摘 要：被稱為“帶三次工業(yè)革命重要標(biāo)志之一”的3D技術(shù)越來越多的走進(jìn)了人們的生活當(dāng)中。這項(xiàng)技術(shù)是一項(xiàng)具有工業(yè)革命意義的高新制造技術(shù)，代表了世界制業(yè)最新發(fā)展趨勢。3D技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于加快制造業(yè)發(fā)展和推進(jìn)信息化和工業(yè)化融合有著重要的意義，對(duì)于促進(jìn)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)有著引領(lǐng)作用。本文在對(duì)3D技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：3D打印；新材料；數(shù)字化；發(fā)展趨勢

在信息傳播迅速的當(dāng)今社會(huì)，經(jīng)常會(huì)有代表新鮮事物的詞語出現(xiàn)在公眾視野。隨著3D打印這個(gè)詞的頻頻出現(xiàn)，越來越多的人們也開始了解3D打印。

3D打印是增材制造的俗稱，其核心是數(shù)字化、智能化制造與材料科學(xué)的結(jié)合。與傳統(tǒng)上對(duì)原材料進(jìn)行切削的減材料制造法正相反，3D打印的過程好比用磚頭砌墻，逐層增加材料，最終形成物件。早在1982年，美國一家紫外線設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)，嘗試把光學(xué)技術(shù)應(yīng)用于快速成型領(lǐng)域。這種技術(shù)將一種液態(tài)光敏樹脂倒入容器中，在容器里放置一個(gè)升降平臺(tái)，容器上方的紫外激光器根據(jù)計(jì)算機(jī)指令照射液面，所到之處，材料會(huì)發(fā)生光聚合反應(yīng)，迅速從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)，當(dāng)一層完成后，未被照射的地方仍保持液態(tài)，此時(shí)在液面以下0.05毫米的升降平臺(tái)會(huì)下降一層，激光器開始照射第二層，這個(gè)過程不斷重復(fù)，直到整個(gè)物件制造完畢。這項(xiàng)立體光刻技術(shù)就是最早的3D打印。

3D打印不需要模具，可以直接進(jìn)行樣品原型制造，因而大大縮短了從圖紙到實(shí)物的時(shí)間。3D打印的“耗材”范圍非常廣泛，例如人造橡膠、塑料、金屬，甚至生物材料，其應(yīng)用范圍已經(jīng)滲入生物醫(yī)療、航空、汽車、工業(yè)設(shè)計(jì)等多個(gè)行業(yè)，且仍在不斷拓寬。甚至就連美國海軍都購買了90臺(tái)機(jī)器用于航空領(lǐng)域的研發(fā)。很多國家的高新實(shí)驗(yàn)室里也正在實(shí)踐一些更具雄心的想法：澳大利亞的研究人員加快了制造金屬零件的速度，試制出打印汽車金屬零部件的設(shè)備；意大利的—個(gè)研究團(tuán)隊(duì)正開發(fā)用于特種建筑的3D打印機(jī)，計(jì)劃使用月球塵埃為材料，在月球上快速建造人類基地等。

隨著3D打印技術(shù)的不斷成熟，3D打印機(jī)已不再是設(shè)計(jì)師和科學(xué)家的專屬機(jī)器，3D打印機(jī)在一些歐美發(fā)達(dá)國家的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)普遍。它已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)室和工廠逐漸走進(jìn)學(xué)校和家庭。3D打印的衣服和鞋子已經(jīng)多次出現(xiàn)在全球各大時(shí)裝展，3D打印的餅干和蛋糕已經(jīng)成為一些家庭餐桌上最受歡迎的小點(diǎn)心，3D打印的咖啡桌和個(gè)性家具頗受年輕人的喜愛，而在自行車和汽車等交通工具的設(shè)計(jì)中也越來越多地體現(xiàn)出3D打印元素。從小朋友的牙刷和定制玩具，到父母的立體婚紗照，再到爺爺奶奶的助聽器和義齒，3D打印讓家庭中的每個(gè)成員都感到驚喜并從中受益。3D打印技術(shù)逐漸從打印物體外形過渡到打印物體內(nèi)部構(gòu)成，最終發(fā)展到可以打印物體的高級(jí)功能和行為的階段，因此我們相信：在不遠(yuǎn)的將來，每個(gè)人都可以在家中打印可通話的手機(jī)、爬來爬去的迷你機(jī)器人、以及其他新奇好玩的電子產(chǎn)品。

而對(duì)于我們，對(duì)基礎(chǔ)加工制造業(yè)非常重要的國家，3D打印技術(shù)以及3D打印機(jī)的普及相對(duì)緩慢。2008年金融危機(jī)之后，那些缺乏基礎(chǔ)加工工業(yè)的國家深刻認(rèn)識(shí)到制造業(yè)對(duì)于國民經(jīng)濟(jì)的重要性，繼而轉(zhuǎn)向?qū)A(chǔ)制造業(yè)的重視和技術(shù)改革。雖然第三次工業(yè)革命還未真正到來，但3D打印、人工智能、新材料、新一代信息技術(shù)等一系列關(guān)鍵技術(shù)的成熟和產(chǎn)業(yè)化，都透露出對(duì)新一輪工業(yè)革命的呼之欲出。隨著越來越多新技術(shù)的成熟，傳統(tǒng)的制造手段和生產(chǎn)模式將被取代；人力成本低廉的優(yōu)勢必然喪失；傳統(tǒng)制造業(yè)的國際分工格局，正逐漸被新技術(shù)帶來的分散化生產(chǎn)以及消費(fèi)者多元化的需求打破。如果未來在以新技術(shù)為代表的數(shù)字化制造業(yè)上失去話語權(quán)，中國制造業(yè)將遭遇殘酷的打擊。令人欣慰的是，在中國北京、西安、成都和武漢等城市，政府已經(jīng)陸續(xù)開始著手對(duì)3D打印相關(guān)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行布局和規(guī)劃，從設(shè)備研發(fā)、軟件設(shè)計(jì)、材料制備和技術(shù)服務(wù)等眾多環(huán)節(jié)全面鼓勵(lì)發(fā)展3D打印產(chǎn)業(yè)。希望中國能夠把握此次制造業(yè)轉(zhuǎn)型改革機(jī)遇，成為世界3D打印產(chǎn)業(yè)強(qiáng)國。

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