3d打印技术期末试题范文

2023-10-31

3d打印技术期末试题范文第1篇

关键词:3D打印;核心技术;发展前景

引言

随着科技的进步,在工业制造领域中出现了一种革命性的技术,即3D打印技术,该技术是利用计算机软件对产品的加工样式进行立体化设计,然后通过3D打印设备中的固体材料将其打印出来,该技术不仅打印效率高,而且具备很高的打印精度,这使其能够在工业制造、航空航天、建筑工程等诸多领域中广泛应用。由此可见,在现代化信息技术、材料技术等多种新型技术的带动下,3D打印技术的未来发展前景是非常广阔的,而该技术作为一门新型的多学科交叉技术,需要各个领域共同努力来进行研发,才能使其核心技术真正被人们所掌握。

一、3D打印技术综述

(一)3D打印的概念

3D打印技术是近些年来民用市场中出现的一个全新概念,其在专业领域中又被称之为快速成形技术,该技术最早起源于上世纪八十年代,是以材料堆积法为基础而研发的高新制造技术,是近些年来工业制造领域中一项具有革命性意义的新型技术,其涉及到分层制造技术、材料科学、数控技术、逆向工程技术等多项技术成果,该技术其是以三维数字模型作为打印基础,并通过3D打印设备的运用,利用粉末状的石膏、金属、树脂等可粘合材料,按照逐层打印的方式来对实物进行构造,该技术的打印精度极高,而且打印速度非常快,最薄打印厚度甚至可以达到0.025mm,这使其在工业制造领域中有着其他制造技术所无法比拟的应用优势。该技术能够按照设计人员的设计思想来对零件或原型进行自动、快速、精确的制作,从而大大节约了制造成本,实现了对设计方案的高效化生产。可以说,快速成形技术是通过三维CAD数据的运用,借助于快速成型机将材料按照逐层堆积的方式来制作成实体原型。

(三)3D打印的基本原理

对于3D打印技术的原理来说,其工作原理基本与传统的打印机是相同的,其是将需要设计的产品参数转化成相应的3D数据,然后利用3D打印设备将这些3D数据划分到各个层中进行逐层分切,通过逐层构建的方式来对产品进行逐层打印。比如,在对塑料汽车产品进行制作时,需要在计算机中利用3D软件制作一个包含汽车参数的3D模型,然后在3D打印设备中添加塑料可粘合材料,并由3D打印设备将其按照3D模型的各个层次进行逐层打印出来。在打印过程中,汽车3D模型会按照相应的层厚来切成很多片,通过对这些片进行依次打印,然后利用可粘合材料将这些片粘合在一起,即可制作出需要設计的汽车模型。

二、3D打印核心技术分析

(一)快速成形技术分析

在3D打印技术中,立体光固化成型技术便是其中一种核心技术,该技术的英文缩写为SLA,SLA技术是采用具有特定强度和波长的激光束,使其能够在光固化材料的表面进行聚焦,通过从点至线、从线至面的方式来凝固材料,以此构建这个层面的实体,然后利用升降台在此层面的上部进行另一层面固化,通过这种逐层固化叠加的方式来构建三维实体。SLA技术在模具、模型制造中的应用广泛,通过该技术能够有效替代在产品制作时需要利用蜡模来进行铸造。SLA技术具有较高的成形效率,在成形精度上也比较高,不过因为其所使用的树脂固化材料在凝固时会因收缩而发生形变,因此对于某些精度要求极高的打印产品是难以满足其制作要求的,因此需要采用光敏材料来进行改善,这也是SLA技术的未来发展趋势。

(二)选择性激光烧结技术

选择性激光烧结技术也是3D打印技术中的核心技术之一,该技术的英文缩写为SLS,SLS技术最早出现于1989年,并于1992年正式被应用于工业生产中,该技术是利用激光来对固体粉末进行有选择的分层烧结,使固体粉末通过分层烧结的方式得以层层固化,并采用层层叠加的方式来打印出相应的零部件,该技术需要通过CAD软件来构建产品的三维模型,并对产品数据进行相应的处理后,经过铺粉、烧结和后处理等多个环节来完成整个打印过程。SLS技术相比于其他技术来说,在成型材料的来源上较为广泛,无论是哪种成型材料,只要是能够通过加热来进行原子粘结,都可将其当作SLS技术的成型材料,目前SLS技术所使用的成型材料主要包括高分子、石蜡、陶瓷及金属粉末等,正是因为SLS技术的成型材料种类众多,因此能够大大节约用料,能够在多个领域中得以广泛使用。

(三)分层实体制造技术

分层实体制造技术同样是3D打印技术的核心技术之一,该技术的英文简称为LOM技术,这种技术是将片材作为原材料的,比如塑料、纸片、复合材料、薄膜等,都可以充当LOM技术的原材料。LOM技术是通过计算机中的激光切割系统来对产品的横截面轮廓数据进行提取的,然后运用激光在纸上切割成产品的轮廓,在激光用纸的背面涂有一层热熔胶,在产品轮廓被切割完毕后会利用热粘压设备将各个切割层进行粘合,然后再次进行切割,通过逐层切割与粘合的方式来打印出想要的三维实物。LOM技术具有良好的模型支撑性,而且制作成本较低、打印效率较高,不过需要进行前处理与后处理,而且对于内部中空的结构件来说是无法通过该技术进行打印的。

(四)熔积成型技术

熔积成型技术也是该3D打印技术的核心技术,该技术的英文缩写为FDM技术,FDM技术的原料主要为丝状材料,如塑料、石蜡、合金丝等,该技术通过电加热来对丝状材料进行加热,在丝状材料熔化以后将其输送到喷头中,然后利用计算机来控制喷头进行平面运动,使熔融材料能够按照特定的路径进行涂覆,在此过程中熔融材料会重新凝固,进而使工件的上一层面成形后,喷头高度会调高到下一层,然后继续涂覆,直至各层均涂覆为止,通过熔融材料在各个层面中的堆积来形成三维工件,FDM技术具有污染小的应用优势。

三、3D打印技术的发展前景

目前,3D打印技术已经广泛应用于考古文物、医学、建筑等各个领域,并引起了社会的高度关注,这也使3D打印技术在短短的几年里发展速度异常迅猛。不过现阶段对于3D打印技术的应用与研发仍旧处于初期阶段,在核心技术研发速度上较为缓慢,而且在知识产权保护与产业规划方面还有许多问题亟需解决。不过,随着科技的进步,3D打印技术的发展速度必将越来越快,在制作精度提高的同时,还能使制作成本进一步的降低。而3D打印设备也将实现移动化、灵活化与便捷化,3D打印产品不仅能够实现随时随地的生产与配送,用户也能利用手机终端或智能机器人来完成产品的整个3D打印过程。

结语

总而言之,3D打印技术的出现,为我国制造领域带来了革命性的影响,给人们的生产生活也带来了巨大的便利,虽然我国对3D打印技术中核心技术的研发尚未真正成熟,距离3D打印技术的大规模应用还有一定的距离,但这项技术给世界带来的改变却是有目共睹的。相信随着时间的推移,3D打印技术中的核心技术必将牢牢的掌握在我们的手里,进而使3D打印技术能够在世界范围内真正的大放异彩。

参考文献:

[1]李昕. 3D打印技术及其应用综述[J]. 凿岩机械气动工具,2014(04):36-41.

