前景廣闊的3D打印技術

增材製造(additive manufacturing，AM)技術(也稱為(wei) 3D打印技術)是20世紀80年代後期發展起來的新型製造技術。目前，增材製造成形材料包含了金屬、非金屬、複合材料、生物材料甚至是生命材料，成形工藝能量源包括激光、電子束、特殊波長光源、電弧以及以上能量源的組合，成形尺寸從(cong) 微納米元器件到10 m以上大型航空結構件，為(wei) 現代製造業(ye) 的發展以及傳(chuan) 統製造業(ye) 的轉型升級提供了巨大契機。

3D打印技術的優(you) 勢

3D打印技術避免了傳(chuan) 統製造業(ye) 的切割工藝，不需要模具製造。加工速度快，生產(chan) 周期相對較短。更重要的是，3D打印在製造體(ti) 積小、結構複雜的物體(ti) 方麵有很大的優(you) 勢。通過集成印刷技術，不需要二次加工，通過計算機在線操作實現批量生產(chan) 和遠程控製。

3D打印技術具有代表性的是熔積成型技術。其工作原理是通過送絲(si) 裝置將熱熔長絲(si) 材料送入噴嘴。在計算機軟件的控製下，加熱噴嘴擠出軟化的材料，並開始沿著物體(ti) 的輪廓移動，直到半流動材料的填充和固化完成，從(cong) 而形成3D打印產(chan) 品。例如，對於(yu) 塑料製品的三維打印，通過加熱三維打印機的噴嘴使塑料熔化，擠出後塑料迅速冷卻，並與(yu) 周圍材料粘合和覆蓋。目前，FDM可以印刷金屬、石蠟、ABS、PLA、人造橡膠等,同時生產(chan) 3D模型、機械零件、日用品等。廣泛應用於(yu) 建築、汽車、航空航天和醫療領域。與(yu) 傳(chuan) 統機械加工生產(chan) 相比，FDM技術具有成本低、材料廣泛、原材料利用率高、汙染少等優(you) 點。

突破瓶頸才能飛速發展

限製3D打印技術發展和應用的主要因素是3D打印材料的特殊性和打印設備的適用性。目前3D打印技術中可用的快速成型材料主要包括高分子材料、金屬材料和無機非金屬。雖然高分子材料在商用3D打印機中得到了廣泛的應用，但其他材料的應用還處於(yu) 探索的初級階段(例如限於(yu) 特定的塑料、樹脂和金屬材料，精度隻能達到微米級)，因此打印材料數量有限,極大地限製了3D打印技術的推廣。

好在隨著科技的不斷發展和進步，未來會(hui) 出現更多的成型材料和綜合性能良好的材料，這將為(wei) 3D打印技術的進一步發展和普及提供很好的支撐。另一方麵，隨著3D打印技術可用材料的不斷增加和3D打印機工作能力的不斷提高，3D打印機可打印的實體(ti) 模型類型將呈現不斷增加的趨勢，3D打印技術的應用領域也將不斷拓展。最重要的是，隨著設備的完善和新興(xing) 技術的不斷發展，3D打印產(chan) 品的尺寸精度和材料性能將進一步提高，對傳(chuan) 統機械和手工製造行業(ye) 的影響將逐步顯現。

拓寬應用領域也將推動3D打印產(chan) 業(ye) 全麵進步。3D打印將與(yu) 機器人、人工智能等技術一起，提高製造業(ye) 生產(chan) 線的柔性化程度，以更低成本生產(chan) 定製產(chan) 品，推動製造業(ye) 生產(chan) 方式由大規模生產(chan) 向個(ge) 性化定製轉變。同時，憑借節約倉(cang) 儲(chu) 和物流成本、快速響應本地市場的優(you) 勢，3D打印將推動製造業(ye) 向本地製造模式發展。此外，3D打印教育深入推廣將會(hui) 推動創客運動的興(xing) 起，家庭打印機、小型3D打印店更加普及，人們(men) 將能夠製造自己設計的產(chan) 品。未來，隨著3D打印機、材料和後處理技術的發展，3D打印的應用領域將不斷擴大。