第一篇：3d打印智能制造
中国工程院院士谈：3D打印与智能制造
3D打印与智能制造
——中国工程院院士卢秉恒答本报记者问
来源：学习时报
作者：石伟 李红
2016-04-14 编者按：总书记强调：“我们必须增强忧患意识，敏锐把握世界科技创新发展趋势，紧紧抓住和用好新一轮科技革命和产业变革的机遇。”当前，以信息技术与制造技术深度融合为特征的智能制造模式，正在引发整个制造业的深刻变革。作为制造业有代表性的颠覆性技术，3D打印正逐步成为世界各国抢占未来产业制高点的焦点领域。要推动中国制造由大变强，实现向智能制造转型，必须了解认知3D打印和智能制造。为此，我们专门采访了中国工程院院士卢秉恒。
记者：卢院士，您好。作为我国机械制造与自动化领域的著名科学家，您在国内倡导并开拓了3D打印等先进制造技术的研究。能否请您给我们介绍一下，什么是3D打印?
卢秉恒：从制造方式上看，制造技术可以分为三类。一种是等材制造，铸、锻、焊在制造过程中重量基本不变，已经有3000年历史了。一种是减材制造，车铣刨磨机床通过材料的切削去除，达到设计形状，已有300年的历史。还有一种是增材制造，在制造过程中材料一点一点地累加，形成需要的形状，才30年的历史。
3D打印就是增材制造技术，原理是将计算机设计出的三维模型分解成若干层平面切片，然后把打印材料按切片图形逐层叠加，最终堆积成完整的物体。
3D打印是一项颠覆性的创新技术，被美国自然科学基金会称为20世纪最重要的制造技术创新。麦卡锡报告列出了对人类生活有颠覆性影响的12项技术，3D 打印排在第九位，在新材料和页岩气之前。麦卡锡报告预测在2030年3D打印将在全世界达到1万亿美元左右的效益。2015年麦卡锡报告又将这一进程前移，认为增材制造2020年可达到5500亿美元的效益。
记者：您刚才说3D打印是一项颠覆性的创新技术，那么它与传统制造技术相比具有什么样的特点和优势呢?
卢秉恒：3D打印的特点和优势很多。
3D打印应用非常广泛。3D打印可以打印许多材料、任意复杂形状、任意批量，可以应用于各工业和生活领域，可以在车间、办公室及家里实现制造。在理论上，3D打印无处不在，无所不能。但许多材料的打印、工艺的成熟度、打印成本、效率等尚不尽如人意，需要多学科交叉的创新研究，使之更好、更快、更廉价。
3D打印支持产品快速开发。3D打印可以制造形状复杂的零件，所想即所得。直接由设计数据驱动，不需要传统制造必须的工装夹具模具制造等生产准备，编程简单。在产品创新设计与设计验证中，特别方便，可以使产品开发周期与费用至少降低为一半。3D打印已经成为机电产品和装备快速开发的利器。
3D打印是节材制造技术。航空航天等大型复杂结构件，传统上往往采用切削加工，95%~97%的昂贵材料被切除。相比而言，3D打印仅在需要的地方堆积材料，材料利用率接近100%。3D打印大大节约了材料和制造成本。在航空航天装备研发及制造中有极其重要的价值。
3D打印是个性化制造技术。3D打印可以快速、低成本实现单件制造，使单件制造的成本接近批量制造。因此，3D打印特别适合个性化医疗和高端医疗器械，如人工骨、手术模型、骨科导航模板等。3D打印还是再制造技术，可以用于修复磨损零部件的再制造，如飞机发动机叶片、轧钢机轧辊等。它可以以极少的代价，获得超值。所以，3D打印应用在军械、远洋轮、海洋钻井平台乃至空间站的现场制造上，都具有特殊的优势。
3D打印开拓创新设计的新空间。3D 打印可以制造传统制造技术无法实现的结构，为设计创新提供了非常大的创新空间。可以将数十个、数百个甚至更多的零件组装的产品一体化一次制造出来，大大简化了制造工序，节约了制造和装配成本。以3D打印新工艺的视角对产品、装备再设计，可能是3D打印为制造业带来的最大效益所在。值得注意的是，近两年，3D打印已经显现出颠覆性变革。如GE公司做的飞机发动机的喷嘴，把20个零件做成了一个零件，成本材料大幅度减少，还节省燃油15%。这是一代发动机的概念。过去，每开发一代发动机要上亿欧元，现在一个喷嘴就解决了。美国3D打印的概念飞机，重量可以减轻65%。
3D打印引领生产模式变革。以后，3D打印可能成为可穿戴电子、家居用品、文化产业、服装设计等行业的个性化定制生产模式。一些专家甚至认为，3D打印等数字化设计制造将引领生产从大批量制造走向个性化定制的第三次工业革命。
3D打印是创客最欢迎的工具。GE公司在网上发布了一条消息，挑战3D打印，将飞机的一个零部件让创客设计。第一名只用了原始结构的1/6的重量就完成了全部测试，而设计者是19岁的年轻人。3D打印展现了全民创新的通途。另外，互联网+3D打印的制造模式也很值得关注：通过收集大众的个性化需求，由创客完成设计，设计方案由3D打印件进行验证，再由虚拟制造组织生产，由物联网来配送。美国众创公司有15000名访客、6000名创客。亚马逊利用网络销售3D打印商品，营业额已达数十亿美元，利润30%。今后，对于我国而言，互联网+3D打印很可能是推动大众创业、万众创新的亮点。
3D打印有利于创材和创生。在创材方面，3D打印制造出了耐温3315℃的高温合金，用于龙飞船2号，大幅度增强了飞船推力。利用3D打印高能束的集中能量，以3D打印设备作为材料基因组计划的研制验证平台，可以开发出超高强度、超高韧性、超高耐温、超高耐磨的各种优秀材料，增材制造变成为创材技术。在创生方面，3D打印应用于组织支架制造、细胞打印等领域，实现了生物活性器官的制造，一定意义上在创造生命。3D打印可以为生命科学研究和人类健康服务。
我刚才所讲的3D打印支持产品快速开发、制造节材、个性化制造以及再制造等方面，目前已经进入应用。今后，研究的重点是建立各类标准，使其能更广泛地应用，发挥更大的效益。
3D打印开拓创新设计的新空间、引领生产模式变革方面，是现在和将来都要持续、深入研究的重要方向。在今后的5—15年中，它将会带来重要效益。在引起制造业逐渐量变的同时，近一半的产品将实现个性定制化生产。
3D打印的创材与创生方面，则更将为未来材料科学和技术、生命科学和医疗技术带来巨大颠覆性变革。
记者：当前，世界各国都非常重视3D打印，我国在这方面的研究也有较好的基础。能否请您介绍一下我国3D打印技术目前的发展状况?
卢秉恒：你说的没错。3D打印的科研方面，我国的研究起步并不晚，20世纪90年代初期，清华大学、西安交通大学、华中科技大学就开始了研究，“九五” 期间，已经基本掌握了当时的几种主流技术，掌握了其制造工艺和软硬件控制技术，开发了这些技术装备，开展了推广应用。90年代末，北京航空航天大学、西北工业大学等单位开始了金属材料增材制造研究，可以制造与锻件性能媲美的大型构件。目前我国依靠自己开发的大型金属3D打印设备，在飞机大型承力件应用方面处于国际领先，在军机、大飞机研发中，充当了急救队的作用。而且，钛合金大型结构件已经率先应用于飞机起落架及C919的研发中。可以说，目前中国在3D 打印方面的研究已处于国际前列，如论文和申请专利的数量处于世界第二。
在应用方面，我国工业级设备装机量居全世界第四，但金属打印的商业化设备还比较薄弱，主要还依靠进口。非金属工业型打印机，我国60%以上立足国内。小型FDM打印机，已批量出口，销量跻身世界前列。但国产工业级装备的关键器件，如激光器、光学振镜、动态聚焦镜、打印头等还主要依靠进口。工业级3D打印材料的研究刚刚起步，除了个别研发能力强的公司研发了少量材料外，3D打印的材料基本依靠进口。
从产业发展看，我们发展得还是太慢。美国有两家最大的3D打印公司，2015年达到近10亿美元的规模。而我们企业基本是校办企业起家，最多1个多亿人民币产值。现在进口设备大举“进攻”中国市场。金属打印装备，国外则实行材料、软件、设备、工艺一体化捆绑销售。我们必须研发核心技术与原创技术，打造自己的创新链与产业链。现在国内已经有若干3D打印公司上市，科技开始与资金结合，这是一个良好的开端。
当前，3D打印技术正处于一个技术的井喷期、产业的起步期、企业的“跑马圈地”期。我们应该抓紧标准的研究，3D打印的数据标准可能影响到装备和应用两个方面，对此我们应该掌握话语权。在航空件和高端医疗器械方面，要积极研究面对3D打印个性化制造产品准入的标准，以利于新技术的应用。要加强基础研究，发展原创技术，在3D打印的新材料研发、显著提升打印件的质量和打印效率等方面实现创新;建立创新体系，为企业提供核心技术和共性技术;攻克关键核心器件，打造产业链;引导金融资本，助推3D打印企业做大做强，形成若干个具备国际竞争规模的企业。
记者：以3D打印为代表的制造业先进技术，正在推动我国制造业由大变强，向智能制造转型。请问您怎么看待我国的智能制造?对于我国制造业的发展，您有什么建议?
