1、浅谈3 D打印技术摘要：3 D打印技术作为第三次工业革命的代表性技术之一,越来越受到工业界和投资界的关注。在详细介绍3 D打印技术具有数字制造、降维制造、堆积制造、直接制造和快速制造等优点的基础上,具体给出了光固化成形、材料喷射、粘结剂喷射、熔融沉积制造、选择性激光烧结、片层压和定向能量沉积这七类3 D打印工艺。分别分析了3 D打印技术的全球商业化状况和应用领域,并进一步展望了3 D打印技术的应用趋势。最后指出,3 D打印技术将深刻改变传统行业的产业模式,实现从传统制造向智能制造迈进关键词：3 d打印技术快速成型添加制造智能制造0 .引言3 D打印技术，是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金
2、属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3 D打印机则出现在上世纪9 0年代中期，即一种利用光固化和纸层叠等技术的快速成型装置。它与普通打印机工作原理基本相同，打印机内装有液体或粉末等“印材料”，与电脑连接后，通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。如今这一技术在多个领域得到应用，人们用它来制造服装、建筑模型、汽车、巧克力甜品等。1 . 3 d打印技术的基本原理每一层的打印过程分为两步，首先在需要成型的区域喷洒一层特殊胶水，胶水液滴本身很小，且不易扩散。然后是喷洒一层均匀的粉末，粉末遇到胶水会迅速固化黏结，而没有胶水的区域仍保持松散状态。这样在
3、一层胶水一层粉末的交替下，实体模型将会被“打印”成型，打印完毕后只要扫除松散的粉末即可“刨”出模型，而剩余粉末还可循环利用。打印耗材由传统的墨水、纸张转变为胶水、粉末，当然胶水和粉末都是经过处理的特殊材料，不仅对固化反应速度有要求，对于模型强度以及“打印”分辨率都有直接影响。3 D打印技术能够实现6 0 0 dpi分辨率，每层厚度只有0 .0 1毫米，即使模型表面有文字或图片也能够清晰打印。受到喷打印原理的限制，打印速度势必不会很快，较先进的产品可以实现每小时2 5毫米高度的垂直速率，相比早期产品有1 0倍提升，而且可以利用有色胶水实现彩色打印，色彩深度高达2 4位。由于打印精度高，打印出的模
4、型品质自然不错。除了可以表现出外形曲线上的设计，结构以及运动部件也不在话下。如果用来打印机械装配图，齿轮、轴承、拉杆等都可以正常活动，而腔体、沟槽等形态特征位置准确，甚至可以满足装配要求，打印出的实体还可通过打磨、钻孔、电镀等方式进一步加工。同时粉末材料不限于砂型材料，还有弹性伸缩、高性能复合、熔模铸造等其它材料可供选择。2 . 3 D打印技术的应用现状经过多年的发展，3 D打印技术已初步形成了一套体系，同时该技术可应用的领域也逐渐扩大，已涵盖产品设计、模具设计与制造、材料工程、医学研究、文化艺术、建筑工程等各个领域，前景远大。显然，只有不断提高3 D打印技术的应用水平，才能持续推动3 D技术
5、的发展。3 D打印技术的实际应用主要集中在以下几个方面。2 .1产品设计领域在新产品造型设计过程中，应用3 D打印技术能快速、直接、准确地将设计者的思想转化为具有一定功能的实物样件，缩短了工业产品的设计开发周期和降低了开发成本。该技术建立了一种全新的产品开发模式。2 .2建筑设计领域传统的建筑模型设计制作模式已难以满足现代化的高端设计要求，借助打印技术强大的优势和无可比拟的逼真效果，现今大多设计机构在大型设施或大型场馆设计中采用3 D打印技术先期构建精准的建筑模型来进行效果测试。2 .3模具制造领域传统的玩具模具制造耗时长，制作成本高，3 D打印技术在降低生产成本的同时也大大缩减了开发周期，提
