据预测，2020年3D打印成品将占产品生产总量的50%。

随着3D打印技术的不断突破，新材料的日益改善，3D打印的速度、尺寸在不断提高，其技术在不断优化，应用领域在不断扩展，特别是图形艺术领域的潜力，三维的概念模型能更好地传达制作者的想法或解决方案，一张图可以胜过几百甚至上千个文字的描述。专业人士坚信个性化或定制化的3D打印可以将一个所想象的三维模型即时摆在眼前，能够快速改进产品，增长幅度将超过想象，将会改变社会各种应用的未来。

3D打印技术将淘汰传统生产线，缩短制作周期，大大减少生产废料，所需原材料用量将减少到原来的几分之一。3D打印不仅节约成本，提高制作精度，也将弥补传统制造的不足，并将在民用市场迅速崛起，从而开启制造业的新纪元，为印刷工业带来新的机遇。

五、结语

随着3D打印技术的日趋成熟和3D打印材料的扩充，我们相信3D打印将会带给我们更多的惊喜和冲击，3D产品将会在我们的生活中触手可及。

参考文献：

[1]刘欣灵.3D打印机及其工作原理[J].网络与信息，2012，（2）.

[2]王灿才.3D打印的发展现状分析[J].丝网印刷，2012，（9）.

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1基于虚拟网络技术的3D打印包装技术概述

传统的网络技术是基于IP来进行的，长时间发展环境下，对于网络技术的发展有了全新的理念，虚拟网络技术逐渐进入到人们的视野中。虚拟网络与宽带网络不通，能够在现场构建出全面的结构体系，并不单纯是基于IP基础上来进行信息传递共享的，这样在信息传递效率上会有明显的提升，并且在进行网络技术开发利用时也拥有了更广阔的前景，在此基础上所进行的3D打印包装技术实现得到了全面突破，可以在短时间内达到理想化的技术应用效果，应用于精密行业的设计制造中，能够将打印制造的原料全部投入到使用中，这样就不会影响到使用功能的实现，并且所打印的产品也从平面逐渐向立体化过度，在各行业的设计中最常使用到这种技术。在打印前产品是虚拟的，需要通过计算机软件来进行构建，这一点与虚拟网络更加符合，基于网络虚拟技术基础上所进行的3D打印包装，设计理念所受到的约束更小，对于常见的技术性问题，在设计期间会通过理念完善来解决，最终所应用的技术也能快速实现功能。

2基于网络虚拟技术中3D打印包装技术的实用化能力

将网络虚拟技术与3D网络技术相互结合，最终所形成的技术方法中，能够将网络虚拟的先进性充分引入其中。该项技术是以传统的打印技术为原型来进行的，在此基础上可能会遇到不同程度的打印问题，但通过技术性方法也都能够得到更好的解决。原有的3D打印技术中，仅限于塑料材料，并且打印的速度、成本也都不够理想化，经过一段时间的应用与发展，技术得到了更好的改进，在打印原料种类上有明显的增多，除模型之外，还可以打印出所需要的精细零件，将其应用在设备的制造中。对金属材料也能够进行塑性，将所要打印的模具模型以程序代码形式输入到计算机中，打印时连接虚拟网络来进行，这样打印可以完全按照输入的参数代码来进行，在规格上不会出现误差，与传统的塑料材料相比较，应用金属材料后，打印的效果有明显提升，金属的塑性效果更加理想，不容易受到外界环境因素影响而发生形变，在此基础上所进行的打印设计，涉及到精密的零件应用这种打印技术也能保障结构完整性不受到破坏。甚至可以将粉末材料经过融化快速塑性，这一点是传统打印技术所不能比较的。3D打印技术在医疗方面的应用，通过这种打印技术，能够将细小的芯片植入到人体皮肤内，并对人体的骨骼、皮肤进行小面积重造，基于网络虚拟技术基础上所进行的3D打印包装技术应用，在个别精细领域中正处于研究阶段，在医疗方面也有尝试的经验，对于常见的技术性问题，在网络虚拟化技术中，可以将设计理念转化为具体的模型，这样所进行的优化处理才更具有针对性。3D打印需要做到根据实际需求来进行现场调节，优化所打印的产品，确保产品在安装使用时强度以及规格能够与原有的环境保持一致，更好的融合。最后是在军事领域上的应用，武器从设计到制造会经历很长一段时间，但现阶段军事行业的发展对产品更新换代时间要求也在逐渐提升，应用3D打印包装技术，与传统制造方法相比较能够节省三分之二的时间，并且制造的形式是从整体化来进行的，不需要复杂的拼装过程，可以直接将武器制造出来，在网络虚拟技术中进行设计，可以对武器的使用情况进行模拟，设计人员观察模拟过程并对结构进行更深入的优化，这种优势是传统技术中所不能达到的。

3基于网络虚拟技术的3D打印包装技术发展前景

虽然在多个领域中都已经应用到了3D打印技术，但技术优化过程中，所体现出的矛盾性问题仍然需要进一步解决。通过上文论述可以了解到，3D打印包装技术主要应用在高端领域中，并且使用的成本也相对比较大，在民用领域中很少涉及到，这也成为技术未来发展中主要突破的内容。未来的发展优化中，必然会以提升使用效率、降低使用成本为发展理念，使3D打印包装技术能够真正的融合到人们日常生活中，增强技术应用的服务性。个性化医疗定制或人体器官复制将不再是普通老百姓难以享受到的“特权”，医疗效率更高，许多现在难以攻克的难题，未来将不再困扰患者。