卢秉恒：比较中、德、美三国，德国的工业优势在于质量过硬、基础雄厚、工艺严谨;美国的优势在于：社会创新、高科技优势、集全球资源与精英;而我们中国的重要优势是：一个比较完整的工业体系、内需市场巨大、人力资源丰富。
面对我们存在的阶段性差距，需要工业2.0、3.0的补课(质量优先、机器人和高档数控机床等自动化技术)的同时，发展工业4.0。因此需要追赶与跨越并举;必须发挥政府科学而有力的调控作用，汇集有限的社会资源，做好协同创新。
我们巨大的市场需求，必须保护，充分利用，以引导和支持我们的装备制造。一个领域的需求，就可以带动一个装备领域的发展。如航空航天、汽车领域对高档数控机床的需求。我们如何通过大飞机、两机专项及军工技术改造的机遇，拉动我国的机床工业，同时形成高端装备的雄厚发展基础?建议项目采购采取信息安全的一票否决制。各项计划、各个行业的互动协同发展，是我们大国制造应该认真思考的问题。
我国可以参考德国、美国两国路径，探索适用我国国情及能实现中国制造2025任务的道路。建设一批能协同社会创新资源，为产业提供核心技术与共性技术的创新中心。避免科技资源的浪费和低水平的重复研究。
在产学研协同方面，应该正确理解企业为主体。企业要成为投资研发、应用成果、集成成果的主体。产学研形成长效合作机制，把科研机构、人员与企业创新的积极性调动和发挥出来。在全社会的协同机制方面，加强科技计划协同，按技术成熟度，各部委分工协作，各计划形成接力。国家科研计划应以标准、基础研究为先，重视产业化共性技术，以创新思想、发明专利为评审依据。
在金融与科技、产业的协同方面，改善制造业的资金环境。如何引导金融资金更多更快地流向实体经济、流向有潜力的先进制造业，加强资金对创新的支持力度，让创新力量及时得到资金支持，这是中国制造2025能否顺利实施的重要关键问题。
在人才协同方面，建立正确的学科评估标准，引导创新与工程能力培养。倡导科研人员的论文更多地写在产品上，写在装备上。中国制造2025还需要培养一批工业4.0时代的企业家和科技领军人，既精通制造工艺，又具有互联网思维，能充分利用社会创新资源。创新型社会还需要一大批创客、极客，需要马斯克式的人物，有浓厚的科学兴趣和强烈的创新欲。
中国制造2025的主攻方向和带动性技术是发展智能制造。智能制造主要是工业互联网和底层智能化两部分。
在工业互联网方面，要形成一个万众创客网、CAD/CAE/CAM数字化制造服务网、3D打印、性能测试服务网，由众包完成产品的开发和数字化制造。用工业互联网构成一个高技术的服务业，构建新机制的创新体系，驱动知识信息的流动。企业的资源是有限的。我们用互联网把全国的、全社会的乃至全球的人才、资源都集中到一块，达到社会资源的优化组合，这就是智能制造的精华。走出工厂的围墙。让知识流动起来，补足中国制造业开发能力弱的短板。这就是互联网带动制造业发展的真谛，最大的效益所在。
在底层智能化方面，主要是机器人、智能制造装备和3D打印。机器人是提高生产柔性、提高效率、降低成本的工具。智能机床的关键就是信息获取、工艺优化软件加上过程的质量控制。智能机床能够监控加工的状态并对被加工件所达到的精度做出判断和控制。它能成倍地提高加工质量和加工效率。数字化设计和3D打印中，设计是形成产品创新价值的关键。高端服务业提供设计工具、设计师和产品结构的CAE分析，而3D打印是验证设计的快速手段。3D打印可以使产品开发周期与费用降低到1/3-1/5，3D打印支持定制化生产模式。尤其重要的是，3D打印使设计师摆脱了许多可制造性的约束，极大地释放了设计创新空间，如果说机器人是今天的技术，那么3D打印是更加深刻影响今天和明天、乃至后天的技术。
互联网+先进制造业+现代服务业，可以成就制造业美好的未来，制造业可能的前景是：一半以上的制造为个性化及定制，一半以上的价值由创新设计体现，一半以上的企业业务由众包完成，一半以上的创新研发为极客创客实现。
第二篇：3D打印——数字化制造趋势
0 前言：
“3D打印”是通俗的叫法，学术名称为“快速成型技术”，也称为“增材制造技术”。这种技术是依据物体的三维模型数据，通过成型设备以材料累加的方式，制成实物模型，甚至直接制造零件或模具，从而缩短产品研发周期、并缩减生产成本。3D打印是一片一片地打印，然后叠加到一起，成为一个立体物体。说得简单点，就是由点堆积成面，再由面堆积成实体。
3D打印的概念早在几十年前就已提出。上世纪70年代，随着3D辅助设计的兴起，设计师能在电脑软件中看到虚拟的三维物体，但要将这些物体用粘土、木头或是金属做成模型却非常不易，可以用费时费力费钱来形容。3D打印的出现，使平面变成立体的过程一下简单了很多，设计师的任何改动都可在几个小时后或一夜之间重新打印出来，而不用花上几周时间等着工厂把新模型制造出来，这样一来可以大大降低制作成本，节省产品开发成本。
1 国外3D打印发展现状
3D打印被用作《经济学人》杂志封面，主题为《看制造业新技术如何改变世界》，详细介绍了3D打印的历史和发展，可见人们对于3D打印成为一项可以改变世界的影响力日益关注。2010年8月11日，美国总统奥巴马签署了《美国制造业促进法案》，力图以此刺激本国出口并创造更多就业机会。奥巴马表示，制造业是美国经济复苏的重要动力，因此降低制造业成本、促进其就业是该法案的宗旨。而3D打印就成了其首选。2011年6月，美国总统奥巴马宣布一项新政策，并向3D打印产业支出5亿美元以提升美国在制造业上的领先地位。2012年7月17日，美国《外交政策》杂志网站发表题为《制造业的未来在美国而不在中国》，称“技术进步将使中国的制造业像过去20年里美国制造业那样迅速衰落”。
纽约另一家利用3D技术生产消费品的公司Quirky拥有20万的注册用户，他们在线搜集用户的创意，产品设计图纸，用3D打印机以最快的速度成型，再上传讨论，最终确定方案后批量生产。届时在线上和线下都会有销售，他们最成功的产品是一排可折叠的接线板，设计者常从一个创意就获得不少的收入，有的用户一年能赚几万美元。
而美国加利福尼亚州的Legacy Effect公司，利用Objet 3D打印机为电影特效片段制造3D模型和原型，为演员量身定制可以完全适合演员的脸、颈部和头部的道具，在电影《侏罗纪公园》、《阿凡达》、《钢铁侠》以及《复仇者联盟》中都有应用。
日本一家公司甚至推出了面向个人的“Baby复原服务”：只需提供婴儿在母亲肚子里的X光照片，他们便可以复原成三维图像后，打印出一个“肚子里的婴儿”模型作为纪念。
3D打印还能实现一些传统制造方式难以实现的复杂结构。2011年巴黎春夏时装展上，荷兰时尚设计师Iris van Herpen发布了他直接用3D打印机制作的立体服装，这些超太空感的服装由锦纶打印而成。
2 国内3D打印发展现状
从“天津2012夏季达沃斯论坛”到刚刚闭幕的“浙商新动力”论坛，都不约而同地提到了“3D打印”技术。被英国《经济学人》扣上“工业革命”帽子的3D打印也因此备受关注。日前，证券时报记者通过实地采访发现，3D打印技术在国内广泛应用尚需时日。
位居杭州下沙工业区的杭州先临三维科技股份有限公司号称是国内综合实力最强的3D打印公司，可以向客户提供快速三维扫描、快速制造、快速模具、三维测绘等服务。目前，先临三维拥有十几个型号的3D打印机，掌握六种生产工艺。不过，先临三维的现有设备主要来自欧美等国制造。一台从德国EOS公司引进的设备售价近400万元人民币，它是基于高性能材料(塑料与金属)的高端3D打印机。事实上，在经过近20年的研发，国内的3D打印设备也在不断取得突破，华中科技大学史玉升教授的研究团队开发的1.2米×1.2米的“立体打印机”，是目前世界上最大成形空间的快速制造装备，远远超过国外同类装备水平，并因此获得2011年国家技术发明二等奖。
“3D打印达到了人们对其期望值的顶峰。”从事3D打印机代理生意的徐鹏认为。事实上，大众对3D打印的了解仍然十分粗浅。