6、高了生产效率。3 D打印技术在模具制造方面采用直接制模和间接制模两种，前者是指利用3 D打印技术直接堆积模具，后者是先制出快速成型零件，再由零件复制得到所需要的模具。2 .4机械制造和家电制造领域3 D打印技术在机械制造领域内主要用于单件制造和小批量金属零件的制造，具有成本低和周期短的优势。在家电行业，许多大型家电企业，如江苏的春兰、小天鹅，广东的美的、华宝、科龙，青岛的海尔等，在3 D打印技术的普及与应用上都走在了国内前列，这些企业率先采用3 D打印技术开发新产品，成效显著。2 .5生物医学领域近年来，随着人们对3 D打印技术在生物医学研究领域应用研究的增多，利用3 D打印技术制作人体器官模
7、型，进行医疗模型和体外医疗器械制造，个性化和永久化的组织工程植入等，应用前景极为广泛。此外，在文化艺术、美学教育、航空航天等众多领域，3 D打印技术都展示了其广阔的市场应用前景。3 . 3 D打印技术的优势与劣势3 .1 3 D打印技术的优势1 .节省材料。不用剔除边角料，提高了材料的利用率，通过摒弃生产线而降低了成本；能做到较高的精度和很高的复杂程度，可以制造出采用传统方法制造不出来的、非常复杂的制件；2 .不需要传统的刀具、夹具、机床或任何模具，就能直接把计算机的任何形状的三维CAD图形生成实物产品；3 .它可以自动、快速、直接和比较精确地将计算机中的三维设计转化为实物模型，甚至直接制造零
8、件或模具，从而有效地缩短了产品研发周期；4 . 3 D打印无需集中的、固定的制造车间，具有分布式生产的特点；5 . 3 D打印能在数小时内成形，它让设计人员和开发人员实现了从平面图到实体的飞跃；它能打印出组装好的产品，因此降低了组装成本，甚至可以挑战大规模生产方式。3 .2 3 D打印技术的劣势存在成本高、工时长的软肋：3 D打印仍是比较昂贵的技术。由于用于增材制造的材料研发难度大、而使用量不大等原因，导致3 D打印制造成本较高，而制造效率不高。目前，3 D打印技术在我国主要应用于新产品研发，且制造成本高，制造效率低，制造精度尚不能令人满意。3 D打印目前并不能取代传统制造业。在未来制造业发展
9、中，“减材制造法仍是主流”。在规模化生产方面尚不具备优势：3 D打印技术既然具有分布式生产的优点，那么相反，在规模化生产方面就不具备优势。目前，3 D打印技术尚不具备取代传统制造业的条件，在大批量、规模化制造等方面，高效、低成本的传统减材制造法更胜一筹。现在看来，想用3 D打印作为生产方式来取代大规模生产不太可能。且不说3 D打印技术目前尚且不具备直接生产像汽车这样复杂的混合材料产品，即使该技术在未来取得长足进步，完全打印一辆车只怕要耗时好几个月，在成本上远远高于大规模生产汽车时均摊到每辆汽车上的成本。所以，对于生产有大量刚性需求的产品来说，具有规模经济优势的大规模生产仍比重点放在“个性化、定
10、制化”的3 D打印生产方式更加经济。打印材料受到限制：3 D打印技术的局限和瓶颈主要体现在材料上。目前，打印材料主要是塑料、树脂、石膏、陶瓷、砂和金属等，能用于3 D打印的材料非常有限。尽管已经开发了许多应用于3 D打印的同质和异质材料，但是开发新材料的需求仍然存在，一些新的材料正在研发中。这种需求包含两个层面，一是不仅需要对已经得到应用的材料工艺结构特性关系进行深入研究，以明确其优点和限制；二是需要开发新的测试工艺和方法，以扩展可用材料的范围。精度和质量问题：天津天易多维科技有限公司技术讲，由于3 D打印技术固有的成型原理及发展还不完善，其打印成型零件的精度（包括尺寸精度、形状精度和表面粗糙
11、度）、物理性能（如强度、刚度、耐疲劳性等）及化学性能等大多不能满足工程实际的使用要求，不能作为功能性零件，只能做原型件使用，从而其应用将大打折扣。而且，由于3 D打印采用“分层制造，层层叠加”的增材制造工艺，层与层之间的结合再紧密，也无法和传统模具整体浇铸而成的零件相媲美，而零件材料的微观组织和结构决定了零件的使用性能。4 . 3 D打印技术的性能指标4 .1打印速度打印速度是指单个打印作业在Z轴方向打印一段有限距离所需的时间（拥有稳定垂直构建速度的3 D打印机通常采用这种表达方式。其垂直打印速度与打印部件的几何形状和（或）单个打印工作的部件数无关。垂直构建速度快、且因部件几何形状或打印部件数