[2]王子明,刘玮. 3D打印技术及其在建筑领域的应用[J]. 混凝土世界,2015(01):50-57.

[3]张云波,乔雯钰,张鑫鑫,马芳,翟莲娜,顾哲明. 3D打印用高分子材料的研究与应用进展[J]. 上海塑料,2015(01): 1-5.

作者简介:唐之浪,女,汉族,1969.3,讲师职称,大学本科学历,常德财经学校,从事3D打印,proE,机械制图,caxa,UG方面的工作。

3d打印技术期末试题范文第2篇

3D打印技术(3D printing),是快速成形技术的一种,它是一种数字模型文件为基础,运用粉末状金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。3D打印技术出现在20世纪90年代中期,实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。

一、3D打印技术简介

3D打印技术是指通过连续的物理层叠加,逐层增加材料来生成三维实体的技术,与传统的去除材料加工技术不同,因此又称为添加制造(AM,Additive Manufacturing)。作为一种综合性应用技术,3D打印综合了数字建模技术、机电控制技术、信息技术、材料科学与化学等诸多方面的前沿技术知识,具有很高的科技含量。3D打印机是3D打印的核心装备。它是集机械、控制及计算机技术等为一体的复杂机电一体化系统,主要由高精度机械系统、数控系统、喷射系统和成型环境等子系统组成。此外,新型打印材料、打印工艺、设计与控制软件等也是3D打印技术体系的重要组成部分。

目前,3D打印技术主要被应用于产品原型、模具制造以及艺术创作、珠宝制作等领域,替代这些领域传统依赖的精细加工工艺。3D打印可以在很大程度上提升制作的效率和精密程度。除此之外,在生物工程与医学、建筑、服装等领域,3D打印技术的引入也为创新开拓了广阔的空间。如2010年澳大利亚Invetech公司和美国Organovo公司合作,尝试以活体细胞为“墨水”打印人体的组织和器官,是医学领域具有重大意义的创新。

二、3D打印技术及产业国际国内发展现状

(1) 国际情况

经过十多年的探索和发展,3D打印技术有了长足的进步,目前已经能够在0.01mm的单层厚度上实现600dpi的精细分辨率。目前国际上较先进的产品可以实现每小时25mm厚度的垂直速率,并可实现24位色彩的彩色打印。

目前,在全球3D打印机行业,美国3D Systems和Stratasys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Fab@Home和Shapeways、英国的Reprap等。

3D Systems公司是全世界最大的快速成型设备开发公司。于2011年11月收购了3D打印技术的最早发明者和最初专利拥有者Z Corporation公司之后,3D Systems奠定了在3D打印领域的龙头地位。Stratasys公司2010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3D打印机。继2011年5月收购Solidscape公司之后,Stratasys又于2012年4月与以色列著名3D打印系统提供商Objet宣布合并。当前,国际3D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,3D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,3D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,3D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3D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60种创新产品,年收入达到100万美元。

(2) 国内情况

自20世纪90年代以来,国内多所高校开展了3D打印技术的自主研发。清华大学在现代成型学理论、分层实体制造、FDM工艺等方面都有一定的科研优势;华中科技大学在分层实体制造工艺方面有优势,并已推出了HRP系列成型机和成型材料;西安交通大学自主研制了三维打印机喷头,并开发了光固化成型系统及相应成型材料,成型精度达到0.2mm;中国科技大学自行研制了八喷头组合喷射装置,有望在微制造、光电器件领域得到应用。但总体而言,国内3D打印技术研发水平与国外相比还有较大差距。

近年来,国内如深圳维示泰克、南京紫金立德、北京殷华、江苏敦超等企业已实现了3D打印机的整机生产和销售,这些企业共同的特点是由海外归国团队建立,规模较小,产品技术与国外厂商同类产品相比尚处于低端。目前,国产3D打印机在打印精度、打印速度、打印尺寸和软件支持等方面还难以满足商用的需求,技术水平有待进一步提升。在服务领域,我国东部发达城市已普遍有企业应用进口3D打印设备开展了商业化的快速成型服务,其服务范围涉及到模具制作、样品制作、辅助设计、文物复原等多个领域。与内地相比,我国港台地区3D打印技术引入起步较早,应用更为广泛,但港台主要着重于技术应用,而非自主研发。

(3)3D打印产业的未来发展前景

根据国际快速制造行业权威报告《Wohlers Report 2011》发布的调查结果,全球3D打印产业产值在1988~2010年间保持着26.2%的年均增长速度。报告预期,3D打印产业未来仍将持续较快地增长,到2016年,包含设备制造和服务在内的产业总产值将达到31亿美元,2020年将达到52亿美元。

但3D打印技术要进一步扩展其产业应用空间,目前仍面临着多方面的瓶颈和挑战:一是成本方面,现有3D打印机造价仍普遍较为昂贵,给其进一步普及应用带来了困难。二是打印材料方面,目前3D打印的成型材料多采用化学聚合物,选择的局限性较大,成型品的物理特性较差,而且安全方面也存在一定隐患。三是精度、速度和效率方面,目前3D打印成品的精度还不尽人意,打印效率还远不适应大规模生产的需求,而且受打印机工作原理的限制,打印精度与速度之间存在严重冲突。四是产业环境方面,3D打印技术的普及将使产品更容易被复制和扩散,制造业面对的盗版风险大增,现有知识产权保护机制难以适应产业未来发展的需求。

Gartner公司2011年发布的最新技术发展展望报告判断:3D打印技术目前正在进入概念炒作的高峰阶段,其技术还有待充分成熟,主流市场也有待进一步培育。Gartner公司研究人员认为,3D打印技术成熟到适应市场需求还将需要5~10年的时间。在这一较为漫长的发展过程中,产业可能会面临增长期望落空、技术遭遇瓶颈以及投资撤离等风险。

