高坤

摘要：3D打印在目前的社會(huì)中有了較為廣泛的應(yīng)用，這種打印技術(shù)的推廣，有效地解決了實(shí)際工作中3D模型構(gòu)建的問(wèn)題，從而提高了工作效率和3D模型構(gòu)建的準(zhǔn)確性。目前，隨著技術(shù)應(yīng)用普遍化的提升，3D打印技術(shù)的應(yīng)用范圍正在不斷的擴(kuò)展?？梢哉f(shuō)在未來(lái)的3D模型構(gòu)建中，3D打印會(huì)發(fā)揮不可替代的作用，這也意味著3D打印機(jī)技術(shù)大潮的全面來(lái)襲。

關(guān)鍵詞：3D；打印機(jī)技術(shù)；大潮

在教育教學(xué)中，有大量需要打印的地方，尤其是在3D打印機(jī)技術(shù)獲得較大發(fā)展的基礎(chǔ)上，其在教育教學(xué)的便利性上體現(xiàn)得更加明顯。就目前的情況來(lái)看，利用3D打印機(jī)技術(shù)可以有效地突破教育教學(xué)中一些教學(xué)限制，實(shí)現(xiàn)教學(xué)手段的提升，所以在此背景下，探討3D打印機(jī)技術(shù)大潮的發(fā)展意義重大。

一、3D建模技術(shù)

在目前的社會(huì)生活中，3D建模技術(shù)得到了較為廣泛的應(yīng)用，而就通俗意義上的3D建模來(lái)看，其指的是通過(guò)三維制作軟件通過(guò)虛擬三維空間構(gòu)建出具有三維數(shù)據(jù)的模型。就目前的3D建模來(lái)看，其可以分為NURBS和多邊形網(wǎng)格。 NURBS對(duì)要求精細(xì)、彈性與復(fù)雜的模型有較好的應(yīng)用，適合量化生產(chǎn)用途 。多邊形網(wǎng)格建模是靠拉面方式，適合做效果圖與復(fù)雜場(chǎng)景動(dòng)畫(huà)，綜合說(shuō)來(lái)各有長(zhǎng)處。在目前的一些設(shè)計(jì)工作中，因?yàn)橐獙?duì)設(shè)計(jì)的效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，所以往往會(huì)利用多邊形網(wǎng)絡(luò)建模的形式對(duì)具體的設(shè)計(jì)進(jìn)行效果展示。比如在室內(nèi)設(shè)計(jì)，工程效果展示等方面，都會(huì)利用3D建模技術(shù)。

二、3D打印機(jī)技術(shù)

1.簡(jiǎn)介

3D打印是快速成型技術(shù)的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)。就目前的分析研究來(lái)看，3D打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。常在模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域被用于制造模型，后來(lái)逐漸在一些產(chǎn)品的直接制造方面得到運(yùn)用。目前，已經(jīng)有使用這種技術(shù)打印而成的零部件。就此技術(shù)的利用范圍來(lái)看，涉及了珠寶、鞋類、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑、工程和施工（AEC）、汽車，航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程、槍支以及其他領(lǐng)域。

2.原理

日常生活中使用的普通打印機(jī)可以打印電腦設(shè)計(jì)的平面物品，而所謂的3D打印機(jī)與普通打印機(jī)工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，普通打印機(jī)的打印材料是墨水和紙張，而3D打印機(jī)內(nèi)裝有金屬、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是實(shí)實(shí)在在的原材料。打印機(jī)與電腦連接后，通過(guò)電腦控制可以把“打印材料”一層層疊加起來(lái)，最終把計(jì)算機(jī)上的藍(lán)圖變成實(shí)物。通俗地說(shuō)，3D打印機(jī)是可以“打印”出真實(shí)3D物體的一種設(shè)備，比如打印一個(gè)機(jī)器人、打印玩具車，打印各種模型，甚至是食物等等。之所以通俗地稱其為“打印機(jī)”是參照了普通打印機(jī)的技術(shù)原理，因?yàn)榉謱蛹庸さ倪^(guò)程與噴墨打印十分相似。綜上所述，所以這項(xiàng)打印技術(shù)稱為3D立體打印技術(shù)。

3.限制因素

3D打印機(jī)技術(shù)雖然在諸多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，但是其發(fā)展受到較多方面的限制。首先，材料限制了其發(fā)展。雖然高端工業(yè)印刷可以實(shí)現(xiàn)塑料、某些金屬或者陶瓷打印，但無(wú)法實(shí)現(xiàn)打印的材料都是比較昂貴和稀缺的。另外，打印機(jī)也還沒(méi)有達(dá)到成熟的水平，無(wú)法支持日常生活中所接觸到的各種各樣的材料。其次，機(jī)器本身限制了其發(fā)展。3D打印技術(shù)在重建物體的幾何形狀和機(jī)能上已經(jīng)獲得了一定的發(fā)展，幾乎任何靜態(tài)的形狀都可以被打印出來(lái)，但是那些運(yùn)動(dòng)的物體和它們的清晰度就難以實(shí)現(xiàn)了。這個(gè)困難對(duì)于制造商來(lái)說(shuō)也許是可以解決的，但是3D打印技術(shù)想要進(jìn)入普通家庭，每個(gè)人都能隨意打印想要的東西，那么機(jī)器的限制就必須得到解決才行。最后是花費(fèi)的限制。3D打印技術(shù)需要承擔(dān)的花費(fèi)是高昂的。第一臺(tái)3D打印機(jī)的售價(jià)為1萬(wàn)5。如果想要普及到大眾，降價(jià)是必須的，但又會(huì)與成本形成沖突。

三、3D打印機(jī)技術(shù)大潮

3D打印機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步和一些限制因素的解決使得此技術(shù)在社會(huì)中的應(yīng)用范圍和推廣度有了顯著的提升。就目前的應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)看，在海軍艦艇和航空航天方面，3D打印機(jī)技術(shù)得到了較廣泛的利用，其對(duì)一些重要設(shè)備零件的生產(chǎn)有著非常積極的作用。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，3D打印肝臟模型、3D打印頭蓋骨、3D打印脊椎植入人體、3D打印手掌治療殘疾、3D打印制藥、3D打印胸腔等均已實(shí)現(xiàn)。在房屋建筑領(lǐng)域、在汽車行業(yè)、在電子領(lǐng)域以及服裝行業(yè)，3D打印技術(shù)均已取得了突破性成就。而且在目前的發(fā)展中，政府對(duì)3D打印技術(shù)有著多方面的扶持，所以說(shuō)3D打印機(jī)技術(shù)大潮已經(jīng)全面來(lái)襲。

技術(shù)進(jìn)步對(duì)于社會(huì)發(fā)展和變革有著重要的影響，隨著3D建模技術(shù)的不斷進(jìn)步，其在社會(huì)生活領(lǐng)域中的應(yīng)用也在不斷的推廣。在打印技術(shù)的理念指導(dǎo)下，3D和打印有了結(jié)合性發(fā)展，因此出現(xiàn)了3D打印機(jī)技術(shù)。此種技術(shù)在目前的社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域都有了應(yīng)用突破，而且在技術(shù)研究深化和發(fā)展限制的不斷解禁中，此技術(shù)的普遍性應(yīng)用趨勢(shì)越來(lái)越強(qiáng)。基于此，3D打印機(jī)技術(shù)大潮將全面來(lái)襲。

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