機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)-3d打印快速制造技術(shù)研究

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　　（20 屆）</b></p><p>　　3D打印快速制造技術(shù)研究</p><p>　　3D打印快速制造技術(shù)研究</p><p>　　摘要：3D打印技術(shù)又稱(chēng)快速成形技術(shù)、快速原型制造、增材制造技術(shù)。它起源于20世紀(jì)90

2、年代前期,是最近20年來(lái)制造業(yè)領(lǐng)域的一個(gè)重大成果,被稱(chēng)作“第三次工業(yè)革命”三大重要技術(shù)之一。</p><p>　　本文主要針對(duì)3D打印快速制造技術(shù)的工作原理、適用材料、制造工藝與應(yīng)用前景進(jìn)行了分析研究。分析表明，3D打印技術(shù)無(wú)法完全替代傳統(tǒng)制造工藝：3D打印機(jī)的體積小型化、一體化是未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：3D打印,原理，材料，前景</p><p>

3、;　　3d printing rapid manufacturing technology research</p><p>　　Abstract :3d printing is also called rapid prototyping technology, rapid prototyping, increase material manufacturing technology. It originated

4、 in the early 1990 s, is a major achievement in the field of manufacturing industry in recent 20 years, is known as the "third industrial revolution" one of the three important technology.</p><p>　

5、　Mainly for 3d printing working principle of rapid manufacturing technology, suitable materials, manufacturing technology and application prospects were analysed. Analysis showed that 3d printing technology cannot comple

6、tely replace the traditional manufacturing process: the volume of a 3d printer miniaturization, integration is the development trend in the future.</p><p>　　Keywords：3DPrinting，The principle, material, prosp

7、ects </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1研究的目的及意義1</p><p>　　1.2主要研究?jī)?nèi)容1</p><p>　　1.3國(guó)內(nèi)外3D打印技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀1</p

8、><p>　　1.3.1國(guó)際情況1</p><p>　　1.3.2國(guó)內(nèi)情況3</p><p>　　2 3D打印快速制造技術(shù)4</p><p>　　2.1 工作原理4</p><p>　　2.2 適用材料5</p><p>　　2.2.1 3D打印材料分類(lèi)6</p>

9、<p>　　2.2.2 3D打印材料基本性能6</p><p>　　2.2.3 3D打印光固化成型材料7</p><p>　　2.2.4 3D打印粉末燒結(jié)成型材料9</p><p>　　2.2.5 3D打印熔融沉積材料10</p><p>　　3 制造工藝11</p><p>　　3.

10、1 3D打印技術(shù)的制造工藝11</p><p>　　3.2 3D打印與傳統(tǒng)制造業(yè)的比較12</p><p>　　3.3 3D打印技術(shù)的優(yōu)勢(shì)14</p><p><b>　　4 應(yīng)用15</b></p><p>　　4.1 3D打印的應(yīng)用15</p><p>　　4.2 3D

11、打印的發(fā)展前景18</p><p>　　4.3 3D打印的未來(lái)主要趨勢(shì)19</p><p><b>　　5 展望20</b></p><p><b>　　結(jié)論22</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)23</b></p><p>&l

12、t;b>　　致謝24</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　研究的目的及意義</b></p><p>　　3D打印(3DPrinting)技術(shù)又稱(chēng)快速成形技術(shù)、快速原型制造(Raid PortoPyting Mnaufacturing,,RPM)、增材制造技

13、術(shù)[1]。它起源于20世紀(jì)90年代前期,是最近20年來(lái)制造業(yè)領(lǐng)域的一個(gè)重大成果,被稱(chēng)作“第三次工業(yè)革命”三大重要技術(shù)之一。</p><p>　　3D打印技術(shù)，是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)[2-5]。而3D打印機(jī)則是利用光固化和紙層疊等技術(shù)的一種快速成型裝置。它與普通打印機(jī)工作原理基本相同，打印機(jī)內(nèi)裝有液體或粉末等“打印材料”，與電腦連接后，通過(guò)電