总之,从中长期看来3D打印产业具有较为广阔的发展前景,但目前产业距离成熟阶段尚有较大距离,对于3D打印市场规模的短期发展不宜过分高估。因此,现阶段产业界对3D打印领域的投入应以加强创新研发、技术引进和储备为主,尤其要重视自主知识产权的建设和维护,争取在未来的市场竞争中占据有利地位。如受到概念炒作影响,在技术尚未充分完善的现阶段大规模投入产能扩张,则投资回报将面临着较大的风险。

(4) 3D打印技术未来发展的主要趋势

随着智能制造的进一步发展成熟,新的信息技术、控制技术、材料技术等不断被广泛应用到制造领域,3D打印技术也将被推向更高的层面。未来,3D打印技术的发展将体现出精密化、智能化、通用化以及便捷化等主要趋势。

3d打印技术期末试题范文第3篇

关键词:3D打印技术;发展现状;发展前景;措施与制度; 正文:

3D打印,即快速成型技术的一种,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金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。 3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。3D打印机与普通打印机工作原理基本相同,只是打印材料有些不同,普通打印机的打印材料是墨水和纸张,而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”,是实实在在的原材料,打印机与电脑连接后,通过电脑控制可以把“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。

3D打印技术分许多种,目前市场上的快速成型技术分为3DP 技术、熔融层积成型技术、立体平版印刷技术、激光烧结技术、激光成型技术和紫外线成型技术等等。3D技术该技术在珠宝、工业设计、建筑、汽车,航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、军事以及其他领域都有所应用。可惜的是目前为止一些高端的民用3D打印技术仍然掌控在国外的几家龙头老大的公司里面,我国民间在3D打印技术的研发方面与国外有着很大的差距。不过好消息是据英国《简氏防务周刊》网站2月24日报道,中国人民解放军已研制出首幅使用3D打印技术的地形图,另外我国早在2000年前后,中航激光技术团队就已开始投入“3D激光焊接快速成型技术”研发,解决了多项世界技术难题、生产出结构复杂、尺寸达到4米量级、性能满足主承力结构要求的产品。这些都可以说明了我国对3D打印技术的重视程度与投入程度,可惜的是,我国掌握的这些技术主要是在军事方面,还无法投入工业的实际制造中。 3D打印快速成型技术的专利申请量趋势分析摇通过专利申请的分析,可揭示3D打印技术领域的历年专利申请及技术研况,从而掌握其技术发展趋势及全局动态。对检索到的国内外3D打印技术领域的专利申请量进行统计,结果见图

国内自20世纪90年代初才开始涉足3D打印技术领域,从图中可以看出,在1999年之前专利申请量较少,说明当时我国3D打印技术还处于时萌芽期,没引起足够的重视,是这也受到我国高科技技术人的缺乏以及3D打印技术研发成本高等方面的约束。2000-2007年间,专利申请量开始稳步增长,进入平稳增长期,2007年之后专利申请量快速增长,直到2011年国内申请量达到了20年来的最高峰,说明我国目前主要处在研发的快速成长阶段。

从国内外趋势线上反映的总体态势看,我国与国外技术发展差距近10年,处在不同的发展时期。这与研发者的学术敏锐、研发模式及国家层面的重视有关。因此,我国需加强政策扶持,加大研发投入,不断进行技术研发创新,逐步向产业化迈进,缩小与国外的差距

此外,环扫国内,桌面式3D打印市场基本处于仿制国外技术资源的阶段,拥有自主研发技术的公司并不多。值得关注的是,开源策略发生了变化,这对于国内多数的品牌3D打印机仿制者来说并不算是什么好消息,而逐步走向自主研发的道路也是必然的趋势。虽然这场变化基本在多数仿制者的意料之中,但是其发生时间却要比预期快很多。除此之外,我们国内用户与海外用户在对产品的态度也有着完全相反的态度:国内用户更为讲究实际和效果。在欧美地区,多数用户购买桌面式3D打印机是源自于个人兴趣,而国内用户主要是以工作为主。这也就是说,国内用户更加注重3D打印机的效果和稳定性,因此对于产品的小毛病都会嗤之以鼻。目前3D打印出来的成品在外观和尺寸上比从传统制造行业流程走出来的产品要差不少,国内3D打印制造商仍然需要不断的提高打印精准度,甚至加入打磨功能。

3D打印技术在国内没能够有大发展的另一个原因在于,国内3D行业“小而散”的局面影响了产业的推广。目前,我国在3D快速成型技术上的设备、材料及应用领域与国外尚有差距,而活体组织打印是未来重要方向发展3D打印技术。

其实由上图可以看出我国其实起步并不晚。这方面的研究在上世纪80年代末就已开始,研究力量集中在西安交通大学、华中科技大学和清华大学等高校。 目前,这3所高校仍是我国3D打印技术的研究重地,其中西安交通大学侧重研究光固化技术,华中科技大学的优势在于激光粉末烧结技术,而清华大学则侧重塑料堆积技术。我国生产的3D打印机装备功能已经接近国际先进水平,两者的差距主要体现在装备的可靠性和材料研发上。“部分3D打印机的关键器件需从国外进口,而用国产零件生产的打印机稳定性不够。”此外,我国在材料质量和品种上还远不如美国、德国丰富,许多研发的实验材料也需要进口。这些方面也导致国内对3D打印技术的研发成本大大的提高了,也是阻碍我国推广此项技术的绊脚石。

据华中科技大学材料科学与工程学院教授史玉升说,国内与国外虽然还有不小差距,但3D打印技术已经算是我国制造行业与国外先进水平差距很少的技术之一,部分领域几乎同步,在某些方面还具有自身特色和一定的优势。北京航空航天大学的王华明教授曾打印出世界上最大的钛合金复杂构件,产品整体性能远超锻件。值得再次提起的是我国的“3D激光焊接快速成型技术”已经是超越了美日,在国际上也是领先的水平。

目前不仅是在我国,在国际上3D打印技术也面临着一系列的问题:首先是缺乏宏观规划和引导。3D打印技术涉及的各大领域,也属于新能源新技术的研发行列中年,但在在我国工业转型升级、发展智能制造业、进入创新型国家的相关规划中,对3D打印这一交叉学科的技术总体规划与重视不够。此外,企业对技术研发投入也明显不足。我国虽已有几家企业能自主制造3D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,而占据3D打印产业主导地位的美国3Dsystems、stratasys等公司,每年都投入1000多万美元研发新技术,研发投入占销售收入的10%左右。两家公司不仅研发设备、材料和软件,而且以签约开发、直接购买等方式,获得大量来自企业外部的相关细分技术、专利,已掌握一批关键核心技术。还有就是缺乏教育培训和社会推广。目前,企业购置3D打印设备的数量非常有限,应用范围狭窄。在机械、材料、信息技术等工程学科的教学课程体系中,缺乏与3D打印相关的必修环节,3D打印停留在部分学生的课外兴趣研究层面。