通过上述比较枯燥的技术解读可以得出3D打印相比传统制造的三个优势：第一，产品制造速度快，一次性完成而非分步优化;第二，制造出的产品形状想象空间更大，可以用软件做出传统制造不方便完成的形状;第三，产品修改成本小，只需要在软件中修改部分参数就可以快速制出相对应的新版本产品。但和传统制造方法相比，3D打印因客观条件的制约也存在诸多问题，比如可打印材质范围小、打印的精度低、用于打印的耗材费用较高等。 虽然3D打印的概念开始逐渐为人所知，但就目前的实际生产成果看，仍属于自90年代就开始普及的快速成型技术，而快速成型技术早已被涉及到产品原型设计制造的企业或高校所使用。快速成型机器在国内也并不是十分新鲜的玩意，除了引进国外的机型，国内一些高校也有自己研发的机子在国内外售卖。在我国，深圳、东莞、浙江也有众多企业涉足快速成型。
当新闻开始频频出现3D打印机能够打印飞机、汽车、鲜肉、鞋子和衣服时，大家仿佛觉得这个远在天边的神器如果能够进入自己的家门，就如同自家拥有了万能工厂。以该形象露面的3D打印机代替了现实中只能生产模具的快速成型机器进入了大众心中。但被忽略的事实是，这样的事例仍只是实验性项目，有人甚至将其称为“行为艺术”。
3D打印机目前的实际使用仍属于快速成型范畴，即为企业在生产正式的产品前提供产品原型的制造，业内也将这类原型称作手板。据统计，3D打印机生产的产品中80%依旧是产品原型，仅有20%是最终产品。
使用3D打印机制作模型的优点一方面是速度快，另一方面是可制作更灵活的形状。国外知名3D打印机Stratasys系列的国内代理商徐鹏介绍，一汽、上汽、北汽和西门子都是其客户。但该类3D打印机的价格从10万元到500万元之间，高昂的机器价格和材料费让购买者更多集中于大型企业和高校。
在模型生产领域，3D打印机相比传统制造仅占很小部分。其中可打印的原材料稀少是一个严重问题。目前可利用的原材料包括光敏树脂、尼龙、石膏和金属粉末等。不同种类的3D打印机可使用的原材料不同。对于价格稍便宜的3D打印机，可打印塑料模型，但坚硬度过低，精准度不高。更多企业想要金属类模型，但这种类型的打印机价格最低也需500万元。
虽然3D打印机技术近年来已取得不小的进步，比如材料增多、打印机和原材料价格逐渐下降，但从目前看，依旧是一项年轻的技术，在没有变得更加成熟和廉价前，并不会被企业大规模采用。3D打印技术咨询师泰瑞·沃尔斯(Terry Wohlers)预计3D打印市场将在今年达到21.4亿美元，远超去年的17.1亿美元。不过，这一数字仍然仅占全球制造市场0.02%。
伴随3D打印概念的兴起，从事快速成型和3D打印业务的本土公司受到了前所未有的关注。部分企业除了代理售卖国外的3D打印机，另一部分也在提供3D打印服务。铭展科技创始人金涛在2010年从游戏模型定制转向3D打印业务，通过购买国外机器以及和国内院校合作，为工业设计、产品设计、建筑行业等提供3D打印服务，但一年的销售收入也只能达到百万元，同地一家更大规模的3D打印公司也仅有千万元规模。金涛介绍，国内纯做3D打印业务的公司不超过十家。更多公司仍集中于快速成型业务。
对于大众而言，很多人并不能分清3D打印、快速成型和传统制造之间的区别。一些国内和快速成型、激光制造有关的公司受3D打印概念的追捧，8月和9月的股价都开始大幅上扬，如光韵达的公司股票就连续两日涨停。为此，公司发出澄清公告称，自己公司的激光技术属于“减成法”工艺，不同于3D打印技术的“加成法”工艺，二者的工艺原理不一样，公司最近一年不会开展3D打印技术方面的产品和服务。近日，有关3D打印概念开始呈现回归理性趋势，大部分公司股票回落。
3 原材料——3D打印的瓶颈
几乎每一项新技术应用，都会经历很长的市场培育期。3D打印技术虽然已有近20年的发展历程，但仍存在缺陷。
耗材的局限性是3D打印不得不面对的现实。目前，3D打印的耗材非常有限，现有的市场上的耗材多为石膏、无机粉料、光敏树脂、塑料等。如果真要“打印”房屋或汽车，光靠这些材料是远远不够的。比如最重要的金属构件，这恰恰是3D打印的软肋。
耗材的缺乏，也直接关系到3D打印的价格。黄智拿着一件3D打印品对证券时报记者说，“这是一件飞机零部件，打印这种样品的金属粉末耗材一斤就要卖4万元，所以3D打印样品至少要卖2万元。但是，如果采用传统的工艺去工厂开模打样，几千元就可以做到。”
直接面向市场的先临三维对耗材难题感受最深。因为价格的问题，他们很多客户往往望而止步，除非在需求紧急的情况下。否则，客户们还是通过传统的方式。
成型精度和质量问题，也在困扰先临三维。他们称，由于3D打印工艺发展还不完善，特别是对快速成型软件技术的研究还不成熟，目前快速成型零件的精度及表面质量大多不能满足工程直接使用，不能作为功能性部件，只能做原型使用。
以Stratasys公司3D打印车为例，车子固然能“打印”出来了，但是否能在路上顺利跑起来?使用寿命又有多长?从现有的技术来看，恐怕有点够呛：由于采用层层叠加的增材制造工艺，层和层之间的粘结再紧密，也无法和传统模具整体浇铸而成的零件相媲美，这意味着在一定外力条件下，“打印”的部件很可能会散架。
2004年成立至今，先临三维年复合增长率在100%以上。“今年，先临三维的营业收入应该会在7000万元左右。”但是，过去的高速增长主要源自基数低，而且这7000万元的收入，还包括前期的三维扫描。
4 数字化制造趋势
个人3D打印机是3D打印技术普及的助推力量。以美国Makerbot公司推出的1299美元至2700美元的3D打印机为代表，相比几万甚至几百万美元工业级3D打印机，个人3D打印机亲民的价格让更多普通爱好者有机会亲自动手做一些小玩意。自2009年公司成立，Makerbot卖出的3D打印机数已达到13000台。当然，这台设备也仅能做些玩偶模型或者浴帘环等结构简单的小东西。对于更多人而言，购买的动机也仅是试着用一用。但创作的乐趣在于激发创造力。
“我们并不是要用3D打印机打印所有的东西，数字制造时代的意义是我们可以在大规模生产和个性化生产之间进行选择。”《连线》杂志点出了3D打印机的实质。传统制造中，越复杂的产品如果需要改动的地方越多，意味着越高的成本。但在数字化制造中，这一切在改变。制作个性化的产品并不会花费更多额外的成本，让产品更多样、复杂和灵活变得简单，因为只需要改动模型参数，另一个想要的产品就会出现。
由此看来，3D打印技术某种程度上已被过度神化了。正如凯文·凯利在《科技想要什么》一书中所指出的：“新技术的首版几乎总是仅仅略微强于它想要取代的旧技术，对于新技术的将带给使用者的麻烦和未知，仅有少数热情的先驱倾向于做第一个吃螃蟹的人。” 凯文·凯利同时指出，随着创新技术的改进，新技术的益处和先进程度将被前期用户挑选出来展示给大家，同时不确定性减小，技术得以传播。“但这样的推广既不是立刻发生的，也不稳定。”
4 总结
3D打印技术的确可以改变产品的开发、生产，但赋予3D打印“第三次工业革命”有点言过其实。单件小批量、个性化、及网络社区化生产模式，决定了3D打印技术与传统的铸造建模技术，是一种相辅相成的关系。
日益受到热捧的3D打印机或许仍将享受一段时间的风光，但究竟其能否及何时真正改变我们的世界，仍是未知数。
第三篇：3D打印与快速制造实训工作站
当前，3D打印技术做为第三次工业革命的核心技术，在机械制造、建筑工程、文化创意等诸多产业领域得到广泛重视与应用。为满足这些产业对未来相关技术技能型人才的需求与储备，我们首先推出以跨学科、跨专业为特点的
“
3D
打
印
与
快
速
制
造
实
训
工
作
站
”
。
该实训工作站是在研究了多个专业的现有课程基础上，创新设计的综合性跨学科教学实训平台。平台内容包括硬件基础环境、软件支撑环境、教学平台管理系统等模块，以及教学资源库、精品课程示范体系、实训工作站专业管理队伍培训方案、企业实际工作流程仿真实训方案等功能。该实训工作站可以帮助技工类院校教师通过在教学实践中引入先进的设计制造技术，从而改革和创新“设计制造一体化人才”培养方案，创新开发新的精品课程，将企业岗位实训课程前置到学校中完成，从而达到提升学生的职业竞争力和就
业
率
的
教
学
目
的
。
(一)3D打印与快速制造实训工作站的用途
