3D 打印的技术现状与发展趋势
1. 技术现状
1.1.3D 打印技术概念
3D 打印技术，即快速成型技术的一种，是制造业正在迅速发展的一项新兴技术，被英国《经济学人》杂志在《第三次工业革命》一文中，称为第三次工业革命的重要标志之一。3D 打印作为一种通俗化名称，其实质是增材制造技术，因此又称为添加制造（AM, Additive Manufacturing）。美国材料与试验协会将增材制造技术定义为：基于 3D 模型数据，采用与减式制造技术相反的逐层叠加的方式生产物品的过程，通常通过电脑控制将材料逐层叠加，最终将计算机上的三维模型变为立体实物，是大批量制造模式向个性化制造模式发展的引领技术。
1.2.3D 打印技术的应用领域
近 20 年来，3D 打印技术在各领域发展迅速，主要被应用于产品原型、磨具制造，以及艺术创作、珠宝制作等领域，替代这些领域传统以来的精细加工工艺。除此之外，该技术在鞋类、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、生物工程以及其他多个领域都有所应用，从市场份额来看，3D 打印技术应用在汽车及零配件领域占 37%，在消费品领域占18.2%，应用于航空航天和国防军工占 13.7%，在商业机器领域占 11.2%，在医疗领域占 8.8%，在科研方面占 8.6%。同时，3D 打印技术为这些产业的创新开拓注入了新鲜的血液，如 2010 年澳大利亚 Invetech 公司和美国 Organovo 公司合作，尝试以活体细胞为“墨水”打印人体的组织和器官，是医学领域具有重大意义的创新。
1.3.3D 打印技术及产业的国内外发展现状
1.3.1. 国际情况
经过多年的探索和发展，3D 打印技术有了长足的发展，目前已经能够在 0.01mm 的单层厚度上实现 600dpi 的精细分辨率。国际上较先进的产品可以实现每小时 25mm 厚度的垂直速率，并可以实现 24 位色彩的彩色打印。目 前， 在 全 球 3D 打 印 机 行 业， 美 国 3D Systems 和 Stratasys 两家公司公司的产品占据了绝大多数市场份额。在欧美发达国家，3D 打印技术已经初步形成了成功的商用模式，同时，国际 3D 打印机制造业正处于迅速的兼并与整合过程中，行业巨头正在加速崛起。
1.3.2. 国内情况
近年来，我国积极探索 3D 打印技术的研发，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、中国科技大学、北京航天航空大学、西北工业大学等多所高校积极致力于 3D 打印技术的自主研发，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取得了不错的成果，有部分技术已经处于世界先进水平，但总体而言，国内 3D 技术的研发水平还有较大差距。目前，国内对 3D 打印设备进行产业
化运作的公司实体主要有：北京殷华，湖北滨利机电，深圳维示泰克，江苏敦超等，这些企业已经基本实现了 3D打印机的整体生产和销售。
2. 发展趋势
2.1. 困难与挑战
根据国际快速制造行业权威报告《Wholes Report 2011》发布的调查结果，全球 3D 行业打印产业产值在 1988~2010 年期间保持着 26.2%的年增长速率。报告预期，3D 打印产业未来将持续较快地增长，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运用空间，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一定困难；二是概念方面，现在 3D 打印技术的概念普及范围还不是很广，国内外各个高校也还没有开设相应课程介绍、学习这门新兴技术；三是打印材料方面，目前 3D 打印的成型材料多采用化学聚合物，材料选择的局限性较大，成型品的物理特性也不理想，并且安全方面也存在一定的隐患。
2.2. 发展趋势
随着智能制造，控制技术，材料技术，信息技术等不断发展和提升，这些技术也被广泛地综合应用与制造工业，3D 打印技术也将会被推向一个更加广阔的发展平台。未来，3D 打印技术主要有以下发展趋势：
2.2.1 . 智能化和便捷化
目前，3D 打印设备在软件功能、后处理、设计软件与生产控制软件的无缝对接等方面还有许多问题需要优化。例如，成型过程中需要加支撑，成型过程中需要不同材料转换使用，加工后的粉末去除方面，都需要软件智能化和自动化程度进一步提高。同时，随着 3D 打印技术越来越普遍地运用到服装、设计、生活生产当中，只有用户在使用过程中觉得简易上手，技术门槛低，复杂程度低，才能使用户有更好的使用体验，才能更普遍地推广这一技术。而这一系列问题都直接影响到设备的普及和推广，设备智能化、便捷化是走向普及的保证。
2.2.2 . 通用化
3D 打印是近年来国际上的发展热点，其输出设备称为 3D 打印机，是作为一个计算机的外部输出设备使用。它可以直接将计算机中制图软件中的三维设计图形输出成一个三维彩色实体，在科学教育，工业制造，产品创意，工业美术等方面有广泛地应用前景和巨大的商业价值，这同时要求 3D 打印技术向低成本、高精度、
高性能的方向发展。
--------来源于《中国机械》