为了在这场潮流中夺得先机,推动我国3D打印技术产业化、市场化进程,加快与国际间的对话交流,促进3D打印技术与传统制造技术的有机结合,由亚洲制造业协会联合华中科技大学、北京航空航天大学、清华大学等权威科研机构和3D行业领先企业共同发起的中国3D打印技术产业联盟于2012年10月15日在北京宣告成立。中国3D打印技术联盟是全球首家3D打印产业联盟,标志着我国从事3D打印技术的科研机构和企业从此改变单打独斗的不利局面,有利于尽快建立行业标准,集中展示我国3D打印技术的良好形象,也便于加强与政府间或国际间的广泛交流。

中国3D打印技术产业联盟秘书长罗军表示未来3至5年是发展关键时期,工业级打印将成主要市场。据罗军估计,产业联盟成立后,国内3D行业统一了抱团发展的思想,未来3年内有望达到百亿产值。而市场缺口打开后,国内3D打印技术市场规模将保持至少一倍以上的增长速度,有可能成为世界3D打印的中心。

结论:

发展3D打印产业,可以提升我国工业领域的产品开发水平,提高工业设计能力;可以生产复杂、特殊、个性化的产品,有助于攻克技术难关;可以形成新的经济增长点,促进就业。面对新的生产方式变革和发达国家大力推进的"再工业化战略",我国也应高度重视3D打印等新型数字化制造技术的研发和产业化,加大人才培养、市场培育和应用推广的力度,努力在数字化革命和智能制造的"机会窗口"前取得3D打印产业发展主动权。 参考文献:

(1)作者:王德花,马筱舒 《需求引领 创新驱动——3D打印发展现状及政策建议》 2014年08期

(2)作者:王忠宏,李扬帆,张曼茵《中国3D打印产业的现状及发展思路》2013年01期

(3)作者:刘红光,杨倩,刘桂锋,刘琼《国内外3D打印快速成型技术的专利情报分析》2013年06期

(4)作者:Ji De Zhang,Shu Fang Wang,Yan Hui Luan《Analysis of 3D Printing Technology in China - Taking Avic Heavy Machinery Co.,Ltd (600765) as an Example》

(5)作者:Jianzhong Cha,Shuo-Yan Chou,Josip,Stjepandi&cacute,Richard Curran,Wensheng Xu,Na Qi,Xun Zhang,Guofu Yin《Opportunities and Challenges of Industrial Design Brought by 3D Printing Technology》2014年

(6)作者:杨永强,叶梓恒,王迪,宋长辉,刘洋《3D打印设备国内产业化可行性分析》华南理工大学机械与汽车工程学院——2013年08期

(7)人民日报—— 2013-05-31——《我国3D打印与世界先进水平有哪些差距?》

(8)中研网——2014/12/19——《分析:我国必须尽快掌握3D打印核心技术》 (9)百度百科——《3D打印技术》http://baike.baidu.com/link?url=GayNxtuH-1JTQ6rK9-EX8bBYYQGYsmMX7WIRXB9rPwvH9nIL5OjNIFFpIYHE9WM-VRtTTtIW4dnEi3vmpTtBa7OgHybf3bUUftPpL9fQ17dL9A0W8dlWY69M874f9M91f4tonL4Mz16qg9_G2dGWqWwO_3epngC20n2p6zWS8JoMUf5WU6b-OC2ag0fMqU1x (10)作者: 王忠宏,李扬帆《3D打印产业的实际态势、困境摆脱与可能走向》 国务院发展研究中心产业经济部,清华大学经济管理学院——2013年08期

3d打印技术期末试题范文第4篇

关键词:3D打印技术;应用;发展分析

1 3D打印技术简介

3D打印技术是一种快速成型技术,它以数字模型文件作为基础,运用可粘合材料,通过逐层打印的方式构造物体[1]。当前3D打印技术主要应用于艺术创作、珠宝制作等领域。然而随着技术的发展,生物工程、医学、建筑等领域也越来越多的使用3D打印技术,为科技创新添加了新的活力。

与传统的工业制造业相比,3D打印技术有着无可替代的优势,这使得在当前高科技产业日新月异的今天,3D打印技术能在信息化社会中占有一席之地。3D打印技术有着以下特点:(1)生产效率极高。3D打印技术通过材料的层层推挤与叠加,在电脑数据的操控下堆砌成需要生产的物品,这与传统工业对原材料的剪裁制造完全不同。不仅省去了繁重的修整零部件工序,该大大增加了原材料的利用率,大幅降低生产成本,提高生产效率;(2)复杂零件可一次成型。传统工业在生产的过程中,需要经过模具设计、生产、修整等阶段,并在制作过程中对原材料进行锻造、打磨等加工,最终制作成复杂的产品。其生产周期长,生产工序繁琐,人力资源消耗大。而3D打印技术缩短了所有中间过程,它的模具通过电脑制作,产品根据电脑生成的设计图纸直接一次性打印完成,能够更加便捷、准确的制作出复杂产品,极大缩短了生产和设计周期。(3)可以满足不同消费者需要。传统工业注重批量化生产,3D打印技术则更能激发人的想象力,满足产品设计者和消费者的个性化需求。3D打印技术生产的产品不再千篇一律,而是独一无二。这将开创传统工业从批量制造到批量定制的华丽转变。

2 3D打印技术的发展现状

尽管3D打印技术将对传统制造业产生翻天覆地的影响,但我们还是应当注意,目前3D打印技术的发展仍受到许多因素的制约。具体问题有:(1)3D打印技术对打印材料的要求较高。3D打印技术特殊的产品制造手段,成为了其发展的双刃剑[2]。一方面高效的生产方式促进了效率的提高,另一方面则对生产材料有着很高的要求。3D打印所使用的材料不仅要能够被“打印”,而且“打印”出的产品必须满足技术要求。因此在现阶段,3D打印技术可供选择的材料较少,这成为了制约3D打印技术发展的主要原因。以目前的材料科学发展情况,可成为3D打印技术的材料主要为工程塑料、部分金属材料等,然而这些材料都是专门为3D打印技术所研发,与传统工业的生产材料还有着较大差距。(2)3D打印技术受支撑技术限制。3D打印缺乏支撑性技术,是制约自身进一步发展的另一个重要原因。举例来说,包括打印产品速度过慢,打印出的产品精度不高等。这都从侧面反映出当前3D打印技术的发展仍处于较低的水平。(3)3D打印技术缺乏严格的技术规范。由于3D打印技术才刚刚起步,行业内部缺乏明确的、可执行的、有效地条款,造成了目前3D打印技术在打印材料的选择上缺乏统一规范,这也阻碍了3D打印技术的进一步发展。(4)3D打印技术在短时间内仍难以取代传统制造业。虽然相较于传统制造业,3D打印技术有着无可比拟的优势,然而在大规模批量制造及成本控制方面,目前3D打印技术由于各方面的限制,难以匹敌传统制造业;(5)国内3D打印材料不足。我国目前3D打印技术还远未形成完善的产业链,因此仅有少数企业能提供高质量的3D打印材料,难以满足当前国内3D打印技术发展的需要。大量的原料需要依靠进口,导致我国3D打印技术在推广和应用领域受到诸多限制。