14、腦控制把“打印材料”一層層疊加起來(lái)，最終把計(jì)算機(jī)上的藍(lán)圖變成實(shí)物。如今這一技術(shù)在多個(gè)領(lǐng)域得到應(yīng)用，人們用它來(lái)制造服裝、建筑模型、汽車(chē)、巧克力甜品等。</p><p>　　3D打印技術(shù)讓產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到制造之間只相隔一個(gè)“打印”按鈕的距離。由它引領(lǐng)的“第三次工業(yè)革命”將由大規(guī)模制造轉(zhuǎn)向個(gè)人化生產(chǎn)，改變制造的流程，從而打破跨國(guó)代工的產(chǎn)業(yè)鏈，讓制造業(yè)工廠重新回歸發(fā)達(dá)國(guó)家。</p><p><b

15、>　　主要研究?jī)?nèi)容</b></p><p>　　1）3D打印快速制造技術(shù)的工作原理。</p><p>　　2）3D打印快速制造技術(shù)的適用材料、制造工藝。</p><p>　　3）3D打印快速制造技術(shù)的應(yīng)用前景。</p><p>　　國(guó)內(nèi)外3D打印技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀</p><p><b>　　國(guó)際

16、情況</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)十多年的探索和發(fā)展，3D打印技術(shù)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，目前已經(jīng)能夠在0.01mm的單層厚度上實(shí)現(xiàn)600dpi的精細(xì)分辨率。目前國(guó)際上較先進(jìn)的產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)每小時(shí)25mm厚度的垂直速率，并可實(shí)現(xiàn)24位色彩的彩色打印。目前，在全球3D打印機(jī)行業(yè)，美國(guó)3D Systems和Stratasys兩家公司的產(chǎn)品占據(jù)了絕大多數(shù)市場(chǎng)份額。此外，在此領(lǐng)域具有較強(qiáng)技術(shù)實(shí)力和特色的企業(yè)，研發(fā)團(tuán)

17、隊(duì)還有美國(guó)的Fab@Home和Shapeways、英國(guó)的Reprap等。3D Systems公司是全世界最大的快速成型設(shè)備開(kāi)發(fā)公司。于2011年11月收購(gòu)了3D打印技術(shù)的最早發(fā)明者和最初專(zhuān)利擁有者Z Corporation公司之后，3D Systems奠定了在3D打印領(lǐng)域的龍頭地位。Stratasys公司2010年與傳統(tǒng)打印行業(yè)巨頭惠普公司簽訂了OEM合作協(xié)議，生產(chǎn)HP品牌的3D打印機(jī)。繼2011年5月收購(gòu)Solidscape公司之后

18、，Stratasys又于2012年4月與以色列著名3D打印系統(tǒng)提供商O(píng)bjet宣布合并。當(dāng)前，國(guó)際3D打印機(jī)制造業(yè)正處于迅速的兼并與整合過(guò)程中，行業(yè)巨頭正在加速 崛起。</p><p>　　目前在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，3D打印技術(shù)已經(jīng)初步形成了成功的商用模式。如在消費(fèi)電子業(yè)、航空業(yè)和汽車(chē)制造業(yè)等領(lǐng)域，3D打印技術(shù)可以以較低的成本、較高的效率生產(chǎn)小批量的定制部件，完成復(fù)雜而精細(xì)的造型。另外，3D打印技術(shù)獲得應(yīng)用的領(lǐng)域是個(gè)性

19、化消費(fèi)品產(chǎn)業(yè)。如紐約一家創(chuàng)意消費(fèi)品公司Quirky通過(guò)在線征集用戶的設(shè)計(jì)方案，以3D打印技術(shù)制成實(shí)物產(chǎn)品并通過(guò)電子市場(chǎng)銷(xiāo)售，每年能夠推出60種創(chuàng)新產(chǎn)品，年收入達(dá)到100萬(wàn)美元。</p><p><b>　　國(guó)內(nèi)情況</b></p><p>　　自20世紀(jì)90年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)多所高校開(kāi)展了3D打印技術(shù)的自主研發(fā)。清華大學(xué)在現(xiàn)代成型學(xué)理論、分層實(shí)體制造、FDM工藝等方面都有

