3d打印智能制造范文第1篇
3D打印(3DP)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。这种技术融合了计算机辅助设计、材料加工与成形技术、以数字模型文件为基础，通过软件与数控系统将专用的金属材料、非金属材料以及医用生物材料，按照挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积，制造出实体物品的制造技术。
二、 促进全球制造业的转型升级
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、海军舰艇
2014年7月1日，美国海军试验了利用3D打印等先进制造技术快速制造舰艇零件，希望借此提升执行任务速度并降低成本。[13]
2、航天科技
2014年9月底，NASA预计将完成首台成像望远镜，所有元件基本全部通过3D打印技术制造。NASA也因此成为首家尝试使用3D打印技术制造整台仪器的单位。
3、医学领域
3D打印肝脏模型
日本筑波大学和大日本印刷公司组成的科研团队2015年7月8日宣布，已研发出用3D打印机低价制作可以看清血管等内部结构的肝脏立体模型的方法。据称，该方法如果投入应用就可以为每位患者制作模型，有助于术前确认手术顺序以及向患者说明治疗方法。
3D打印头盖骨
2014年8月28日，46岁的周至农民胡师傅在自家盖房子时，从3层楼坠落后砸到一堆木头上，左脑盖被撞碎，在当地医院手术后，胡师傅虽然性命无损，但左脑盖凹陷，在别人眼里成了个“半头人
3D打印制药
2015年8月5日，首款由Aprecia制药公司采用3D打印技术制备的SPRITAM(左乙拉西坦，levetiracetam)速溶片得到美国食品药品监督管理局(FDA)上市批准，并将于2016年正式售卖。这意味着3D打印技术继打印人体器官后进一步向制药领域迈进，对未来实现精准性制药、针对性制药有重大的意义。该款获批上市的“左乙拉西坦速溶片”采用了Aprecia公司自主知识产权的ZipDose3D打印技术。
3D血管打印机
2015年10月，我国863计划3D打印血管项目取得重大突破，世界首创的3D生物血管打印机由四川蓝光英诺生物科技股份有限公司成功研制问世。
4、房屋建筑
2014年8月，10幢3D打印建筑在上海张江高新青浦园区内交付使用，作为当地动迁工程的办公用房。这些“打印”的建筑墙体是用建筑垃圾制成的特殊“油墨”，按照电脑设计的图纸和方案，经一台大型3D打印机层层叠加喷绘而成，10幢小屋的建筑过程仅花费24小时。
5、汽车行业
2014年9月15日，世界上已经出现3D打印建筑、裙帽以及珠宝等，第一辆3D打印汽车也终于面世。这辆汽车车身上靠3D打印出的部件总数为40个，只有40个零部件，建造它花费了44个小时，最低售价1.1万英镑。
6、电子行业
3D打印笔记本电脑
2014年11月10日，全世界首款3D打印的笔记本电脑已开始预售了，它允许任何人在自己的客厅里打印自己的设备，价格仅为传统产品的一半
三、 3D 技术发展的局限
1、材料的限制
虽然高端工业印刷可以实现塑料、某些金属或者陶瓷打印， 但无法实现打印的材料都是比较昂贵和稀缺的。另外，打印机也还没有达到成熟的水平，无法支持日常生活中所接触到的各种各样的材料。研究者们在多材料打印上已经取得了一定的进展，但除非这些进展达到成熟并有效，否则材料依然会是3D打印的一大障碍。
2、机器的限制
3D打印技术在重建物体的几何形状和机能上已经获得了一定的水平，几乎任何静态的形状都可以被打印出来，但是那些运动的物体和它们的清晰度就难 以实现了。这个困难对于制造商来说也许是可以解决的，但是3D打印技术想要进入普通家庭，每个人都能随意打印想要的东西，那么机器的限制就必须得到解决才行。
3、知识产权的忧虑 在过去的几十年里，音乐、电影和电视产业中对知识产权的关注变得越来越多。3D打印技术也会涉及到这一问题，因为现实中的很多东西都会得到更 加广泛的传播。人们可以随意复制任何东西，并且数量不限。如何制定3D打印的法律法规用来保护知识产权，也是我们面临的问题之一，否则就会出现泛滥的现象。
4、道德的挑战
道德是底线。什么样的东西会违反道德规律是很难界定的，如果有人打印出生物器官和活体组织，在不久的将来会遇到极大的道德挑战。
5、花费的承担
3D打印技术需要承担的花费是高昂的。第一台3D打印机的售价为1万5。如果想要普及到大众，降价是必须的，但又会与成本形成冲突。
3d打印智能制造范文第2篇
一、3D打印工艺种类
如今打印工艺主要有这几类：分层实体制造、熔融沉积制造、激光固化、选择性激光粉末烧结。
（一）分层实体制造