3 促进我国3D打印技术发展的对策

与欧美等发达国家相比,我国的3D打印技术仍有着一定的差距,而要在全球的科技发展浪潮中缩短与国外的差距,这绝非易事。除了政府要在政策面鼓励3D打印技术的发展之外,还要做到各行业的通力协作。

3.1 加强政府对3D打印技术发展的支持力度

政府是高新技术发展的统筹与规划者。3D打印技术有着广阔的市场前景,因此政府应当从政策完善、资金支持、人才培养、法律保护等多个方面[3]。主要包括:强化宏观调控,制定3D打印行业规范;加大财政拨款,为3D打印企业提供税收等财政优惠;鼓励高校设立3D打印技术专业,培养3D打印技术方面的人才;完善相关法律法规,保护3D打印技术的只是产权;强化社会监督,重视对3D打印技术可能引发的社会问题,严格控制3D打印材料的购买渠道。通过以上政策面的手段,加大对3D打印技术发展的投入,促进我国3D打印技术发展迈上新台阶。

3.2 增强创新能力

创新是企业乃至国家不断向前发展的动力源泉。只有强大的创新能力,才能保证企业、社会在日益激烈的竞争漩涡中生存下来。首先,要促进3D打印技术的理论创新。及时掌握全球3D打印技术的发展动向,加强3D打印技术同电子、医学、物理等学科的交流,为拓展3D打印的材料制造带来新的活力。其次,建立3D打印技术信息交流平台,以高校、科研所、企业研究成果作为基础,加强高新科研机构之间的交流,实现完美的科学研究机制。

3.3 完善3D打印技术产业链

促进我国3D打印产业技术联盟的形成,定期开展3D打印技术产业相关研讨会,鼓励高校、科研单位、相关企业的参与,早日实现3D打印产业链上下流资源的整合。各方针对3D打印技术材料研究,加大资金、人力的投入,鼓励企业将非金属材料应用于3D打印技术之中。同时,各高校与研究机构充分发挥自身技术资源优势,通过与企业资金资源全面整合,形成3D打印产业的产品设计,软件开发,材料创新、产品宣传等完整的产业链。

3.4 普及3D打印产品的应用

通过开展3D打印产品博览会作品等方式,将3D打印技术推广到中小学校,对少年儿童开展3D打印的教育宣传,普及3D打印技术的知识,激发他们对3D打印技术的兴趣。选取生物医疗、工业设计等领域,有目的、有计划地将3D打印技术进行推广应用,积极促进3D打印技术理论与应用的同步发展[4]。

3.5 加强国际间3D打印技术的交流

根据我国对3D打印市场的实际需要,通过高校、研究所等平台,积极开展通欧美发达国家的3D打印技术的国际交流,形成高校与高校之间、研究机构与研究机构之间的合作关系,互相吸取发展经验,深化合作,共同促进3D打印技术的进一步发展。

4 结束语

随着各个学科研究的不断深入,3D打印技术的发展势必将进入新的层面。作为最具创新力的技术之一,3D打印技术正在以自身独特的优势,受到全世界的关注。3D打印技术当前还处于较低水平,其内在的经济、社会等方面的价值亟待人们进一步挖掘。文章对我国3D打印技术的未来发展趋势提出了一些建议,希望能对未来3D打印技术的推广和应用做出贡献。

参考文献

[1]张曼.3D打印技术及其应用发展研究[J].电子世界,2013,13:7-8.

[2]江洪,康学萍.3D打印技术的发展分析[J].新材料产业,2013,10:30-35.

[3]王博.浅谈3D打印技术的发展与应用[J].机电技术,2014,5:158-160.

[4]孙建明,童泽平,殷志平.3D打印技术的市场应用及发展前景分析[J].现代商贸工业,2014,18:81-82.

3d打印技术期末试题范文第5篇

摘要:在当前教育改革不断深入的背景下,3D打印技术这门迅猛发展的新兴学科为初中课堂带来了变化的契机。现阶段3D打印技术作为一种全新的信息化应用手段,受到了广泛教师的青睐,且在现实课堂教学中对其进行了有效应用。基于此,研究将结合初中信息技术课堂教学工作的开展,探讨如何基于3D打印技术的应用,设计符合初中生学习需求和学习规律的信息技术课堂教学方法,并以此驱动学生的信息技术学习能力和学习素养不断提升和发展。

关键词:初中;信息技术;课堂教学;3D打印

引言:事实上,信息技术3D打印的概念在本世纪中期就已经由相关专家提出,但直到最近才应用该技术,这得益于科学技术的逐步发展和国家硬件水平的进一步提高。如今3D打印技术已在建筑、服装、医疗、工业设计等领域广泛应用,也逐步进入了课堂。初中学校3D打印课程建设,既丰富了初中创新教育课程体系,它能更直观地表达教学中的抽象概念,使学生能够更好地理解自己的学习内容并加深对知识的掌握。与此同时,信息化开始逐步引导各个行业的发展。在社会上,许多产业的升级都依赖于3D信息化技术的在其中的应用。因此,3D打印课程的信息基础教育应用能让学生进一步理解3D打印相关理论,以及锻炼学生的在实际生活中的实践能力。

一、3D打印技术概述

信息技术3D打印在学术界最早被称为增材制造技术,2009年美国官方对3D打印进行系统阐述,将其描述为利用三维数字模型逐层制造的方式,将材料结合起来的工艺。在我国国内也运用这一概念并就3D打印技术融入社会生产进行广泛研究。信息技术3D打印的原理与传统打印机非常的相似。因此信息技术3D打印也称为打印机。通过计算机和打印设备搭建的打印平台,虚拟空间蓝图并转化为现实,运用物理手段虚拟数据模型[1]。

目前最为常见的信息技术3D打印技术有光固化立体成型、熔融成型、金属激光熔融等信息技术3D打印,3D打印技术之所以能够广泛运用的原因,是因为其具备三大特征特征。首先利用3D打印技术,能够节约生产成本。运用3D打印技术,不需要购买机械工具,3D打印平台可以完成各种机械工具的工作,在工作过程中,3D打印机还将完全按着需要添加原材料,以避免原材料的浪费。其次信息技术3D打印可以满足个性化的设计。信息技术3D打印平台支持用户的个性化设计,并滿足人们的各种需求。也正因如此为创新设计、个性自由展示提供了便利。另外3D打印产品成型的周期短,能够在很短时间内交付,就传统制作技术而言,在生产过程当中会受到多种因素的制约,而运用3D打印技术则能够快速打印成型[1]。