该实训工作站是在北京大学中国职业研究所的指导下，依据“从工作中来，到工作中去”的教学原则和ETPO智慧型实训教学模式，定向开发的企业仿真实训教学平台。ETPO智慧型实训教学模式由职业体验认知(Occupation)——岗位技能学习(Education)——仿真案例训练(Training)——真实项目开发(Project)——模拟企业实习(Occupation)五大流程组成，形成了一个完整的从职业认知开始，经过工学一体化训练，直至进入职场就业的实训教学循环系统，该系统可以很好的帮助学生缩小自身技能和企业岗有位效需性求之、
间趣
的味
距性
离，
，提提
高高
职学
场习
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效
争力果
。 。 该系统可以帮助教师在仿真模拟企业环境的过程中，完成工学一体化教学实践，从而增强课程的针对性、学校可以通过这一产教融合的教学实训平台，将企业岗位实训内容前置到学校中完成，为企业降低人才培养成本的同时，大大提高学生的核心职业能力与核心职业素养，从而达到提高就业率的办学目标。
(1理念
二、设计)硬，构
实
件成
有
训工
基
作
础
站
环仿
真
五
境企
业
大模
建
块
设 程
。 硬件基础环境建设由实践体验区、教学互动区、仿真工作区、成果展示区组成，四大区域按照ETPO教学
内
在
联
系
的
工
作
流实践体验区
本区域由多种大型工业级3D打印机、3D扫描仪及相关设计分析软件组成。该区的功能是让学生通过参与工业级产品的实际生产过程，了解工业级3D打印设备的原理，构造，技术，及其在实际工作中所发挥的作用。从而
开
始
对
职
业
认
知
产
生
感
性
体
验
。
教学互动区
本区域由多点触摸互动教学系统组成。使学生通过对图像化元素的使用和数据库资源的调用，以及互动交流的方式，将自己的创意表达出来并与团队分享。该区域的功能在于通过丰富的真实案例示范教学，引导学生逐步提
升
自
主
设
计
与
创
新
制
造
能
力
。
仿真工作区
本区域仿照机械制造类专业方向的企业真实工作流程设置工作岗位：工作站指导教师模拟项目经理、运用ETPO平台的项目和实习功能对学生进行指导，并对学生任务完成状况以企业标准进行正确性校验;学生模拟企业职员，完全按照企业的真实流程仿真操作，以此将学生顶岗实习的阶段前置到学校完成。经过这种仿真流程训练的学生，到企业工作后可以立刻进入工作状态。从而提升就业竞争力。
成果展示区
以地面及墙体整体设计为空间表达，按3D打印技术和应用领域分成多个展示小区，配备多媒体展示设备。该区域的功能在于把3D打印在工业各领域中的应用以实物或多媒体的方式展示给学生，以扩大学生对技术应用的知识面和产业视野。同时也展示学生自己动手设计并打印的优秀3D作品，以提高教学的趣味性和互动性，同
时
增
强
学
生
对
职
业
的
认
同
度
与
自
豪
感
。
上述4个区域串联完成职业技能的教学内容，同时，也充分应用智慧型实训教学模式和ETPO软件平台将理论学习(Education)的教学阶段，案例教学(Training)的教学阶段，参与实训项目(Occupation)的教学阶段，以及体验企业岗位实习(Occupation)的教学阶段有机结合在一起。
2、软
件
支
撑
环
境
建
设
本工作站包含全套行业最流行的3D打印设计软件工具系统，其中包括40套欧特克公司的3D打印设计工具，以及惊蛰公司依据ETPO教学理论自主研发的配套的行业定制化教学软件工具包、3D模型处理软件，3D打印机操作软件等系列软件系统，可以充分满足教学实践的要求，保证实训工作站正常运转。
3、教学平台管理系统
提供专门开发的ETPO智慧型实训教学管理系统，是依据OETP智慧型教学模式开发的实训工作站软件平台管理系统。该系统支持OETP教学模式所包含的的职业体验认知(Occupation)——岗位技能学习(Education)——工作案例训练(Training)——真实项目开发(Project)——仿真岗位实习(Occupation)5个功能模块在实训工作站中的运转。提供从职业体验认知开始，经过实训教学训练，达到进入职场
就
业
目
标
的
循
环
实
训
系
统
。
ETPO
4、
教
学
智慧型实训教学管理系统
资
源
库
为实训工作站专门开发的教学资源库，提供包含6门课程的教学示范课程包(大纲、教材，讲义，教学案例，习题);10个企业实际项目案例库;1000道针对教学知识点和专业技能点的评测题库。该教学资源库可以支持教师完成实训工作站中各精品课程的教学。同时该教学资源库也提供了接口，可以允许教师在教学实践过程中不断添加自主创新课程、以丰富教学资源并共享给其他教师使用。
5、实训
工
作
站
专
业
师
资
队
伍
培
养
为保证实训工作站的正常运行，我中心提供完整的实训工作站管理人员培训方案，包括系列培训课程：3D打印工作站管理规章制度培训，3D打印设备及材料运营维护培训，工作站岗位设置与分工培训，OETP智慧型实训教学系统使用培训，工作站区域功能使用与综合利用培训，精品实验课程教学示范培训等。
第四篇：我国3D打印机的市场发展情况,3D打印机报告
3D打印已经成为一种潮流，并开始广泛应用在设计领域，尤其是工业设计，数码产品开模等，可以在数小时内完成一个模具的打印，节约了很多产品从开发到投入市场的时间。3D打印机可以用各种原料打印三维模型，使用3D辅助设计软件，工程师设计出一个模型或原型之后，无论设计的是一所房子还是人工心脏瓣膜，之后通过相关公司生产的3D打印机进行打印，打印的原料可以是有机或者无机的的材料，例如橡胶、塑料，不同的打印机厂商所提供的打印材质不同。3D打印机，即快速成形技术的一种机器，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。过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，现正逐渐用于一些产品的直接制造。特别是一些高价值应用(比如髋关节或牙齿，或一些飞机零部件)已经有使用这种技术打印而成的零部件。“三维打印”意味着这项技术的普及。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现。这种打印机的产量以及销量在二十一世纪以来就已经得到了极大的增长，其价格也正逐年下降。该技术珠宝，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，土木工程以及其他领域都有所应用。
随着汽车、航空航天、工业和医疗保健等领域市场需求的增加，全球3D打印机的销售额将从2011年的17亿美元增长至2017年的50亿美元。消费品和电子领域是3D印刷企业最大的市场，其市场份额约为20.3%;紧随其后的是机动车(19.5%)、医疗和牙科(15.1%)领域。目前比较知名的3D打印机制造商有瑞连、3D系统、伊登普雷里、斯特塔西、帕罗奥多、惠普和奥托美克等。
目前国内3D打印在材料、设备和应用上仍有难题，成本较高，多用于实验，规模化应用尚需时日，目前我国3D打印主要应用于产品设计、快速模具制造、铸造、医学等制造领域，其中消费电子、汽车、医疗分别占20.3%、19.5%和15.1%。
随着开拓并行、多材料制造工艺方法的采用，打印速度和效率有望获得更大提升。3D打印技术经过几十年的探索与发展，目前能够实现600dpi分辨率，每层厚度只有0.01毫米，即使模型表面有文字或图片也能够清晰打印，目前较先进的产品可以实现每小时25毫米高度的垂直速率，相比早期产品有10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24位。随着先进材料的不断发展，将开发出更为多样的3D打印材料，如智能材料、功能梯度材料、纳米材料、非均质材料及其他方法难以制作的复合材料等，金属材料、直接金属成型技术将会成为今后研究与应用的新兴领域。