12、而产生很少或不产生速度损失的3 D打印机，是概念建模的首选。因为这类打印机能够在最短时间内快速生产大量替换部件。打印速度始终是越快越好，对概念建模应用而言更是如此。垂直构建速度不受打印数量和复杂度影响的3 D打印机，是概念建模应用的首选，因为它们可以快速地大量打印不同的模型，用于同时进行比较，这就能加速和改善早期决策过程。4 .2部件成本部件成本通常表示为每单位体积的成本，如每立方英寸的成本或每立方厘米的成本。即使是同一台3 D打印机，打印单个零部件的成本也会因为几何形状的不同而相差很大，根据常用的典型零部件STL文件包来估算部件成本，往往更有助于决定部件成本。部件成本取决于3 D打印机打印一
13、组既定部件所消耗的材料总量和使用材料的价格。通常，使用粉末材料的3 D打印技术，部件成本最低。廉价的石膏粉是基础建模材料。未使用的粉末会不断地在打印机中回收和再利用，因此其部件成本可以达到其他3 D打印技术的三分之一到二分之一。有一类塑料部件技术仅使用一种消耗材料，既用于打印部件所需，也用于印刷过程中的支持需要。相比其他塑料部件技术，它通常使用较少的材料作为支撑材料，因此其产生稀疏的支撑结构，而且很容易被清理掉。大多数单材料3 D打印机不会产生大量工艺废料，这使其具有极高的材料性价比。4 .3最小细节分辨率分辨率一般写成每英寸点数（DPI）、z轴层厚、像素尺寸、束斑大小和喷嘴直径等等。最好的比
14、较策略是亲自用眼睛去鉴定不同技术打印出来的部件成品。查看锋利的边缘和拐角清晰度、最小细节尺寸、侧壁质量和表面光滑度。使用数字显微镜会有助于部件成品的鉴定，因为这种廉价设备可放大并拍摄微小的细节便于比较。对3 D打印机进行鉴定测试时，至关重要的是打印部件能准确地呈现设计效果。根据鉴定测试方式，对最小细节质量进行妥协，降低测试结果的准确度。4 .4精度精度分为精密度和精确度。在3 d打印行业通常说的精度是精确度即是指打印物品与模型比较的准确程度。3 D打印通过层层叠加的方式制造部件，将材料从一种形式处理成另一种形式，从而创造出打印部件。处理过程中可能会出现变数，如材料收缩在打印过程中，必须进行补偿
15、以确保最终部件的准确度。粉末材料的3 D打印机通常使用粘合剂，打印过程中拥有最小的收缩变形度，因而成品准确度往往较高。塑料3 D打印技术一般通过加热、紫外线光或二者共用来处理打印材料，这就增加了影响准确度的风险因素。其他影响3 D打印准确度的因素还包括部件尺寸和几何形状。有些3 D打印机提供不同程度的打印准备工具，可以为特定的几何形状细调准确度。4 .4 .1精度要素3 d打印机的精度取决于以下几个要素：1、机械部分中的行走系统是否准确合理。2、软件控制系统是否合理。3、机箱、底座不可以有抖动或者松动现象。4、不要选择皮带或齿条带类的软连接的行走连接结构，以保证运行时不抖动，不变位。5、机器框
16、架要坚固，最好是工业化生产的机箱。6、要选择优质的步进电机和完善的软件技术支持4 .5材料属性每种3 D打印技术都受限于具体的材料类型。对于个人3 D打印，材料大致可分为非塑料、塑料、蜡这几类。您应该以哪类材料最符合价值和应用范围要求为依据，来选购3 D打印机。与单台3 D打印机相比，多种技术的结合可提高打印灵活性，扩展应用领域。通常，比起使用一台昂贵的系统设备，组合使用二台不太贵的3 D打印机虽然预算相同，但是可以实现更高的价值，提供更大的应用范围和打印能力。非塑料材料常使用石膏粉与可打印的粘合剂，部件成品紧密而坚硬，可以通过浸润变得非常牢固。这类部件可以表现优秀的概念模型，在没有弯曲性要求
