于曉彤 張孝文

（山東協(xié)和學(xué)院，山東 濟(jì)南 250100）

一、3D 打印技術(shù)概述

（一）3D 打印技術(shù)的內(nèi)涵

3D 打印技術(shù)最早出現(xiàn)于20 世紀(jì) 80 年代，2010年以后得到了迅速發(fā)展。在互聯(lián)網(wǎng)+的經(jīng)濟(jì)時(shí)代下，3D 打印技術(shù)能使物品在短時(shí)間內(nèi)固定成型，它讓制造業(yè)在互聯(lián)網(wǎng)+的背景下達(dá)到了突破性的創(chuàng)新，也為這種新技術(shù)未來的發(fā)展創(chuàng)造了無數(shù)可能性，呈現(xiàn)出新穎性和導(dǎo)向性的特點(diǎn)。

3D打印技術(shù)利用數(shù)字模型的三維文件，通過使用相關(guān)軟件，將粉末狀金屬等可黏合的材料等塑性材料，運(yùn)用現(xiàn)代數(shù)字科技，打印出“立體”化的產(chǎn)品。具體可以通過以下步驟來實(shí)現(xiàn)：第一，通過現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將產(chǎn)品的三維模型制作出來；其次，對(duì)三維虛擬模型進(jìn)行分層加工處理；最后，把材料填充進(jìn)去，按數(shù)據(jù)使用3D打印機(jī)制作產(chǎn)品，并進(jìn)行后期工作[1]。

（二）3D 打印技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

3D 打印技術(shù)的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在：1.降低成本，節(jié)約資源。制造企業(yè)在制造比較復(fù)雜、技術(shù)性強(qiáng)的產(chǎn)品時(shí)，如果引用3D打印技術(shù)，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)，通過電腦數(shù)據(jù)打印出三維虛擬模型，進(jìn)行分層黏合處理，從而制造出相應(yīng)的產(chǎn)品。由此可以看出，使用3D打印技術(shù)可以使制造過程變得簡單化，不僅避免了資源的過度浪費(fèi)，還能降低成本。2.可以進(jìn)行靈活多樣的設(shè)計(jì)。比起傳統(tǒng)的制造方式，利用3D打印技術(shù)來制造物品需要先設(shè)計(jì)并制作相應(yīng)的三維模型，這樣物品的最終形態(tài)便可以更直觀地呈現(xiàn)在人們面前，人們進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷暮驼{(diào)整，有助于人們創(chuàng)造性的發(fā)揮；3.方便實(shí)用，應(yīng)用范圍廣。3D 打印機(jī)材料的使用沒有那么多限制，多種不同的材料可以在同一臺(tái)機(jī)器上使用，方便實(shí)用，因此3D打印技術(shù)被各個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域廣泛關(guān)注和使用。

二、3D打印技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

目前3D打印技術(shù)支持多種材料，尼龍、樹脂、石膏或食物配料等材料都可以被使用，而且可以廣泛應(yīng)用在工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑、汽車、教育、牙科、醫(yī)療等不同領(lǐng)域。目前3D打印技術(shù)因其先進(jìn)性和新穎性在市場(chǎng)上具有很大優(yōu)勢(shì)，在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用都能收獲一定的成效。

（一）工業(yè)應(yīng)用

“空氣單車”即世界上第一輛打印自行車，是由英國布里斯托爾的航天公司采用3D打印技術(shù)打印制造出來的。這輛打印自行車所使用的尼龍材料不僅非常結(jié)實(shí)，堪比鋼鐵，甚至重量也比傳統(tǒng)的金屬材料輕，和傳統(tǒng)制造自行車的過程不同的是，這輛“空氣單車”的各個(gè)零部件，如車輪、軸承等，不是分批制造出來的，而是一次性打印出來的，也不需要將各個(gè)零部件再進(jìn)行組裝，打印出來以后，該自行車就能立即投入使用。由此可見，該自行車的制造過程比預(yù)想的要簡單，空間彼此不相連的物體也能夠被3D打印機(jī)輕而易舉地打印出來[1]。