二、3D打印技术融入初中课堂存在的问题

在信息技术课堂上融入3D打印技术时,学生对于信息技术学科不够重视的问题较为突出。许多初中生在开展信息技术学习的过程当中,大多数只是停留在教师课堂所教学的内容,有些学生甚至没有将教师课堂教学内容融会贯通,而是忙着做自己的事情。许多学生经过三年信息技术课程的学习,仍然表示自己的打字速度很慢,对于一些软件的使用很不熟练[2]。

教学资源不足也是3D打印技术融入初中课堂存在的问题之一。开展3D打印技术的实践学习,需要有专业教师进行指导,要求教师具备3D打印的相关知识储备。当然就目前来看,许多初中并没有将3D打印技术教学与信息技术进行有效融合,许多信息技术老师仍然是集中于对学生基础软件应用的教学。

三、信息技术3D打印在课程中的运用

(一)应用多种教学模式开展3D打印教学

3D打印技术融入教学,为课堂带来了新鲜元素,学生会对学习的内容更感兴趣。在实施教学前,要充分论证,研究方法。初中学校的3D打印课程应当有计划有步骤地进行。

首先可通过兴趣小组的形式教学。从学校范围招收对3D打印感兴趣的学生组成兴趣小组,教师可以通过教学过程总结经验;完善教学内容;提高自身业务能力;搜集学生学习情况;反思并提高学习成效,为下阶段的各专业试点教学增加经验,打好基础[2]。

其次是在部分专业进行试点教学。职业学校同3D打印技术密切相关的专业有计算机、建筑、机械加工等,选择这些班级开展3D打印技术教学更容易切入,学生的学习积极性也更高。

最后通过分析各专业特点制定教学内容,将3D打印技术的学习开展到所有专业。让初中学生接触和掌握到一门新的技能。仔细分析工艺美术、旅游管理、厨师、电子商务等专业都能找到好的学习切入点,有了前期的教学积累,3D打印课程便能很好地开展下去。

(二)循序渐进完成教学内容

第一阶段为展示学习。教师通过向学生介绍3D打印技术,并展示3D模型制作和打印的过程;第二阶段是拍照创建。把通过拍摄获得的平面图片用切片软件转换成三维模型打印出来,增加学生制作的兴趣;第三阶段打印3D扫描仪获得的模型,将现实物品转换成虚拟模型再打印成现实物品;第四是使用3D软件制作虚拟三维模型,再导入切片软件加工,最后打印出来。指导学生使用3DMAX软件、切片软件和3D打印机实现从创意到现实的过程,激发学生探索和求知的热情。

(三)帮助学生直观理解教学内容

首先,我们应该理解,信息技术3D打印课程被教学课堂所运用的目的是让学生掌握3D打印技术。以3D打印技术信息为基础的教学方式让学生了解3D打印课程背后的原理和抽象知识。信息技术3D打印的内容应该在信息教育的方法中讨论并运用,但实际上信息技术3D打印与信息技术在本质上是密不可分的。基本上,信息技术3D打印需要信息技术对打印内容进行建模,打印内容可以更直观地反映人们使用3D打印技术表达的想法。因此,通过直接讲授信息技术,可以直接输入3D打印技术的理论中心,了解3D打印教材的内容。从而将3D信息技术更好的运用到教育教学当中,让学生更加深入的学习知识[3]。

(四)帮助学生掌握操作3D打印的技能

信息技术3D打印技术广泛应用于工业设计和商业生产的各个领域。但事实上,大多数3D打印产品仍然需要下载完整的数据包才能进行打印。尽管社会上很多人对3D打印感兴趣,但他们实际上没有能力创建3D打印数据包并实现3D打印技术。通过信息化3D打印技术的基础教育,让学生掌握了3D打印技术的使用,通过自己的理解和在实际生活中的应用,让学生简单地创建3D打印数据包,掌握3D打印内容在计算机上的建模技巧。通过这种教学方式,学生最终可以独立操作这项技术,这将对学生将来进入社会而言,使用3D打印技术提升行业的生产模式和服务起到非常重要的作用。

因此,在课堂中我注重让学生自由地发挥,指导过程及时肯定学生大胆的创意,让学生放下包袱,放飞想象,抓住灵感,敢于实践,培养学生解决生活中实际问题的能力。同时,给学生充足的时间进行建模创作,发展其立体思维,培养创新意识和应用技能。

从3D打印技术发展来看,由于技术的不断完善,使用的便捷,越来越受到制造生产行业的青睐,在未来一段时间里,它将是解决设计成型的重要途径。无论是素质教育需要还是创新教育的体现,或是初中生综合素质的提高,3D打印技术都应作为初中学校一门专业技术课程展开教学,促进初中生创新能力的提高,为社会提供更多的优秀应用型人才。

结语:综上所述,在当前各类新技术、新理念的不断发展和应用过程中,教师需要结合课堂教学的需求为学生创设全新的学习环境和学习空间,而且要应用新技术和新理念实现对学生的高效培养和引导。特别是在3D打印技术的课堂应用中,将之融入到初中信息技术课堂教学中,不但可以让学生参与学习的兴趣和热情得以提升,且能够让学生在不断学习的过程中建立起科学的学习思维和认知,加深对知识点的理解并运用到生活当中。

参考文献:

[1]宋国梁.初中3D打印技术及教学改革探究[J].现代职业教育.2019,(6):206-207.

[2]温紫玲.初中3D打印基础课程的开发[J].广东教育(职教版),2019,(1):73-74.

[3]华进知识产权.原理3D打印这项逆天技术在这么多领域可以应用[EB/OL].2018-8-9.