分层实体制造又被称为LOM工艺，它属于增材制造里的重要部分，他所包含的技术有计算机、机械、数控、高分子材料等。由材料传输装置、热压黏贴装置、光学扫描仪、器、升降台、控制系统组成。他的工作原理是LOM技术采用比较薄的材料进行加工。首先在薄层上涂一层热熔胶。在进行处理时，通过热压辊对片材进行碾压并加热，让上面的一层材料与下面成型的材料进行贴合，再通过CO2激光器在已经成型的层面上切割出上下两部分对齐的格子;切割工序完成后，工作台带动已经冷凝成型的工件向下移动，与长条状片材离开;上料装置通过调动收料轴，使传送带进行移动，进而让刚刚成型的一面传送到加工区;工作台开始工作;热压辊进入工作状态，工件的层数不断增加，激光切割机在行新的一面加工出新的轮廓。不断重复这道工序直到零件成型。
（二）熔融沉积成形
此种工艺也被称作FDM工艺，其工作原理是长条材料通过传送装置不停的送到加热装置(喷嘴)，计算机根据分层面的信息使喷嘴按照预定的速度和轨迹进行移动。熔化了的材料从喷嘴中被挤出来与下面一层材料粘合，被挤出的材料在空气中冷却成形，每形成一层喷嘴或工作台都会上下移动一段距离。FDM工艺是由美国公司stratasys开发出来，他所使用的是聚合材料，这种材料具有价格低廉的特点。
（三）激光固化
这种工艺是采用液态光敏树脂作为原料，其流程是首先通过SolidWorks设计出产品的外形，再进行切片处理，设计出扫描路径，处理后的数据会存到打印系统里，再通过打印系统将数据传输到扫描器和升降台，然后机器按照设计人员事先设计好的设计的轨迹将激光射到加工面上，从而形成一层固化层，再调整升降台高度进行第二次固化。直到最后形成完整的零件。
（四）选择性激光烧结
选择性激光烧结又被称作SLS，他主要通过激光的高温照射进而对粉末状的材料进行烧结，其工作原理是通过3D打印机对材料进行一层层的铺平堆积然后进行一层层的烧结。工作流程为铺粉轴先在机器内部对材料进行铺平堆积，然后操作者根据材料的特性将要加热的温度数据输入机器控制系统里，这样可以更好的让材料熔化，进而得到更好的均匀性的材料，最后得到满足要求的零件，该项工艺最大的特点是可以对复合、单一的都可以进行打印，而且得到的产品力学性能比较好，塑性、韧性也要好一点，而且可以打印的材料选择也比较广泛。
选择性激光烧结的设备主要有以下几个部分组成：激光单元主要包括：激光发射器，铺粉单元主要包括：粉末、粉末缸活塞、铺粉辊，加热单元包括电阻加热器和热电偶。
二、3D打印工艺的特点
(一)形状设计方面不受限制
在传统领制造领域里我们的制造技术生产的产品形状非常有限，普通的机床只能生产圆状零件，其他的一些复杂的形状只能用铸造来形成，然而铸造成型的工件也有很大的缺陷，比如模具单一，再比如铸造所用的材料就是铸铁，而铸铁的特性是硬度大，塑性、韧性差、强度不高。这些都是制约传统制造工艺生产满足要求的形状复杂零件。
（二）工人技能培养成本低
在传统制造工艺里我们需要投入很大的成本去培养一名合格的技术工人，比如一名车床工从实习到正式上岗再到比较熟练的掌握车床技术需要两年的时间，然而如果3D打印解决目前的一些发展阻碍，那么我们的3D技术则会降低培养工人的成本，而且我们加工的零件精度会更高，而且3D打印技术会向着操作简单的方向发展。
（三）减少废弃副产品
3D打印技术与传统工艺比较，3D打印工艺会节省很多的原材料，传统制造工艺对材料加工的浪费非常之大，接近89%原材料会被丢弃，所以这是3D打印工艺特别明显的优点，这种工艺特别适合对一些价格高昂的材料进行加工，如果打印材料得到改善那么3D打印工艺将有非常大的发展空间。
三、与传统工艺相比较3D打印的缺陷与发展瓶颈
目前3D打印的产品大部分强度不足，在传统工艺里一个零件的生产需要经过下料、锻造，预备热处理，机加工、如果是低碳钢则需要进行渗碳再进行淬火最后进行低温回火。中碳钢加工过程是下料锻造，预备热处理(正火)，机加工，由于中碳钢的综合力学性能比较好，所以直接淬火加中温回火。仅以这两个例子我们看出一个材料在传统工艺生产中要想得到可靠的性能需要进行锻造和不同热处理。
在3D打印技术对不锈钢进行打印时通常采用的是选择性激光粉末烧结，但是烧结的产品中会出现热传导不均匀产生较大应力材料中的空气没能及时排出而导致贯穿性裂纹，再比如给料不均匀会导致同一工件不同处致密度产生很大差异。再者激光选择粉末性烧结技术原料来源是建立在粉末状的金属颗粒，然而在冶炼后的金属都是大块的固体金属，如果想利用3D打印技术加工一个零件则需要将金属粉碎并且颗粒的直径还需要达到标准，这样就大大损耗了更多的能源。
3D打印目前能够解决的是成品的成分均匀性和致密度，直接得到想要的微观结构的技术目前还停留在实验室。想要在工业方面得到充分发展还需要很长的一段路要走。
摘要：3D打印技术已经步入日趋成熟的状态，本文主要介绍3D打印技术的种类与优点，并在此基础上将3D技术工艺与传统技术工艺做对比并提出3D技术工艺的发展阻力。
关键词：3D打印工艺,发展瓶颈,选择性激光粉末,烧结
参考文献
3d打印智能制造范文第3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.
