近幾年“3D打印”成了超前科技的代言詞，火遍全球。其實3D打印并不能算是一項新技術，它早在20世紀80年代便已產(chǎn)生，只是因為成本巨大，在最近幾年才進軍藝術界和工業(yè)界，用以制造假肢、汽車零部件、家具和珠寶等。

 

　　工作原理

 

　　3D打印是添加劑制造技術的一種形式，在添加劑制造技術中三維對象是通過連續(xù)的物理層創(chuàng)建出來的。3D打印機相對于其他的添加劑制造技術而言，具有速度快，價格便宜，高易用性等優(yōu)點。3D打印機就是可以“打印”出真實3D物體的一種設備，功能上與激光成型技術一樣，采用分層加工、迭加成形，即通過逐層增加材料來生成3D實體，與傳統(tǒng)的去除材料加工技術完全不同。稱之為“打印機”是參照了其技術原理，因為分層加工的過程與噴墨打印十分相似。

 

　　每一層的打印過程分為兩步，首先在需要成型的區(qū)域噴灑一層特殊膠水，膠水液滴本身很小，且不易擴散。然后是噴灑一層均勻的粉末，粉末遇到膠水會迅速固化黏結(jié)，而沒有膠水的區(qū)域仍保持松散狀態(tài)。這樣在一層膠水一層粉末的交替下，實體模型將會被“打印”成型，打印完畢后只要掃除松散的粉末即可“刨”出模型，而剩余粉末還可循環(huán)利用。

 

　　打印耗材由傳統(tǒng)的墨水、紙張轉(zhuǎn)變?yōu)槟z水、粉末，當然膠水和粉末都是經(jīng)過處理的特殊材料，不僅對固化反應速度有要求，對于模型強度以及“打印”分辨率都有直接影響。目前的3D打印技術能夠?qū)崿F(xiàn)600dpi分辨率，每層厚度只有0.01毫米，即使模型表面有文字或圖片也能夠清晰打印。當然受到噴打印原理的限制，打印速度勢必不會很快，目前較先進的產(chǎn)品可以實現(xiàn)每小時25毫米高度的垂直速率，相比早期產(chǎn)品有10倍提升，而且可以利用有色膠水實現(xiàn)彩色打印，色彩深度高達24位。

 

　　由于打印精度高，打印出的模型品質(zhì)自然不錯。除了可以表現(xiàn)出外形曲線上的設計，結(jié)構(gòu)以及運動部件也不在話下。如果用來打印機械裝配圖，齒輪、軸承、拉桿等都可以正?；顒樱惑w、溝槽等形態(tài)特征位置準確，甚至可以滿足裝配要求，打印出的實體還可通過打磨、鉆孔、電鍍等方式進一步加工。同時粉末材料不限于砂型材料，還有彈性伸縮、高性能復合、熔模鑄造等其它材料可供選擇。

 

　　發(fā)展現(xiàn)狀

 

　　3D打印，過去在科研、教學或者制造領域被稱為“快速成型技術”。3D打印”這個更為形象的叫法快速被大眾接受和普及。隨著材料科學的快速發(fā)展，快速成型技術正在各個領域均有極大延伸，比如打印建筑物、打印汽車、打印人體器官、打印骨骼，而且我們還可以用3D打印機打印自己設計的衣服。我們首先用掃描儀對自己的身體進行一下掃描，這樣就能得到我們身材的尺寸，然后通過CAD對掃描數(shù)據(jù)進行加工和修改，這樣我們就可以自己打印出衣服和褲子。

 

　　目前美國的3D打印技術較為領先，應用范圍更廣。而在國內(nèi)中國的3D打印正在快速發(fā)展，從工業(yè)和制造業(yè)應用開始朝個人和小型化方向發(fā)展。9月25日，由中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院、中國醫(yī)療器械行業(yè)協(xié)會、渭南市人民政府聯(lián)合主辦的“3D打印與生物醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)化推進會”披露，《國家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進計劃 （2014~2016年）》（征求意見稿）目前已制訂完成，有望年內(nèi)正式出臺。