参考文献

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美国科幻作家罗伯特·希克利曾经描写过关于“万能制造机”的场景。这是一台奇特的大机器，机身上杂乱地安装着刻度盘、小灯和各种指示表。故事的主角之一阿诺尔德站在机器前，按下按钮，对它响亮而清楚地说：“我要硬铝螺帽，直径为4英寸。”接到指令，机器发出低沉的轰鸣声，灯光闪烁，闸板缓缓打开，眼前赫然出现了一颗闪光发亮已经制好的螺帽。

也许罗伯特没有想到如今一台3D打印机已经将他书中的幻境变为现实，那么什么是3D打印机呢？我们日常生活中使用的普通打印机可以打印电脑设计的平面物品，而所谓的3D打印机与普通打印机的工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，普通打印机的打印材料是墨水和纸张，而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是实实在在的原材料，打印机与电脑连接后，通过电脑控制可以把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。通俗地说，3D打印机是可以“打印”出真实的3D物体的一种设备，比如打印一个机器人、一个玩具车，打印各种模型，甚至是食物等等。

前景广阔 问题犹存

在3D打印技术可以打印器官、汽车、飞机的今天，它还在创造无限的可能。著名的《经济学人》杂志最近描述了3D打印技术的前景是一种新型的生产方式，能够促成新的工业革命。3D打印技术将来会促进传统的设计和制造模式，只是如今还没有大范围地推广和应用。随着3D打印技术的成熟和社会的发展，制造业的跨越式发展指日可待。

首先，3D打印技术可以加工传统方法难以制造的零件。过去传统的制造方法就是一个毛坯，把不需要的地方切除掉，是多维加工的，或者采用磨具，把金属和塑料熔化灌进去得到这样的零件，这样对复杂的零部件来说，加工起来非常困难。立体打印技术对于复杂零部件而言具有极大的优势，立体打印技术可以打印非常复杂的东西。其次，实现了首件的净型成形，这样后期辅助加工量大大减小，避免了委外加工的数据泄密和时间跨度，尤其适合一些高保密性的行业，如军工、核电领域。再次，由于制造准备和数据转换的时间大幅减少，使得单件试制、小批量出产的周期和成本降低，特别适合新产品的开发和单件小批量零件的出产。

这些速度快、高易用性等优势使得3D打印成为一种潮流，并且在很多领域得到了应用。如今3D打印机已经在建筑设计、医疗辅助、工业模型、复杂结构、零配件、动漫模型等领域都已经有了一定程度的应用。尤其在飞机、核电和火电等使用重型机械、高端精密机械的行业中，3D打印技术“打印”的产品是自然无缝连接的，结构之间的稳固性和连接强度要远远高于传统方法。

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增材制造技术。3D打印（3DP）即快速成型技术的一种，又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。

常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工（AEC）、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。

2019年1月14日，美国加州大学圣迭戈分校首次利用快速3D打印技术，制造出模仿中枢神经系统结构的脊髓支架，成功帮助大鼠恢复了运动功能。

（来源：文章屋网 ）

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作者简介：刘禹（1979—），男，中国科学院自动化研究所副研究员，博士，研究方向为知识管理。通信方式：yuliu@mailiaaccn。

李志江（1948—），男，中国社会科学院语言研究所副编审，研究方向为辞书学、词汇学。通信方式：。

近年来，3D电影、3D游戏、3D打印等高新技术深刻地改变着人们的生活方式和工作方式。3D技术的概念特指基于计算机及互联网的三维数字化技术。经过数十年的发展，3D技术在成熟度、易用度、经济性等方面都已经取得了巨大的突破，成为促进我国文化创意产业升级和自主创新的推动力。

3D打印机最早出现在20世纪90年代中期，是以计算机三维数字化设计模型为蓝本，经软件分层和数控成型等步骤，将金属粉末、陶瓷粉末、塑料、细胞组织等材料逐层堆积黏结而制造出实体产品的数字化制造设备，属于“增材制造”的技术范畴。3D打印这种分散式生产的模式，可以直接利用3D模型数据打印生成服装、建筑模型、汽车零件，甚至是巧克力，让人们在自己家中或企业里以更廉价、更快捷的方式生产一件或一批产品。这将改变传统垂直化工业生产的模式，应用前景广阔。

前面提到的“3D技术”和“3D打印机”都属于字母词。其中3是阿拉伯数字，D是英文缩略，“技术”和“打印机”分别是汉语。二者都属于混合型字母词。

字母词的汉化通常是字母词的最终归宿，如BP机汉化为寻呼机，Email汉化为电子邮件等，但公众接受汉化词的过程长短不一。我们应密切关注字母词的出现和普及，及早为字母词确立相应的中文规范。最好在社会普及之前就完成这项工作，以免日后再硬性地“纠正”公众的约定俗成。因此，现在讨论3D技术和3D打印机的中文定名正逢其时。

3D是英文three dimensions的缩略语。three对应的汉语是“三”，dimensions对应的汉语是“维度”。所以three dimensions可直译为“三维”，即物体的长、宽、高三个维度；也可翻译为“立体”，即有长、有宽、有高的，就是立体的。