20、一定的科研優(yōu)勢(shì)；華中科技大學(xué)在分層實(shí)體制造工藝方面有優(yōu)勢(shì)，并已推出了HRP系列成型機(jī)和成型材料；西安交通大學(xué)自主研制了三維打印機(jī)噴頭，并開(kāi)發(fā)了光固化成型系統(tǒng)及相應(yīng)成型材料，成型精度達(dá)到0.2mm；中國(guó)科技大學(xué)自行研制了八噴頭組合噴射裝置，有望在微制造、光電器件領(lǐng)域得到應(yīng)用。但總體而言，國(guó)內(nèi)3D打印技術(shù)研發(fā)水平與國(guó)外相比還有較大差距。</p><p>　　近年來(lái)，國(guó)內(nèi)如深圳維示泰克、南京紫金立德、北京殷華、江蘇敦超

21、等企業(yè)已實(shí)現(xiàn)了3D打印機(jī)的整機(jī)生產(chǎn)和銷(xiāo)售，這些企業(yè)共同的特點(diǎn)是由海外歸國(guó)團(tuán)隊(duì)建立，規(guī)模較小，產(chǎn)品技術(shù)與國(guó)外廠商同類(lèi)產(chǎn)品相比尚處于低端。目前，國(guó)產(chǎn)3D打印機(jī)在打印精度、打印速度、打印尺寸和軟件支持等方面還難以滿足商用的需求，技術(shù)水平有待進(jìn)一步提升。在服務(wù)領(lǐng)域，我國(guó)東部發(fā)達(dá)城市已普遍有企業(yè)應(yīng)用進(jìn)口3D打印設(shè)備開(kāi)展了商業(yè)化的快速成型服務(wù)，其服務(wù)范圍涉及到模具制作、樣品制作、輔助設(shè)計(jì)、文物復(fù)原等多個(gè)領(lǐng)域。與內(nèi)地相比，我國(guó)港臺(tái)地區(qū)3D打印技術(shù)引入

22、起步較早，應(yīng)用更為廣泛，但港臺(tái)主要著重于技術(shù)應(yīng)用，而非自主研發(fā)[6]。</p><p>　　2 3D打印快速制造技術(shù)</p><p><b>　　2.1 工作原理</b></p><p>　　三維打印技術(shù)是使用噴頭噴出粘結(jié)劑，選擇性地將零件的截面“印刷”在材料粉末上面，最后層層將各個(gè)截面粘結(jié)起來(lái)?？捎糜谥圃鞆?fù)雜形狀的模型、中空模型，或者制造

23、復(fù)合材料或非均勻材料的模型等。圖2.1是三維打印成型機(jī)的剖面示意圖。其工藝是先由鋪粉輥從左往右移動(dòng)。將供粉缸里的粉末在成型缸上均勻鋪上一層。然后按照計(jì)算機(jī)上設(shè)計(jì)好的零件模型，由打印頭在第一層粉末上噴出零件底層截面的形狀。然后成型缸平臺(tái)向下移動(dòng)一定距離，再由鋪粉輥從供粉缸中平鋪一層粉末到剛才打印完的粉末層上，然后再由打印頭按照第二層截面的形狀噴灑粘結(jié)劑，層層遞進(jìn)，最后得到的零件整體是由各個(gè)橫截面層層重疊起來(lái)的[7]。</p>

24、<p>　　3D打印的主要工作流程如圖2.2所示。其中3D建模是3D打印的前提，相當(dāng)于平面印刷中的“原稿”，3D建模質(zhì)量的好壞決定了3D打印的質(zhì)量。一般現(xiàn)有的3D建模軟件都可以實(shí)現(xiàn)建模，比如CAD、Pro/e等矢量建模軟件，都可以輕易地實(shí)現(xiàn)3D建模。3D分割將建立的3D模型分成一個(gè)個(gè)的薄片，每個(gè)薄片的厚度由噴涂材料及打印機(jī)的結(jié)構(gòu)決定。厚度一般為幾十微米到幾百微米不等。分割工序也是由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，類(lèi)似于打印機(jī)的驅(qū)動(dòng)程序。噴墨打印