17、的情况下提供一定程度上的功能测试。明亮的白色基本材料，结合独家的全彩色打印能力，可以制造出逼真的视觉模型，而无需额外的绘画或后期处理。塑料材料可以柔软可以坚硬，有些还具有高耐温性。透明塑料材料、生物相容性塑料材料、可铸性塑料材料均有销售。不同技术制造的塑料部件性能差异很大，这在厂家公布的规格上可能并不显而易见。一些3 D打印机制造的部件会随着时间的推移或环境的不同而持续改变特性和尺寸。例如，用来标识塑料耐热性的常见规格参数是“热变形温度（HDT）”。虽然HDT是一种衡量指标，但是它并不能预测在实际应用中超过HDT时材料的可用性。有些材料可能当温度略高于规定的HDT时就出现功能特性的急剧退化；而
18、某些材料的性能退化缓慢，从而扩大了塑料的适用温度范围。另一个例子是湿度对部件的影响。部分3 D打印的塑料成品是防水的，而部分塑料成品则是多孔的，会因吸收水分，导致部件膨胀而改变尺寸。多孔部件显然是不适合高湿度应用或加压应用环境，可能需要进一步的劳动密集型后期处理，方能适用于这些环境。5 .发展现状和前景5 .1国内发展现状国内3 D打印技术近几年刚开始发展，企业开始了解这种加工方式但不认可，一方面是由于企业不能摆脱传统制造业的思维方式，另一方面则是由于加工成本过高，部件不宜利用3 D打印机进行批量生产。而且国内打印机的发展还有以下缺陷1 .缺乏教育培训和社会推广目前，企业购置3 D打印设备的数
19、量非常有限，应用范围狭窄。更有一切企业根本不知道3 D打印是什么样的东西。而在教育教学方面，机械、材料、信息技术等工程学科的教学课程体系中，缺乏与3 D打印相关的必修环节，3 D打印停留在部分学生的课外兴趣研究层面。得不到深入研究。2 .企业对技术研发投入不足我国虽已有几家企业能自主制造3 D打印设备，但企业规模普遍较小，研发力量不足。在加工流程稳定性、工件支撑材料生成和处理、部分特种材料的制备技术等诸多具体环节，存在较大缺陷，难以完全满足产品制造的需求。3产业链缺乏统筹发展3 D打印行业的发展需要完善的供应商和服务商体系、市场平台。供应商和服务商体系中，包含工业设计机构、3 D数字化技术提供
20、商、3 D打印机及耗材提供商、3 D打印设备经销商、3 D打印服务商。市场平台包含第三方检测验证支持、金融支持、电子商务、知识产权保护等支持。而目前国内的3 D打印企业还处于“单打独斗”的初步发展阶段，产业整合度较低，主导的技术标准、开发平台尚未确立，技术研发和推广应用还处于无序状态。5 .2国外发展现状经过十多年的探索和发展，3 D打印技术有了长足的进步，目前已经能够在0 .0 1 mm的单层厚度上实现6 0 0 dpi的精细分辨率。目前国际上较先进的产品可以实现每小时2 5 mm厚度的垂直速率，并可实现2 4位色彩的彩色打印。目前，在全球3 D打印机行业，美国3 D Systems和Str
21、atasys两家公司的产品占据了绝大多数市场份额。此外，在此领域具有较强技术实力和特色的企业/研发团队还有美国的FabHome和Shapeways、英国的Reprap等。3 D Systems公司是全世界最大的快速成型设备开发公司。于2 0 1 1年1 1月收购了3 D打印技术的最早发明者和最初专利拥有者Z Corporation公司之后，3 D Systems奠定了在3 D打印领域的龙头地位。Stratasys公司2 0 1 0年与传统打印行业巨头惠普公司签订了OEM合作协议，生产HP品牌的3 D打印机。继2 0 1 1年5月收购Solidscape公司之后，Stratasys又于2 0 1