3d打印技术期末试题范文第6篇

[摘 要]3D打印技术是一项创新的制造技术,颠覆了传统的制造技术,以其个性化、小型化和节约化的特点给制造企业的技术创新带来了新的动力。而常州作为一个以制造业为主导经济产业的苏南城市,正面临传统制造企业创新动力不足的问题,本文以产业融合理论为基础,在分析3D打印技术与常州传统产业融合路径的基础上,探索3D打印技术与常州传统产业协同发展对策。

[关键词]3D打印;产业融合;传统产业;协同发展

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2015.17.183

1 3D打印制造技术

1.1 3D打印概念

3D打印,即快速成型技术的一种,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可黏合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型,后逐渐用于一些产品的直接制造,已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车,航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。

1.2 3D打印对产业结构的影响

1.2.1 3D打印制造技术将引起制造业的生产方式发生转变

3D打印技术是个体化的最好体现,也是制造业可以采用的生产方式,它不是在某一个地方生产产品后再运至世界各地,而是能够通过互联网即时发送设计图,并在需求所在地制造产品,抛弃了工厂大规模制造的雷同形式,具有个性化、小型化、节约化的特点。其真正革命之处在于它能在世界各地生产个性化的定制产品,设计和生产环节被不同时间和空间细分,从而呈现出社会化特征,而且设计和制造过程的联系将更加紧密。今后,制造一个产品并不难,难的是谁能够设计出来,这种设计变成一种个性化互动式的,变成创新与市场联动,市场需要什么就设计什么,或者是设计新的产品很快被市场接受,不仅大规模垄断的生产模式会发生改变,需求多样化、生产制造多样化,而且精密制造会深入到千家万户,任何人都可以享受到精密制造的产品,它全面超越了传统集中型的生产体系结构。

1.2.2 3D打印制造技术将创造新的商业模式,并改变现有产业结构

目前,3D打印技术已经在工业设计、模具制造等诸多领域得到广泛应用,展现出广阔的应用前景。随着大规模批量生产转向本地化、个性化定制生产,3D打印不仅会减少交通和物流成本,还会大幅降低固定资产投资,减少产品碳足迹和碳排放。3D打印可以使“及时生产方式”取代“及时物流”,使商业流程更节省成本并且更便捷,这有可能从根本上改变全球供应链,造成工作岗位的重新分布,并改变企业与用户之间的互动方式。这意味着一些制造业可以远离低成本劳动力聚集地,重返更靠近消费者的地方。这些变化都在不同程度上改变了经济模式,成为未来新的经济增长点。

2 产业融合理论

2.1 产业融合的内涵

从产业的内涵来看,产业是由技术、产品、企业、市场与制度等系统构成的。如果只从一个或少数几个子系统视角来定义,则会像“盲人摸象”那样无法得出一致的结论,也无法科学地界定产业融合的内涵与本质。因此,从系统的视角来加以研究,可以更好地界定产业融合的内涵与外延。

产业融合的内涵。从系统的视角看,产业融合是指开放产业系统中,新奇的出现与扩散引起不同产业构成要素之间相互竞争、协作与共同演进而形成一个新兴产业的过程。它的外延包括技术融合、企业融合、产品融合、市场融合、制度融合等。

2.2 产业融合的过程模型

2.2.1 产业融合产生过程是一个自组织过程

产业系统是由技术、企业、产品、市场与制度等要素构成的,其中企业是主体,产业系统中其他要素都是通过影响企业的行为来影响产业发展的。同样,产业融合的产生也是通过这些要素的相互作用与融合而促进产业融合的产生与发展的。

产业融合的产生过程是一个自组织过程,是指在开放系统中,不同产业企业主体之间非线性竞争与非线性协同相互作用打破了原有系统的线性关系而引起产业系统向有序化方向发展,即导致新兴产业出现与发展的过程。

2.2.2 产业融合产生过程的两个阶段

为了进一步理解产业融合产生过程的特征与内在规律,本文以融合型产品创新为标志,把产业融合的发展阶段分为两个阶段,即从无到有与从产业融合的出现到产业融合的实现。

首先,产业融合从无到有的过程。产业融合从无到有的过程是指产业融合首次出现的过程,其根本的标志是融合型产品的创新,是一个产业构成要素的扩散与整合的过程。

其次,产业融合从出现到实现的过程。产业融合从出现到实现的过程是指融合型产品产生后,像“序参量”一样,发挥“役使”功能,役使着技术、产品、企业、制度与市场等构成要素向同一个方向发展,并对现有多个产业中的产品进行替代,促进原有产品退出市场,形成以融合型产品为主导的新兴产业,并促进新兴产业发展进入稳定发展期。可见,从产业融合产生到实现过程是一个替代的过程。其中,制度融合、融合型产品功能的完善及价格的降低、市场融合等对于产业融合的实现起着非常重要的作用。

3 3D打印与常州传统产业的融合

3.1 常州传统产业概况

20世纪80年代初,常州已经成为闻名全国的工业明星城市,以乡镇工业发达为时代特征创造了著名的“苏南模式”,是全国最早的“经济体制综合改革试点城市”和“对外开放城市”。常州制造业基础雄厚,增长快速,并已形成了一批具有地方特色的产业集群,制造业已经成为常州经济的主导产业。常州市的传统产业有:轨道交通业、农机和工程机械制造业、输变电设备制造业、纺织服装业、化工制造业,传统产业不断升级,着力打造先进制造业基地,规模和品牌效应逐步显现。

为了引导企业加快发展高端装备,支持企业拓展新产品市场、加快产业化进程,促进装备制造业产业转型升级、向高端化发展,常州政府制定一系列的政策,推动了常州高端装备制造业的发展。目前,常州装备制造业是全市工业经济的支柱产业,在国内同行业具有较高声誉,已经形成输变电设备、轨道交通设备、工程机械和车辆,新型农业机械、数控机床及基础装备等门类齐全、配套完善的产业特色和优势,积累了较多的工业资产、较为先进的技术装备和较高科技含量的研发能力,形成了较为雄厚的装备制造产业基础。

3.2 3D打印与常州传统产业融合路径

3.2.1 3D打印与常州制造业的融合

常州工业经济中制造业为主导产业,尤其是形成了输变电设备、轨道交通设备、工程机械和车辆,新型农业机械、数控机床及基础装备等支柱性高端制造产业。但是,与长三角的其他城市相比较而言,常州制造业的竞争能力并不强。制造业的竞争,关键在于核心技术的竞争;核心技术的竞争,关键在于企业技术的创新能力。然而,企业技术研发与3D打印技术融合,将会大大地提高制造企业的技术创新能力。

3D打印技术是一项创新的技术,正不断向大尺寸、高精度、复杂化结构发展。对打印材料的拓展使用和打印精度控制不断提高成为主要亮点。作为趋于成熟的新兴技术,3D打印与传统制造技术相结合,互相取长补短将会迎来技术上的重大突破。

3D打印技术与制造企业融合,可以大大节省制造企业产品的研发时间和研发成本。有关专家预测,3D打印技术将会取代传统制造业所用的各种各样的传统加工机械,颠覆性改变制造业的生产方式,最大的特点是不需要大规模的流水线制造。