当前，3D打印机价格很高，大多在百万美元以上，这给其进入家庭带来了困难，但一些较小规模的3D打印机制造商已经开始推出一万美元以下的3D打印机。随着技术进步及推广应用直至实现规模化生产，3D打印机的价格有望大幅下降。3D打印机诞生后，早期主要用于航空航天、机械、医疗、建筑等行业的模型制作。随着其进一步走向成熟，3D打印机已开始用来制造汽车、飞机等高科技含量零部件、皮肤、骨骼等活体组织。专家预计，3D打印机在生产应用方面有着巨大潜力。3D打印技术在珠宝首饰、鞋类、工业设计、建筑、汽车、航天及医疗方面(牙科)都能得到广泛的应用。3D打印长期发展前景广阔，未来国内3D打印市场规模将达到上万亿元，但短期内由于技术、材料和成本原因难以商业化。
本研究分析报告由智鼎国研(北京)信息咨询有限公司领衔撰写，在大量周密的市场调研基础上，主要依据了国家统计局、国家商务部、国家发改委、国务院发展研究中心、中国海关总署、3D打印机行业相关协会、国内外相关刊物的基础信息以及3D打印机专业研究单位等公布和提供的大量资料，结合深入的市场调查资料，进而分析国内3D打印机行业发展走势与市场。报告针对我国3D打印机行业的市场规模与前景、从业企业以及国家相关产业政策进行了全面分析。并重点分析了我国3D打印机行业技术、应用领域的发展与现状，并对3D打印机行业投资机会与投机风险作出了分析研判，为3D打印机相关生产企业、经营企业、科研机构等企业在激烈的市场竞争中洞察先机，根据市场需求及时调整经营策略，为战略投资者选择恰当的投资时机和公司领导层做战略规划提供了准确的市场情报信息及科学的决策依据，同时对银行信贷部门也具有极大的参考意义。
【报告目录】
第一章3D打印机相关阐述16 第一节传统打印机简介16
一、打印机性能参数16
二、打印机的分类17
三、打印模式20
四、打印机语言21
五、打印机技术21
六、打印机打印技术常用工作参数30 第二节3D打印机32
一、3D打印机背景分析32
二、3D打印机特点34
三、3D打印机技术性能指标34 第三节3D打印机的用途及应用领域35
一、在工业制造领域的应用分析35
二、在文化创意、数码娱乐领域的应用分析36
三、在航空航天、国防军工领域的应用分析36
四、在生物医疗领域的应用分析36
五、在消费品领域的应用分析38
六、在建筑工程领域的应用分析38
七、在教育领域的应用分析38
八、在个性化定制领域的应用分析39 第二章中国3D打印机市场发展关键因素分析39 第一节3D打印机市场规模分析39 第二节3D打印机市场主要竞争对手构成40 第三节3D打印机市场政治、经济、法律、技术环境分析45
一、政治环境45
二、经济环境49
三、法律环境53
四、技术环境55 第四节3D打印机市场发展驱动因素分析59
一、产品优势59
二、政策扶持60
三、产业化的可能性62 第五节全球债务危机对3D打印机行业发展影响分析64
一、对3D打印机行业本身影响分析64
二、对3D打印机上下游产业影响分析65
三、对3D打印机价格影响分析66 第三章2012年世界3D打印厂商研究67 第一节3Dsystems67 (1)企业发展简况分析67 (2)企业研发实力分析67 (3)企业3D打印机产品分析67 (4)企业3D打印机产品应用分析68 (5)企业经营业绩分析68 (6)企业投资兼并分析69 (7)企业经营优劣势分析69 第二节ObjectGeometries72 第三节SOlido72 第四节ZCorporation75 第五节Stratasys79 (1)企业发展简况分析79 (2)企业研发实力分析79 (3)企业3D打印机产品分析79 (4)企业经营业绩分析81 (5)企业投资兼并分析81 (6)企业经营优劣势分析82 第六节Makerbot经营分析83 (1)企业发展简况分析83 (2)企业3D打印机产品分析83 (3)企业经营业绩分析85 (4)企业投资兼并分析85 (5)企业经营优劣势分析86 第七节Shapeways经营分析87 (1)企业发展简况分析87 (2)企业3D打印服务分析87 (3)企业经营业绩分析88 (4)企业商业模式分析88 (5)企业多轮融资分析88 (6)企业经营优劣势分析89 第四章2012年中国打印机产业整体发展态势分析90 第一节中国打印机行业发展分析90
一、中国打印机产量居世界第一90
二、中国打印机行业的市场结构解析90
三、中国专用打印机行业发展格局97
四、打印机行业进入节能环保新时代98
五、2012年打印机行业发展情况良好101 第二节2008-2012年中国打印机产量数据统计分析104
一、2008-2011年中国打印机产量数据分析104
二、2012年中国打印机产量数据分析108
三、2012年中国打印机产量增长性分析110 第五章3D打印机生产工艺及技术路径分析111 第一节3D打印机各种生产方法比较111 第二节国内外3D打印机生产工艺及技术趋势112
一、国外主流生产工艺介绍112
二、国内主流生产工艺介绍116
三、3D打印加工过程分析117
四、当前3D打印技术分析121
五、3D打印技术的突破方向分析124 第三节国内外3D打印机最新技术研发及应用情况126 第四节3D打印原材料分析129
一、目前可使用的3D打印材料分析129
二、3D打印市场扩大对材料需求的影响分析130 第六章中国3D打印机市场发展现状分析131 第一节中国3D打印机市场构成要素分析131
一、3D打印机产品购买主体构成分析131
二、3D打印机产品市场购买力分析133
三、3D打印机产品市场购买欲望分析134 第二节中国3D打印机市场主要品牌分析136
一、国外主要企业品牌分析136
二、国内主要品牌分析140 第三节2012年中国3D打印机市场运行数据分析141
一、2012年中国3D打印机市场产品销售情况分析141
1、销售总量分析141
2、主要销售区域分析142
3、市场需求特点分析143
二、2012年中国3D打印机市场产品供给情况分析145
1、国内市场供给量分析145
2、供给来源构成146
3、供需格局分析148 第七章中国3D打印机市场消费能力及未来需求规模分析148 第一节2012年中国3D打印机市场消费能力现状分析148
一、中国3D打印机产品购买要素构成分析148
二、3D打印机产品替代产品威胁分析150
三、主要消费区域消费能力对比分析150 第二节影响中国3D打印机市场消费能力主要因素分析152
一、购买者的购买目的及主要用途152
二、购买者所处的消费环境154 第三节中国3D打印机消费市场独有特征分析156 第四节中国3D打印机市场发展影响因素分析158 第五节3D打印机对我国制造业的影响160
一、3D打印机的内涵及其意义160
二、3D打印机与中国制造业161
三、对我国制造业的影响162
四、对策建议163 第八章2012年中国3D打印机市场需求特点及需求潜力分析163 第一节中国3D打印机市场主要消费统计数据定量分析163
一、总体销量数据分析163
二、分区域市场数据分析164
三、消费领域分布数据分析165 第二节3D打印机主要下游消费领域构成分析165 第九章3D打印机产品价格策略研究167 第一节估计成本167 第二节选择定价方法170 第三节竞争性调价176 第四节具体价格策略研究178 第十章国内3D打印机在建及拟建项目统计分析179 第一节入门级开源3D打印机项目技术179 第二节研发一种便携式3D打印机项目192 第三节智慧烟台投资千亿引进3D打印机等高端项目193 第四节2012-2013年我国3D打印发展项目态势195 第五节中国市场上3D打印巨头合并及其项目新态势201 第十一章3D打印机企业销售状况调查224 第一节北京殷华激光快速成形与模具技术有限公司224
一、企业发展简况分析224
二、企业研发实力分析225
三、企业3D打印产品及服务分析225
四、企业成功应用案例分析225
五、企业经营优劣势分析226
六、企业3D打印机销售情况227 第二节陕西恒通智能机器有限公司227
一、企业发展简况分析227
二、企业研发实力分析227
三、企业3D打印产品及服务分析228
四、企业成功应用案例分析228
五、企业经营优劣势分析228