（二）醫(yī)學(xué)應(yīng)用

3D打印技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域也有一定的應(yīng)用，醫(yī)院通過借助3D打印技術(shù)，對(duì)相關(guān)醫(yī)學(xué)材料進(jìn)行加工、處理，制造出人體器官，此人造器官在一定程度上可以用來替換人體生病或壞死的部分器官，能夠有效避免器官感染或排斥等不良現(xiàn)象。因此隨著3D打印技術(shù)的不斷發(fā)展，它也會(huì)促進(jìn)醫(yī)學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展。

（三）日常生活應(yīng)用

據(jù)了解，美國某大學(xué)利用3D打印技術(shù)研制出了一種食物制造設(shè)備即“3D食物打印機(jī)”，它是依據(jù)電腦的工作原理，在容器內(nèi)（墨盒）預(yù)先放入液體狀的相關(guān)食材和配料，借助配套的CAD軟件，然后輸入所需食譜，美食就這樣輕松出爐了。使用“3D食物打印機(jī)”制作食物，可以很大程度地縮短從原材料到成品的環(huán)節(jié)，節(jié)省了食物制作的時(shí)間，從而避免食物加工、運(yùn)輸、包裝等環(huán)節(jié)中的污染與破損等問題帶來的不利影響。這種新穎的食物制造工具的出現(xiàn)，無疑是給廚師們制造更多精美、特色的美食起到了錦上添花的作用，也能夠讓口味挑剔的食客們品嘗到更多種多樣的色香味俱全的個(gè)性化美食。

（四）教育領(lǐng)域應(yīng)用

按照傳統(tǒng)的授課方式，教師依托課本為學(xué)生講授理論知識(shí)，在遇到抽象復(fù)雜的章節(jié)內(nèi)容時(shí)，老師可以借助案例和圖片來吸引學(xué)生注意力，加深學(xué)生的理解，但是如果課堂上引用了3D打印技術(shù)打印的模型，學(xué)生可以觸摸、使用，會(huì)充分調(diào)動(dòng)起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，這就能大大提高學(xué)習(xí)效果，同時(shí)對(duì)教學(xué)模式和教學(xué)內(nèi)容也是一種創(chuàng)新和改革；將3D 打印技術(shù)應(yīng)用于課堂，還可以促使學(xué)生積極主動(dòng)地去思考、去設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮自己的創(chuàng)造力去設(shè)計(jì)三維模型，自己動(dòng)手操作3D打印機(jī)，如此一來不僅活躍了課堂氣氛，還能不斷提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，使學(xué)生在課堂上感受到學(xué)習(xí)的樂趣，更加熱愛學(xué)習(xí)[2]。

三、3D打印技術(shù)的未來發(fā)展趨勢(shì)

隨著3D打印技術(shù)的不斷發(fā)展和優(yōu)化，新材料的種類也越來越齊全，同時(shí)3D打印的速度也得到了不斷地提升，大大節(jié)約了制造物品的時(shí)間，傳統(tǒng)的生產(chǎn)技術(shù)在不久的將來有可能會(huì)被現(xiàn)代的3D打印技術(shù)所取代，這種新技術(shù)有助于制造企業(yè)節(jié)省原材料用量，減少生產(chǎn)廢料和簡化制造流程。因此3D打印不僅能彌補(bǔ)傳統(tǒng)制造的不足，還能節(jié)約成本，提高制作精度，未來也將在民用市場(chǎng)得到迅速的發(fā)展，據(jù)預(yù)測(cè)，2020年3D打印成品將占產(chǎn)品生產(chǎn)總量的50%，這一發(fā)展趨勢(shì)將為印刷工業(yè)帶來新的機(jī)遇和希望。隨著時(shí)代的發(fā)展，國家越來越重視3D打印技術(shù)的優(yōu)化和完善，已經(jīng)將其列入國家的相關(guān)政策法規(guī)中去，未來我國的3D打印技術(shù)一定會(huì)得到更大的進(jìn)步。