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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打印智能制造范文第4篇
班级： 姓名：
学号: 时间：2016年10月7日
一、3D打印技术兴起
3D打印产业是工业制造领域新发展起来的技术，被誉为“具有业革命意义的制造技术”。运用3D打印技术的主要生产流程是先用计算机软件设计出一个立体的加工样式，再通过3D打印机用特制的固体材料进行打印。广泛应用于工业制造、文化创意及数码娱乐、航空航天、生物医疗、消费品、建筑工程、教育和个性化定制等领域。由此可见3D打印技术需要依托信息技术、精密仪器和科学材料等多个领域的技术，作为一项新兴的多科学交叉的技术，必须在这些相关的领域投入相应的研发力量才能真正掌握其整个的核心技术。
二、简介3D打印机
3D打印机英文 “3D Printers”，3D打印机这个名称是近年该产品来针对民用市场而出现的一个新词。其实在专业领域 他有另一个名称快速成形技术。快速成形技术又称快速原型制造(Rapid Prototyping Manufacturing，简称RPM)技术，诞生于20世纪80年代后期，是基于材料堆积法的一种高新制造技术，被认为是近年来制造领域的一个重大成果。它集机械工程、CAD、逆向工程技 术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身，可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。即，快速成形技术就是利用三维CAD的数据，通过快速成型机，将一层层的材料堆积成实体原型。
三、3D打印技术原理
说到它的原理，其实也并不不复杂，其运作原理和传统打印机工作原理基本相同。传统打印机是只要轻点电脑屏幕上的“打印”按钮，一份数字文件便被传送到一台喷墨打印机上，它将一层墨水喷到纸的表面以形成一副二维图像，而打印机 首先将物品转化为一组3D数据，然后打印机开始逐层分切，针对分切的每一层构建，按层次打印。
例如我们制作一个塑料材质的苹果，首先我们需要在电脑上使用3D软件制作出一个苹果的3D模型文件，然后把它转换成3D打印机支持的文件格式。接下来需要给3D打印机放入塑料耗材，现在3D打印机就可以制作了。这个过程是不是像我们的平面打印机的操作呀!好下面说重点。打印系统在制作的时候会从这个苹果3D模型底部开始切成很多片(多少片呢?这个要根据打印机的技术指标它所支持的“层厚”来决定。)也就是我们上面说的截面图。最先开始制作的是苹果模。
四、几种主要的3D打印机技术
(一)SLA技术3D打印机
SLA是最早实用化的快速成形技术。SLA 是“Stereo lithography Appearance”的缩写，即立体光固化成型法。用特定波长与强度的激光聚焦到光固化材料表面，使之由点到线，由线到面顺序凝固，完成一个层面的绘图作业，然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度，再固化另一个层面。这样层层叠加构成一个三维实体。
SLA技术主要用于制造多种模具、模型等;还可以在原料中通过加入其它成分，用SLA原型模代替熔模精密铸造中的蜡模。SLA技术成形速度较快，精度较高，但由于树脂固化过程中产生收缩，不可避免地会产生应力或引起形变。因此开发收缩小、固化快、强度高的光敏材料是其发展趋势。
(二)SLS技术3D打印机
SLS(Selective Laser Sintering)选择性激光烧结(以下简称 SLS)技术 。最初是由美国德克萨斯大学奥斯汀分校的 Carlckard于1989年在其硕士论文中提出的。后美国DTM公司1992年推出了该工艺的商业化生产设备Sinter Sation。 选择性激光烧结是采用激光有选择地分层烧结固体粉末，并使烧结成型的固化层层层叠加生成所需形状的零件。其整个工艺过程包括CAD模型的建立及数据处理、铺粉、烧结以及后处理等。
与其它3D打印机技术相比，SLS最突出的优点在于它所使用的成型材料十分广泛。从理论上说，任何加热后能够形成原子间粘结的粉末材料都可以作为SLS的成型材料。目前，可成功进行SLS成型加工的材料有石蜡、高分子、金属、陶瓷粉末和它们的复合粉末材料。由于SLS成型材料品种多、用料节省、成型件性能分布广泛、适合多种用途以及SLS无需设计和制造复 杂的支撑系统，所以SLS的应用越来越广泛。