六、企业最新发展动向分析229
七、企业3D打印机销售情况229 第三节武汉滨湖机电技术产业有限公司230
一、企业发展简况分析230
二、企业研发实力分析231
三、企业3D打印产品及服务分析231
四、企业经营优劣势分析232
五、企业3D打印机销售情况232 第四节南京紫金立德电子有限公司233
一、企业发展简况分析233
二、企业研发实力分析233
三、企业3D打印产品及服务分析233
四、企业成功应用案例分析233
五、企业经营优劣势分析235
六、企业最新发展动向分析235
七、企业3D打印机销售情况239 第十二章3D打印机市场推广策略研究240
一、3D打印机行业产品市场定位240
二、3D打印机行业广告推广策略244
三、3D打印机行业产品促销策略249
四、3D打印机行业招商加盟策略249
五、3D打印机行业网络推广策略254 第十三章3D打印机营销渠道建立策略256 第一节2011-2012年中国3D打印机品牌营销模式研究256
一、市场经济时代的营销模式256
二、国际市场条件下的营销模式256
三、新型营销模式总括257
1、特许经营、加盟连锁257
2、电子商务258
3、会议营销260 第二节3D打印机产品营销渠道260
一、媒体广告260
二、直效营销262
三、销售促进263
四、公关与宣传264
五、人员推销265
六、网络营销266 第三节中国3D打印机营销渠道建立策略267
一、广告策略267
二、渠道策略267
三、价格策略267 第十四章3D打印机市场客户群研究与渠道匹配分析271 第一节专买店实地调查271
一、渠道特点271
二、销售状况271
三、消费人群271
四、销售策略271 第二节购物中心----专柜275
一、渠道特点275
二、销售状况275
三、消费人群276
四、销售策略276 第三节连锁超市----专柜281
一、渠道特点281
二、销售状况282
三、消费人群282
四、销售策略283 第四节网络营销模式—网店287
一、渠道特点287
二、销售状况292
三、消费人群292
四、销售策略292 第十五章2013-2018年中国3D打印机市场前景预测分析294 第一节国内3D打印机技术发展现状与问题294
一、国内3D打印机技术发展现状294
二、国内3D打印机技术发展问题295 第二节我国3D打印机从“神器”到家用制造设备的距离296 第三节3D打印机行业发展趋势预测298
一、3D打印机将全面革新现实298
二、2017年全球3D打印机市场将增至50亿美元304
三、3D打印机行业发展趋势304 第四节中国国3D打印机行业发展前景预测305
二、3D打印孕育无限未来305
三、3D打印机的变革力量308
四、3D打印机发展前景310 【图表目录】
图表：国际上主要3D打印机厂商42 图表：2009-2011年我国GDP增幅走势图49 图表：中国能效标识93 图表：富士施乐智能眼、智能节电和快速启动三位一体95 图表：重视环保打印，行动刻不容缓98 图表：参与调查者对于打印机环保重要性的看法99 图表：参与调查者对于打印机是否环保的分辨情况99 图表：2008-2009年中国打印机产量走势图104 图表：2009年中国打印机产量统计表(分省市)105 图表：2010年1-12月中国打印机产量分省市排行统计表106 图表：2012年1-12月中国打印机分省市产量数据表108 图表：国际上主要3D打印机厂商138 图表：2009-2012年中国3D打印机销售总量141 图表：2012年中国3D打印机销量区域分布142 图表：2009-2012年中国3D打印机供给量145 图表：2012年我国3D打印机供给来源构成146 图表：2009-2012年中国3D打印机销售总量163 图表：2012年中国3D打印机销量区域分布164 图表：2012年我国3D打印机消费领域分布数据165 图表：入门级开源3D打印机项目技术简图179 图表：主板芯片Arduino182 图表：Arduino主板最新版本的电路原理图184 图表：Arduino步进电机控制板184 图表：Arduino步进电机驱动板最新版本的电路原理图185 图表：Arduino3D打印机打印头控制板186 图表：Arduino3D打印机打印头驱动板最新版本的电路原理图186 图表：Arduino3D打印机机械结构187 图表：Arduino3D打印机部件罗列见下图189 图表：3D打印机打印机软件界面截图190 图表：3D数据与打印结果的展示图191 图表：2011-2012年北京殷华激光快速成型与模具技术有限公司3D打印机销售状况227 图表：2011-2012年陕西恒通智能机器有限公司3D打印机销售状况229 图表：2011-2012年武汉滨湖机电技术产业有限公司3D打印机销售状况232 图表：2011-2012年南京紫金立德电子有限公司3D打印机销售状况239 图表：网络营销推拉战略266 图表：2008-2011年全球消费电子各细分产品产量规模309
第五篇：3D打印技术
基本概念
3D打印机出现在上世纪90年代中期，实际上是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“打印材料”，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。这打印技术称为3D立体打印技术。
原理
3D打印是添加剂制造技术的一种形式，在添加剂制造技术中三维对象是通过连续的物理层创建出来的。3D打印机相对于其他的添加剂制造技术而言，具有速度快，价格便宜，高易用性等优点。
3D打印机就是可以“打印”出真实3D物体的一种设备，功能上与激光成型技术一样，采用分层加工、迭加成形，即通过逐层增加材料来生成3D实体，与传统的去除材料加工技术完全不同。称之为“打印机”是参照了其技术原理，因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似。随着这项技术的不断进步，我们已经能够生产出与原型的外观、感觉和功能极为接近的3D模型。 说的简单一点，3D打印是断层扫描的逆过程，断层扫描是把某个东西“切“成无数叠加的片，3D打印就是一片一片的打印，然后叠加到一起，成为一个立体物体。
应用领域
汽车制造业,医疗
相关新闻
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“3D打印”火了 闽企跃跃欲试
一股“3D打印热”从美国股市传至国内A股市场，“3D打印技术”受到资本追捧;福建已有企业涉足该领域
国外艺术家用3D打印机“打印”出了一个小型3D城市，里面的建筑物非常精致(资料图)
东南网-海峡都市报8月31日讯(记者 林可 周锡银 文/图) 将一项产品设计转化为3D数据，录入3D打印机，添加合适的“墨水”后，就能直接打印出实物——近日，一股“3D打印热”从美国股市传至国内A股市场，不少涉及3D打印领域的企业股价连创新高。
3D打印技术为何受到热捧?3D打印机如何使用，主要应用于哪些领域?普通居民现在能买到3D打印机吗?福建制造企业有没有掌握这一技术?带着这些问题，本报记者多方调查，为您揭开“3D打印”的面纱。
市场动向
有望改变制造业“3D打印”成资本宠儿 美国两家3D打印机生产商8月股价大幅上扬，这股“3D打印热”烧到国内A股市场，涉及3D打印领域的企业股价连创新高。由于3D打印需运用到激光技术，我省一些生产激光晶体元器件的上市企业，股价业有不小涨幅。
“3D打印”为何成为资本宠儿?据业内人士介绍，3D打印受到热捧，是因为该技术有望改变制造业形态。
据介绍，“激光3D打印”，又叫选择性激光烧结(SLS)，即快速成型技术，其原理是将一项产品设计转化为3D数据，然后将这些数据录入3D打印机，使用合适的添加剂进行逐层打印，然后叠加到一起，成为实物。由于3D技术可自动、快速、直接、准确地将产品设计直接转化为实物，因此将有效缩短产品研发周期、提高产品质量并缩减生产成本。3D打印技术在美国已经产业化，在国内也已起步。