22、 2年4月与以色列著名3 D打印系统提供商Objet宣布合并。当前，国际3 D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。目前在欧美发达国家，3 D打印技术已经初步形成了成功的商用模式。如在消费电子业、航空业和汽车制造业等领域，3 D打印技术可以以较低的成本、较高的效率生产小批量的定制部件，完成复杂而精细的造型。另外，3 D打印技术获得应用的领域是个性化消费品产业。如纽约一家创意消费品公司Quirky通过在线征集用户的设计方案，以3 D打印技术制成实物产品并通过电子市场销售，每年能够推出6 0种创新产品，年收入达到1 0 0万美元。5 .3我国3 D打印与欧洲同行的主要差距
23、第一、欧洲3 D打印行业从技术本身的角度来看，的确比我们成熟很多，尤其是工艺技术、研发投入、人才基础、产业形态、材料等领域都比我们强。这个观点，国内同行也是高度认可的，毕竟欧洲的工业化比我们早，工业基础比我们扎实，科技创新和人才优势明显，在3 D打印领域的研发也比我们早一些。第二、欧洲打印企业规模普遍比国内同行大，一般企业销售收入都在1 0亿人民币左右，而国内还没有一家企业收入过亿，甚至超过5 0 0 0万的企业都没有几家。大多数企业经过多年的艰辛努力，销售收入才保持在两三千万的水平。不要小看两三千万与1 0亿的差距，欧洲企业从1 0亿再上一个台阶，很快就可以做到5 0亿，1 0 0亿，2 0
24、 0亿；而国内企业要从两三千万做到一个亿，可能还需要两年三年，再从一个亿做到1 0个亿，可能需要五年十年。可是五年、十年以后，我们做到1 0个亿，欧洲同行已经做到2 0 0个亿，我们是同一个水平吗？我们还能够竞争吗？2 0 0亿的企业拿1 0 %投入搞科研，就是2 0个亿。我们呢？1 0亿里面拿1 0 %投入搞科研才1个亿。差距越拉越大。严重的是，我们国内还没有哪一家3 D打印企业走出国门，开始真正国际化。但是，欧洲几家大企业不仅完成了在欧洲的布局，还通过代理商完成了在国内各个主要城市的战略布局。一旦国内市场启动起来，单凭国内市场我们就可能被远远地抛在他们身后。第三、欧洲整个3 D打印行业基本
25、上还是各自为战，没有形成整体战斗力，缺乏一个行业组织的引领和整合；这个现状与过去国内的状况是一样的，这点给了我们追赶的机会。但是2 0 1 2年1 0月以来，国内率先成立了中国3 D打印技术产业联盟，“小而散”的局面正得到改变。欧洲的国情与我们不一样，他们的行业协会与我们也不一样，在欧洲做点事情其实远比国内困难许多。所以，这是留给我们最好的机会。第四、欧洲3 D打印行业也还处于起步阶段，没有完全打开应用市场；从他们宣传和推广的内容，我们就可以发现，他们其实也陷入了迷茫：3 D打印究竟能够做什么？这是我非常关注的问题。在首届世界3 D打印技术产业大会上，我就这个问题咨询过美国的、欧洲的许多同行。
26、他们也说不出来。否则，他们不会炫耀：利用3 D打印技术打印一把吉他，打印一支电子琴，打印一个台灯，或者打印一把手枪其实，我认为他们之所以这样做，就表明他们无计可施。如果传统制造业能够做出来的东西，3 D打印技术也可以做出来，这不应该是新闻。传统制造业经过数千年的积累和发展，已经非常完善和成熟，无论是工艺特点，还是成本因素、材料因素，3 D打印技术都是无法比拟的。5 .3发展前景虽然，中国国内科技相对比较落后，大部分为3 D打印设备企业和材料企业还不太完整，但目前中国3 D打印产业中9 5 %的企业都是做设备和材料的企业；虽然缺乏应用和解决方案以及服务的企业还不太完善，但在中共中央政治局常委、国
27、务院总理李克强主持国务院专题讲座中李克强指出，为推动中国制造由大变强培育中国制造竞争新优势，促进经济中高速增长，迈向中高端水平，要加快发展先进制造与3 D打印事业。但是，2 0 1 1年以来，中国的3 D打印行业进入了高速发展期。近几年来中国3 D打印规模几乎每年翻番，借着全球3 D打印飞速发展和政府对这个行业的高度重视的东风，中国的3 D打印行业也走上了发展的快车道。而且3 D打印产值几乎每年都会增加一倍，其增长幅度远远领先于世界其他国家。而且，3 D打印2 0 1 3年就被列入国家8 6 3计划，获得了国家四千万元的研究基金的支持。更为重要的是在2 0 1 5年2月，由工信部、发改委和财政