(三)LOM技术3D打印机
分层实体制造法(LOM———Laminated Object Manufacturing)，LOM又称层叠法成形，它以片材(如纸片、塑料、薄膜或复合材料)为原材料。激光切割系统按照计算机提取的横截面轮廓线数据，将背面涂有热熔胶的纸用激光切割出工件的内外轮廓。切割完一层后，送料机构将新的一层纸叠加上去，利用热粘压装置将已切割层粘合在一起，然后再进行切割，这样一层层地切割、粘合，最终成为三维工件。
该技术的特点是工作可靠，模型支撑性好，成本低，效率高，缺点是前、后处理费时费力，且不能制造中空结构件。
(四)FDM技术3D打印机
熔积成型(FDM—Fused Deposition Modeling)法,该方法使用丝状材料(石蜡、金属、塑料、低熔点合金丝)为原料,利用电加热方式将丝材加热至略高于熔化温度(约比熔点高1℃),在计算机的控制下,喷头作x-y平面运动，将熔融的材料涂覆在工作台上，冷却后形成工件的一层截面，一层成形后，喷头上移一层高度，进行下一层涂覆，这样逐层堆积形成三维工件。该技术污染小。
五、3D打印技术优点
(一)制造快速
3D打印机技术是并行工程中进行复杂原型或者零件制造的有效手段,能使
产品设计和模具生产同步进行,从而提高企业研发效率，缩短产品设计周期，极0大的降低了新品开发的成本及风险，对于外形尺寸较小,异形的产品尤其适用。
(二)CAD/CAM技术的集成
设计制造一体化一直来说是现在的一个难点,计算机辅助工艺(CAPP)在现阶段由于还无法与CAD、CAM完全的无缝对接，这也是制约制造业信息化一直以来的难点之一,而快速成型技术集成CAD、CAM、激光技术、数控技术、化工、材料工程等多项技术,使得设计制造一体化的概念完美实现。
(三)完全再现三维效果
经过快速成型制造完成的零部件，完全真实的再现三维造型，无论外表面的异形曲面还是内腔的异形孔，都可以真实准确的完成造型，基本上不再需要再借助外部设备进行修复。
(四)材料种类繁多
到目前为止，各类3D打印机设备上所使用的材料种类有很多，树脂、尼龙、塑料、石蜡、纸以及金属或陶瓷的粉末，基本上满足了绝大多数产品对材料的机械性能需求。
(五)创造显著的经济效益
与传统机械加工方式比较 ，开发成本上节约10倍以上，同样，快速成型技术缩短了企业的产品开发周期 ，使的在新品开 发过程中出现反复修改设计方案的问题大大减少，也基本上消除了修改模具的问题，创造的经济效益是显而易见的。
六、3D打印技术未来发展的主要趋势
3D快速成形技术除了与其他RP技术一样,可以用于产品的概念原型与功能原型件制造外,3D快速成形技术还因其独特的成形特点,使其在生物医学工程、制药工程和微型机电制造等领域有着广阔的应用前景。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。
提升3D打印的速度、效率和精度，开拓并行打印、连续打印、大件打印、多材料打印的工艺方法，提高成品的表面质量、力学和物理性能，以实现直接面向产品的制造;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、非均质材料及复合材料等，特别是金属材料直接成型技术有可能成为今后研究与应用的又一个热点;3D打印机的体积小型化、桌面化，成本更低廉，操作更简便，更加适应分布化生产、设计与制造一体化的需求以及家庭日常应用的需求;软件集成化，实现CAD/CAPP/RP的一体化，使设计软件和生产控制软 件能够无缝对接，实现设计者直接联网控制的远程在线制造;拓展3D打印技术在生物医学、建筑、车辆、服装等更多行业领域的创造性应用。
【参考文献】：
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3d打印智能制造范文第5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打印智能制造范文第6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。