受益“3D打印热”一闽企股票大涨
受益这轮“3D打印热”，福建上市公司——福晶科技的股价也有不小涨幅。前日，该公司股价涨停。据了解，公司主营业务属于光电子产业，是全球领先的非线性光学晶体与激光晶体元器件制造商。由于3D打印需要运用到激光技术，因此该公司股价上涨。
昨日，记者从南京、深圳等地3D打印机制造商处了解到，购买3D打印机的福建买家现在还不多。许多经销商表示，他们对3D打印的前景保持乐观态度。他们认为，由于掌握“3D打印”后，制造企业可有效缩短产品研发周期、提高产品质量并缩减生产成本，作为制造业大省，福建加工制造类企业也需要掌握3D打印技术。
输入数据就可打印出实物
昨日，记者电话采访了国内一家3D打印机制造商——南京紫金立德公司。该公司销售代表介绍，他们公司的3D打印技术是以色列的，目前国内自主掌握3D打印技术的企业较少，能批量生产全套设备的大厂家也只有几个。 蔡先生说，3D打印机是按照所使用的添加剂划分的，有塑胶的，也有金属的，而他们公司制造的3D打印机，使用的是pvc膜。据介绍，紫金立德制造的3D打印机，可将按照电脑里的3D数据，将pvc膜进行切割、叠置，然后烧结成实物。打印出的产品坚固耐用，可以在上面打孔、抛光。
据介绍，除“打印”茶壶等不太复杂的生活用品外，3D打印机还能“打印”齿轮、螺丝钉、涡轮增压零件等工业用品。
蔡先生告诉记者，目前，3D打印机主要用于工业设计、制造等领域。传统的制造技术，需要专门“开模”，时间周期长，单价高，而3D打印机的特点是，只要你提供产品设计及数据，过两三个小时，就能拿到实物，省时省力。
3D打印用的是“固态墨水”
据了解，3D打印机与普通打印机，最大的区别是“墨水”，3D打印机的“墨水”，也就是添加剂，从液态转成固态，如塑胶、硅、金属粉等。
目前的3D打印机，分堆叠法打印与烧结法打印，原理基本都是多层分片打印，而堆叠、烧结只是成型
技术的区别。堆叠法只能成型塑胶、硅之类的添加剂，对固化反应速度有要求，而烧结可以用激光的高温对金属添加剂进行处理加工。
“我们的打印机，主要通过打印喷头，按照3D图片，进行堆叠。”昨日，浙江一家3D企业市场部有关负责人陈女士告诉记者，3D打印首先要有一个设计图片，然后将文件录入，准备好打印需要的添加剂，就能够开始直接打印了，3D打印机通过打印喷嘴开始从打印底盘一层层堆叠，过不了几分钟，就能打印出实物成品。
便宜的3D打印机只要三千多元
3D打印机哪里有售?记者发现，福州市面上还并没有3D打印机专卖店，但3D打印机在部分购物网站有售，价钱在几千到几万元不等，最便宜当数个人打印机，定价在3000多元。
据了解，国内的3D打印机，按照打印机的喷头数量定价，比如，单喷头的3D打印机，要近4000元，双喷头的打印机则要7000多元。单喷头与多喷头的区别主要在于，在打印中，双喷头可以打印两个颜色的实物，而单喷头只能打印一个颜色的实物。
深圳一家3D打印机厂商的负责人刘先生表示，他们的打印机出口较多。陈女士也表示，他们公司的产品主要都是销往美国、澳大利亚等国家，国内需求还不够旺盛，主要是因为国内对3D打印机的认知、普及还不够高。
许小曙
湖南华曙高科技有限责任公司 总经理
许小曙，1990年毕业于美国科罗拉多矿业大学，获得博士学位。
早在1996年，就曾因在CH-46直升机相关研究项目中“史无前例的杰出工作”，荣获了被誉为“应用科学的诺贝尔奖”的“美国科学技术创新奖(R&D 100)”。该奖项用于奖励每年在世界范围内评选100个最杰出的科技成就，是世界应用科学中的最高奖项。
自1997年以来，在美国DTM公司和3D Systems公司工作12年，先后担任先进制造主管，软件开发总监及高级顾问等职务，是SLS SinterStation 2500+, Vanguard, HiQ and Pro 系列设备实现产业化过程的原创者之一。2011年4月，许博士被国际分层制造行业权威协会AMUG-Additive Manufacturing Users Group授予终身成就奖(“Dinosaur Award” ——恐龙奖)。该奖项用以表彰在SLS和SLA领域做出长期卓越贡献以及具有领导力的人士，全世界仅十余人获此殊荣。他在业内被认为是目前世界上最了解该技术的人，有“SLS之父”之美誉。
许小曙博士2010年回到中国，成立湖南华曙高科技有限责任公司，研发和推广拥有中国自有知识产权的SLS设备，材料及相关服务。
王运赣
上海富奇凡机电科技有限公司 董事长、教授
王运赣，华中科技大学教授、博士生导师，上海富奇凡机电科技有限公司董事长，20世纪90年代初开始致力于快速成形技术的研发，主编出版了11本有关快速成形/3D打印技术的专著，拥有12项中国专利，所在公司已批量生产和销售具有自主知识产权的7种快速成形设备。
入门级开源3D打印机项目技术简介
更多内容前往：个人3D打印机小站
简介
三维立体打印的技术。三维立体打印机，也被称为快速成型打印机。它是利用普通打印机的原理，将打印机和计算机连接起来，把原料装入机身，通过计算机的控制，用激光注射器将原料一层一层累积起来，最后将计算机上的蓝图变成实物。
3D打印机在90年代中期就出现了。在过去十年里，它已经被设计师、工程师以及科学家用来制造一次性的机械产品以及模型。他们通过一层一层堆积的液体和粉末来生产物体。助听器生产部门利用3D打印机扫描患者的耳朵轮廓后复制出合适的助听器;汽车定制公司也在利用这套设备为汽车爱好者提供专门的汽车部件;消费电子产品厂商用它来完成对产品功能的设计，以避免在大规模生产后修改设计;医生用它来制造实习模型;博物馆用它复制真品，以避免参观者损毁真品。
但是，这套机器价格不菲，每套大约需要10万美元。最近几年，价格下降到约1.5万美元。如此昂贵的费用也只有大型公司才能负担。
本项目的目标是为了制造出价格在1000美元之内的桌面3D打印机，方便设计师，工程师，科技人员甚至是普通爱好者的使用。
市场前景
三维打印机不仅使立体物品的造价降低，且激发了人们的想象力。未来三维打印机的应用将会更加广泛。
3D打印技术最突出的优点是无需机械加工或任何模具,就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件,从而极大地缩短产品的研制周期,提高生产率和降低生产成本。这项技术目前正迅猛发展,已越来越引起人们的广泛重视。
3D打印机在哪些领域使用有何用处3D打印技术作为一种高科技技术，综合应用了CAD/CAM技术、激光技术,光化学以及材料科学等绪多方面的技术和知识，让产品设计、建筑设计、工业设计、医疗用品设计等领域的设计者，第一时间方便轻松的获得全彩色实物模型，便于重新修定CAD设计模型,从而节省了为错误设计制造工艺装备的费用,并节省了研制时间。
随着技术的进步，现在3D打印机在电影动漫、气象、教育、外科医疗等领域都能发挥独特的作用。在教育领域，3D打印机能够将抽象概念带入现实世界，将学生的构思转变为他们可以捧在手中的真实立体彩色模型，令教学更为生动;在建筑领域，3D打印机能够为曲面异形建筑的重要精密构件快速制作精确模型，实现传统建筑模型制作无法达到的工艺水平;在工业生产领域，3D打印机可以为金属铸件直接打印模型、模型插件和图案;在地理空间领域，3D打印机可以轻松将GIS数据转化为三维地形及城市景观模型或沙盘;而在娱乐艺术领域，3D打印机还可根据电子游戏、三维动画以及其他创作产生的三维数据轻松制作自定义头像和雕像。
但如果要将3D打印机像电脑一样应用到我们普通消费者的生活中，还存在一些具体的问题：首先是购买成本问题，不同三维打印机的报价相差很大，但依旧徘徊在几万到几十万人民币，这个数字对家庭用户来说，不如去买套房子;其次是打印材料问题，3D打印机的成型材料多是采用化学聚合物，在这里，我们不仅仅是担心它的后期使用成本问题，而且如果要让它融入我们的家庭生活，那么这种材料是否安全将是一个很重要的参考因素。
不过我们还是期待，随着技术的不断进步，这些我们担心的问题都会迎刃而解，3D打印机会在未来像照相机、扫描仪一样进入千家万户，为我们的生活增添无穷乐趣。 优势