28、部联合发布了国家增材制造产业发展推进计划（2 0 1 52 0 1 6年），将3 D打印提升到国家战略层面，为产业的发展做出了整体规划。到2 0 1 6年，中国3 D打印机市场规模预测将扩大到一百亿元，届时中国将超越美国成为全球最大的3 D打印机市场。在科研机构和企业方面，也对3 D打印技术的发展表现出了极大的热情。比如清华大学、北京航空航天大学、西安交通大学等高校与企业进行合作已经取得了一些研究成果，有些成果已经成功地实现了产业化。然而，个人级打印机也占据了国内大约7 0 %8 0 %的3 D打印机市场。相对于工业级打印机，个人级打印机的制造所需的投入资金和技术门榄都较低，所以吸引了众多的企
29、业进入这个领域。在中国的个人打印机市场上，国外企业和国内企业竞争十分激烈。目前，中国的3 D打印产业化程度并不是很高，总体处于新型技术产业化的初级阶段，具体表现在产业规模化程度不高、技术创新体系不健全、产业政策体系尚未完善等。但是在国家政策的大力扶持下，中国3 D打印市场会逐步打开，市场需求也会大幅增加。未来，3 D打印技术相信会成为新型产业技术的典范。3 D打印技术目前已经步入了飞速发展的时代，3 D打印被赋予了“第三次工业革命”的大背景，以3 D打印技术为代表的快速成型技术被看作是引发新一轮工业革命的关键要素。目前，在3 D打印技术领域，虽然国内与国外存在较大的差距，但是，国内在某些方面已
30、经领先全球，并且从“国家领导人”到“普通民众”对3 D打印技术给予了高度的关注和极大的热情，这为提升“中国制造”整体实力提供了一个绝佳的机会，为3 D打印的普及应用与深化发展提供了一个良好的平台。5 .3 .1 3 D打印技术未来趋势之一设备向大型化发展纵观航空航天、汽车制造以及核电制造等工业领域，对钛合金、高强钢、高温合金以及铝合金等大尺寸复杂精密构件的制造提出了更高的要求。目前现有的金属3 D打印设备成形空间难以满足大尺寸复杂精密工业产品的制造需求，在某种程度上制约了3 D打印技术的应用范围。因此，开发大幅面金属3 D打印设备将成为一个发展方向。5 .3 .2 3 D打印技术未来趋势之二材
31、料向多元化发展3 D打印材料单一性在某种程度上也是制约了3 D打印技术的发展。以金属3 D打印为例，能够实现打印的材料仅为不锈钢、高温合金、钛合金、模具钢以及铝合金等几种最为常规的材料。3 D打印仍然需要不断地开发新材料，使得3 D打印材料向多元化发展，并能够建立相应的材料供应体系，这必将极大地拓宽3 D打印技术应用场合。5 .3 .3 3 D打印技术未来发展趋势之三从地面到太空NASA是美国政府机构中较早研究使用3 D打印技术，已利用3 D打印技术生产了用于执行载人火星任务的太空探索飞行器（SEV）的零部件，并且探讨在该飞行器上搭载小型3 D打印设备，实现“太空制造”。“太空制造”是NASA
32、在3 D打印技术方向的重点投资领域。为实现“太空制造”，美国已在太空环境的3 D打印设备、工艺及材料等领域开展了多个研究项目，并取得多项重要成果。5 .3 .4 3 D打印技术未来发展趋势之四助力深空探测3 D打印技术的快速发展和远程控制技术为空间探测提供了新的思路。月面设施构件3 D打印技术是利用月球原位资源,采用3 D打印技术就地生产月面设施构件,是未来建立大型永久性月球基地的有效途径。该方法能够最大限度地利用原位资源制造3 D打印所需的粉末材料，继而采用3 D打印设备直接打印出月面设施构件，大大降低地球发射成本，并可利用月球基地的原位资源探索更远的空间目标。5 .3 .5 3 D打印技术