3.2.2 3D打印与常州模具产业的融合

对大规模生产的普通易耗品,3D打印恐怕永远竞争不过模具,尤其考虑到重力环境、可加工材料范围以及模具技术的同步进步。对高端工业品,材料、工艺才是核心竞争力所在,时间成本往往也远大于人力成本。传统的制造工艺中,一款产品在设计之后会进行开模,第一版模具行话叫作手板。手板的开模所需要的时间一般为一周,并且,传统制造工艺中的开模的风险较大。除了时间之外,还有两点风险让厂商担心。一是开模的成本较大,对于没有经过市场检验的创新设计而言,一旦市场不认可,就会造成较大的损失;二是产品开模之后无人问津,即便是成熟的产品,没有客户愿意下单,前期都白费工夫了。前一种风险至少值得一试,后一种风险直接就浪费了开发的资源。而与传统制造工艺相比,3D打印机所具备的立体成型、打印速度、打印成本这三项优势无疑是巨大的。它很好的将以上三点风险降到了最低。

3.2.3 3D打印与常州医疗生物产业的融合

目前,医疗行业(尤其是修复性医学领域)个性定制化需求显著,鲜有标准的量化生产,而个性化、小批量和高精度恰是3D打印技术的优势所在,因此,3D打印技术应用到常州医疗生物产业,将给医疗生物产业带来技术上的革命性突破。目前,常州华森三维打印研究院研发成功我国第一代骨科专用3D打印机,能将3D打印技术成功应用于骨科植入物的设计、生产和个性化定制。除此以外,3D打印与医疗生物行业的融合主要是技术的融合,有以下三个方面:体外医疗器械制造、个性化永久植入物、细胞3D打印。

体外医疗器械包括医疗模型、医疗器械——如假肢、助听器、齿科手术模板等。个性化永久植入物是对人身体部位进行复制,通过3D打印,这些部件可以与身体完全契合,与身体融为一体。以骨骼为例,当人体的某块骨骼需要置换,可扫描对称的骨骼,再打印出相应的骨骼,最后通过手术植入人体内。

细胞3D打印属较为前沿的研究领域,是一种基于微滴沉积的技术——一层热敏胶材料一层细胞逐层打印,热敏胶材料温度经过调控后会降解,形成含有细胞的三维结构体。

综上所述,3D打印已经逐步与常州其他产业进行融合,并且大部分是技术层面的融合,企业作为产业融合的主体,在外部激励因素与内生性激励因素的相互作用下,积极投入和推进3D打印与企业所处行业的融合。

4 常州3D打印产业融合传统产业协同发展研究

3D打印技术的产业化具有一条庞大的产业链,从上游的3D打印材料的生产,到中游3D打印设备的制造,以及下游3D打印应用与服务,产业路线长,涉及的技术新、科技含量高,其核心技术主要在上游的3D打印材料的研制开发以及中游3D打印设备的制造。

4.1 上游的3D打印材料的研发与产业化

目前3D 打印的材料主要有塑料、尼龙、石膏、陶瓷等,工业级应用的金属粉末仅有钛、不锈钢、金银等寥寥数种,因此如何开发更为多样的3D打印材料,如智能材料、功能梯度材料、纳米材料、非均质材料以及传统方法难以制作的复合材料已成为当前3D打印的一大关键技术。

常州在新材料领域具有较强研发与生产的优势,在武进经发区建有“功能新材料产业园”,建有4个新材料生产基地(新型功能高分子材料基地、新型复合材料基地、新型金属材料基地、新型能源材料基地),另有常州聚合物改性与应用技术研究院、北京化工大学常州先进材料研究院、江苏省高性能分子材料重点实验室、安格特国家级博士后科研工作站等一批研发平台,在功能新材料方面具有强大的研发与生产的优势。

因此,常州在3D产业发展过程中,可重点围绕3D打印产业链的上游新材料产业,加以引导与规划,鼓励现有企业开展3D打印新材料的研发与生产,在招商引资方面,有重点的吸引国内外3D新材料研制开发科研机构、高校与企业投资和落户常州,紧紧抓住3D打印产业链的上游核心技术。

4.2 中游3D打印设备的研制与产业化

常州作为江苏乃至全国重要的装备制造业基地,在智能装备产业领域具有雄厚的工业基础,在武进高新区建有“机器人及智能装备产业园”,常州科教城先后引进了中科院合肥物质科学研究院、常州数控技术研究所、哈尔滨工业大学机器人研究所常州分所等一批以机器人与数控智能装备技术为主要研发方向的科研院所,具有较强的数控及智能装备的研发优势与人才优势。

3D打印机是3D打印的核心装备,它是集机械、控制及计算机技术等为一体的复杂机电一体化系统,主要由高精度机械系统 、数控系统 、喷射系统和成型环境等子系统组成,属于典型的智能制造装备,其产业化发展需要较强的工业基础支撑。

常州应充分发挥自身在智能装备产业领域的优势,引导和扶持企业开展3D打印设备关键技术攻关及关键设备的产业化,研发方向以工业化高端3D打印设备和民用便捷式桌面小型3D打印设备为主。

4.3 下游3D打印应用与服务领域

在3D打印庞大的产业链上,下游3D打印应用与服务具有巨大的市场空间,如何开拓3D打印下游应用市场空间,组建与培育3D技术服务体系,也是常州未来3D产业发展的关键。

3D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、3D数字化技术提供商、3D打印机及耗材提供商、3D打印设备经销商、3D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。

综上所述,常州应积极引导和发挥常州高等院校、工业设计企业、软件企业与科研院所的积极性,为上中下游研发、制造与应用企业提供信息、技术、设备等服务,为常州传统企业提供3D打印整体系统解决方案,完善常州3D打印产业链,促进3D打印技术与常州传统产业的协同发展。

参考文献:

[1]王德花,马筱舒.需求引领,创新驱动——3D打印发展现状及政策建议[J].中国科技产业,2014(8).

[2]申胤,左刚.3D打印:社会化制造的新时代[J].科技创新与生产力,2014(2).

[3]王文涛,刘燕.3D打印制造技术发展趋势及对我国结构转型的影响[J].科技管理研究,2014(6).

[4]刘晓梅.第三次工业革命背景下3D打印业企业竞争力影响因素研究[D].上海:东华大学硕士学位论文,2014.

[5]李小丽,马剑雄,李萍,等.3D 打印技术及应用趋势[J].自动仪表化,2014(1).

[6]胡金星.产业融合的内在机理研究[D].上海:复旦大学博士学位论文,2007.

[7]Seppo Laakso,Eeva Kostiainea.Design in the Local Economy:Location Factors and Externalities of Design[J].Knowledge,Technology & Policy,2009(22).

[8]Verganti,R.Design.Meanings and Radical Innovation:A Meta Model and R esearch Agenda[J].Journal of Product Innovation Management,2008(25).

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