我们拥有一套完整的实现低成本3D打印机的系统方案，该方案设计制造的3D打印机可以满足设计师，工程师，爱好者们的基本需要，并且在价格上大大低于昂贵的快速成型系统。能够实现每位设计师，爱好者或者是个人都能够拥有一台3D打印机的梦想。
技术规格
使用技术 FFF (熔融纤维制造)/热塑挤压
尺寸 500 mm (W) x 400 mm (D) x 360 mm (H) 重量 7.0 kg 打印范围 200 mm (W) x 200 mm (D) x 140 mm (H) 打印耗材原料 PLA,、HDPE、ABS等，使用3mm直径细丝 耗材价格 PLA:195元/kg，HDPE:97元/kg，ABS:150元/kg 打印速度 每小时构建实心物体为15.0 cm3 (使用PLA测试, 其他材料都差不多) 精度 喷嘴直径0.5毫米，最小打印2毫米的物体，定位精度0.1毫米，每层厚度0.3毫米
硬件部分 控制芯片
主板芯片 Arduino
上图所示的主板是整个系统的核心控制部件。其核心是一片Sanguino，它是一块Arduino兼容的主板由一块ATMEGA644P芯片驱动。
Arduino是源自意大利的一个开放源代码的硬件项目，该平台包括一片具备简单I/O功效的电路板以及一套程序开发环境。Arduino可以用来开发可独立运作、并具互动性的电子用品，或者也可以开发出与PC相连的周边装置，同时能在运作时与PC上的软件进行沟通。 Arduino 平台由两部分组成：硬件(包括微控制器、电路板等)和软件(编程接口和语言)。平台的两个部分都是开源的。如果需要，您可以下载 Arduino 的图表、购买需要的所有独立部件、切割电路板并从头开始制作一个电路板。
同样地，Arduino 旨在提供一个简单的界面和一个将所有功能集于一身的包，同时尝试提供其他优点： 低成本
可以从头开始构建便宜的 Arduino 板，并且预组装的组件十分便宜。Arduino Diecimila 花费大约 35 美元。 跨平台软件
获得适用于 Microsoft Windows、Mac OS X 和 Linux 的 Arduino 软件。 简单的语言
Arduino 开发人员尝试使语言可以被初学者轻松掌握，但是对于高级用户足够灵活。 开放源码
Arduino 从上到下完全是开源的。如果需要构建或修改软件，您可以随意执行。此外，Arduino 的官方 Web 站点包含丰富的维基，其中的代码样例和示例都是免费共享的。
Arduino成本低功能强大的特点，满足了低成本3d打印机项目的需求，是理想选择。
该主板连接了所有的周边扩展，用来驱动整个3d打印机，其中包含了3个步进电机接口，还有四个RJ45接口用于连接挤压控制电路板，该电路板用于控制打印头，此外主板上还配备一个SD卡插槽及ATX电源接口。 以下为该主板最新版本的电路原理图：
步进电机控制板
该电路板用于控制步进电机，通过两个极限开关来获得输入。基于Allegro A3982 步进电机驱动。此步进控制芯片价格和性能上都有相对的优势，满足3D打印机低成本和功能充足的特性。
以下为该电机驱动板最新版本的电路原理图：
打印头控制板
该电路板由PWM驱动板，DC电机驱动板，温度传感板，RS485接口和一块Arduino组合而成。该板用于控制在打印过程中的材料输出。 以下为该打印头驱动板最新版本的电路原理图：
机械结构
整个设计结构包含了多种材料，以下为罗列的部件名称： 部件名称 备注
长棒 8mm直径，镀锌表面铁棒 轴承 皮带
挤压部件(打印头) 螺丝、螺帽、五金、DIY扣件 轨道扣件 步进电机 NEMA 17 或 NEMA 14 PCB/集成电路
装配部件 3D打印制作，使用设计的3D数据
厚、薄钢板 4mm - 6mm 厚，至少 42cm x 40cm 螺柱 轨道扣件
构造组件
使用3D设计软件将3D打印机上的各个部件进行设计，并使用快速成型技术来制作这些部件。 部件罗列见下图：
由 3D打印服务 提供打印制作。
软件部分 控制系统固件 控制主板和打印头控制板为整个3D打印机系统的核心部分，两个控制芯片都采用开源Arduino硬件。可以通过Arduino平台方便的进行控制固件的编程和安装。
打印机软件
打印程序用于将设计好的STL格式文件转换成打印机可以读取的格式，并将该格式文件的数据信息传给打印机。打印机固件识别此格式3d数据信息，通过控制芯片来，进行打印输出。
我们使用一套通用的3D打印机程序与打印机固件进行交互通信，输入的文件格式现在仅支持STL，绝对多数的3D设计软件支持此格式的输出，因为设计师可以不需要使用额外的软件来输出需要制作的3D模型。
该打印机软件使用Java，可以用于Windows, Mac, Linux 多平台。
打印机软件界面截图：
原料耗材 材料选择
材料 单价 规格
PLA 195元/kg 3mm细丝 HDPE 97元/kg 3mm细丝 ABS 150元/kg 3mm细丝
打印案例
下图为3D数据与打印结果的展示图：
Magicfirm MBot 3D打印机
耗材决定能力边界—3D打印技术原理
3D打印技术在原理上并不复杂。与传统制造业在材料上做减法不同，它奉行的是加法守则。要打印一个东西，你首先要有一张3D立体图，配套的软件会把这张图上的物体进行一系列数字切片，并将切片信息传送到打印机，打印喷头立刻启动，根据切片信息，一层层极薄地堆叠出立体物件。
在这一核心“秘笈”指导下，不同打印机有不同的流派打法，而使用的“墨水”则是其中的关键。
在北京北五环外永丰科技园的北京计算中心，一台售价160万元人民币的Objet3D打印机，已经在这里服务一年有余。这台双缸洗衣机大小的银灰色打印机，使用光敏树脂耗材，这是一种遇紫外线照射会立刻变硬的特殊材料，另外一种支撑材料也必不可少。在电脑的三维数据图像的控制下，打印机的六个喷头以16微米的厚度，一层层喷出液态材料，物体的部分使用光敏树脂，其余部分则喷出填充材料，每喷一层，就进行一次紫外线照射，液态材料随即变硬。
打印完成后，最初从打印机肚子里拿出的是一个立方体，需要再给它洗个澡，冲去填充材料，打印的东西就“水落石出”了。
Stratasys公司使用的则是一种叫做“熔积成型”的技术，整个流程是将一根粗的塑料绳，在喷头内熔化液体，一层层沉积塑料纤维成型。还有一些系统使用粉末微粒作为打印介质，最常用的是石膏粉，粉末微粒被喷撒在铸模托盘上形成一层极薄的粉末层，然后由喷头喷出的液态粘合剂进行固化，或者用“激光烧结”，熔铸成指定形状。 耗材的扩展，决定了3D打印机的能力边界。
受到耗材的限制，3D打印最初的应用主要局限在样品制作。汽车零部件制造商或齿科医生在完成一个产品设计时，往往需要用一台3D打印机在几个小时内打印出其设计的产品，反复修改后再投入到规模化的生产线制造，这种样品制作方式相比传统的模型制作极大地节约了时间和材料成本。
随着可供打印使用的耗材的不断拓展，3D打印也逐渐具备了制作成品的可能。这是3D打印技术一个质的飞跃，这种变化在最近两年才逐步发生。2011年，钛合金和不锈钢材料的使用，使波音公司开始用这种技术直接打印飞机机翼，当然这种打印机的体型和价格都在另一个层级上。
目前，仅Objet一家公司已经可以使用14种基本材料并在此基础上混搭出107种材料，两种材料的混搭使用、上色也已经是现实。这些材料的价格便宜的几百块(人民币)一公斤，最贵的要4万元左右。
打印手枪、药物、建筑—盘点2012十大3D打印产品
3D打印颠覆了人们创造东西的能力，让人们将自己的想法转化成电脑上的虚拟模型，将产品制造这项专利从企业领域交还到个人手中。设计癖网站带我们一起回顾过去一年中曾报道过的3D打印产品：
1、3D打印手枪
2、Replicator 2台式3D打印机
3、Go!SCAN 3D白光3D扫描仪
4、按需打印药物3D分子打印机
5、LAYWOO-D
6、MIT廉价专业3D打印机
7、voxeljet连续3D打印机
8、可打印建筑物的“喷石”3D打印机
9、3D打印砖
10、XEOS概念3D打印机