33、未来发展趋势之五走入千家万户随着3 D打印技术的不断发展与成本的降低，3 D打印技术走入千家万户不无可能。也许，未来的某一天，你便可以在家里给自己打印一双鞋子；也许，未来某一天，在你的车子里就放着一台3 D打印机，汽车的某个零件坏了，便可以及时打印一个重新装上，让你的车子继续飞奔起来，而不是站在路边苦苦地等着别人来把你的车子给拖走3 D打印正因为它的独特魅力逐渐融入我们的生活；3 D打印正因为它的独特优势逐渐改变这个世界；3 D打印正因为它的无所不能可以让你的“异想天开”变得“实实在在”；3 D打印正因为它的快速高效可以让你的“驾车旅游”不再孤单；3 D打印正因为它的巨大魔力让建立“月球家园”
34、不再是一个梦想，这就是“3 D打印”。6 . 3 D打印技术的市场发展瓶颈当前，我国3 D打印产业尚处于起步阶段，市场发展缓慢，虽然取得了一些进展，但与发达国家相比，我国对这项技术显然还不够重视。一是由于尚无主导的技术标准、缺乏产学研一体化机构，技术研发和推广应用基本处于无序状态；二是由于当前3 D打印的产业规模化程度低，尚未形成有效产业链，产业整合度低；三是有效的市场机制还未建立，主要依赖国家项目资助进行技术研究，企业的主体作用还未体现；四是缺乏社会的大力推广，3 D打印相关课程尚未列入机械制造、材料工程等学科的教学课程体系，企业对3 D打印技术的发展趋势认识不到位导致整个产业需求不足。无疑
35、，3 D打印技术的出现，给人类带来了一种全新的生产方式和生活理念，对传统工业整体格局和规模化生产方式将是一种极大的挑战。然而，不容乐观的是，目前3 D打印技术不得不面临打印材料、打印成本、规模经济等多方面的瓶颈，并且在短期内较难解决。首先，关于打印材料，由于耗材对3 D打印技术的应用和发展起着至关重要的作用，当前应用于3 D打印的耗材及其有限，市场上常用的耗材包括PLA（生物降解塑料聚乳酸）、ABS树脂、橡胶、石膏、塑料、可粘结的粉末颗粒等，以及少量价格高昂的进口材料。并且，多数耗材主要应用于家电制造、玩具等轻工业民用产品领域，在汽车、航空等领域应用还较少，尽管有部分金属材料应用，但是离规模化
36、大批量生产尚有相当大的距离。其次，关于打印成本，由于打印的设备成本偏高，导致3 D打印成本总体成本居高不下，单个产品的制造成本依然处于较高水平。使用3 D打印机制造产品，缺乏规模经济，使得单间产品的打印成本远远高出规模制造成本。一方面前期投资成本大，另一方面资本回报率却并不乐观，因此大规模的资金投入还未形成。此外，3 D打印速度偏慢，对于一件较为复杂的产品，花费时间可能是好几天甚至几个月。而关于规模经济方面，由于受传统格局的制约，3 D打印的推广进展缓慢。众所周知，传统制造业之所以能实现规模化大生产得益于生产过程的可重复与标准化制造，相比之下，3 D打印更倾向于个性化与定制化，普通个人或企业的
37、个性化与定制化需求显然难以满足规模化要求。此外，3 D打印技术还存在研发技术落后、产业的统筹规划不到位、知识产权保护有待完善及消费者市场有待开拓等多方面的的限制。从整个产业的角度来看，由于缺少大型龙头企业的示范作用，加之政府尚未出台有针对性的扶植措施，3 D打印的整体产业体量还处于较低层次，离成熟的产业化运作还有相当大的差距。参考文献1 李小丽,等3 D打印技术及应用趋势上海,上海产业技术研究,2 0 1 22 刘海涛.光固化三维打印成形材料的研究与应用D.武汉:华中科技大学,2 0 0 93 胡迪利普森3 D打印:从想象到现实-中国对外贸易- 2 0 1 34 贺超良，汤朝晖，田华雨，陈学思3 D打印技术制备生物医用高分子材料的研究进展高分子学报, 2 0 1 35 王萍3 D打印及其教育应用初探-中国远程教育-2 0 1 36 张学军，唐思熠，肇恒跃，郭绍庆，李能3 D打印技术研究现状和关键技术材料工程,2 0 1 67 吴昊中国3 D打印产业的现状及发展思路科技风, 2 0 1 38 3 D打印技术的发展与应用对未来产品设计的影响张楠，李飞-机械设计-2 0 1 3