25、中將成型材料一層層噴涂在基材上。目前比較流行的做法是先噴一層膠水，然后再在上面撒一層粉末，如此反復(fù)。噴頭一般可采用噴墨打印機(jī)的噴頭，比如Scans E.M和Cima M.J.等人最初使用的是HP的熱氣泡噴頭。目前也有一些設(shè)備廠商提供專(zhuān)用的噴頭。打印完成后，還需要對(duì)打印出來(lái)的3D模型進(jìn)行后處理，比如固化處理、剝離、模型的修整等等，最終完成所需要的模型的制作。</p><p><b>　　2.2 適用材料

26、</b></p><p>　　3D打印制造技術(shù)是一種跨學(xué)科交叉技術(shù)，其材料是該項(xiàng)技術(shù)的核心，一種材料的出現(xiàn)直接決定了制造技術(shù)成型工藝，設(shè)備結(jié)構(gòu)，成型件的性能等。3D打印技術(shù)也不例外。從1982年SL立體光刻技術(shù)的出現(xiàn)到當(dāng)今的3DP成型。都是由于某一種新材料的出現(xiàn)而引起的，如：SL材料為液態(tài)光敏樹(shù)脂，LOM為薄片材料，SLS為可燒結(jié)粉末材料，F(xiàn)DM為熱熔絲線等。由于材料在物理形態(tài)，化學(xué)性能等方面的千差萬(wàn)

27、別，才形成了今天3D打印材料的多品種和3D打印的不同成型方法。3D打印技術(shù)在這幾十年的發(fā)展中，新材料是3D打印技術(shù)的重要推動(dòng)力。因而，全世界尤其是發(fā)達(dá)國(guó)家從事3D打印技術(shù)的公司和大學(xué)都在積極地研發(fā)用途更為廣泛，成型更為簡(jiǎn)便新材料。根據(jù)3D打印技術(shù)材料成型和工藝實(shí)現(xiàn)方法不同，目前廣泛應(yīng)用的3D打印制造技術(shù)可有五大類(lèi)： </p><p>　　第一類(lèi)：粉末／絲狀材料高能束燒結(jié)或融化成型（ALS，SLM，LEN

28、S和EBM）等；</p><p>　　第二類(lèi)：絲材擠出熱熔成型（FDM）；</p><p>　　第三類(lèi)：液態(tài)樹(shù)脂光固化成型（SL,SLA）； </p><p>　　第四類(lèi)：液體噴印成型（3DP）；</p><p>　　第五類(lèi)：分層片材實(shí)體制造（LOM）；</p><p>　　2.2.1 3D打印材料分類(lèi)

29、 </p><p>　　1. 按材料的物理狀態(tài)分類(lèi)</p><p>　　可以分為液體材料、薄片材料、粉末材料、絲狀材料等。 </p><p>　　2. 按材料的化學(xué)性能分類(lèi) </p><p>　　按材料的化學(xué)性能不同又可分為樹(shù)脂類(lèi)材料、石蠟材料、金屬材料、陶瓷材料及其復(fù)合材料等。 </p><p>　　3. 按材料成型

30、方法分類(lèi) </p><p>　　按成型方法的不同可以分為：SLA材料、LOM材料、SLS材料、FDM材料等。 液態(tài)材料：SLA，光敏樹(shù)脂（聚氨酯丙烯酸酯， 環(huán)氧丙烯酸酯，不飽和聚酯樹(shù)脂，光敏稀釋劑等）。</p><p>　　固態(tài)粉末：SLS 非金屬（蠟粉，塑料粉，覆膜陶瓷粉等）。金屬粉（不銹鋼粉，鈦金屬粉等）。</p><p>　　固態(tài)片材：LOM 紙，塑料，金屬鉑

31、+粘結(jié)劑。</p><p>　　固態(tài)絲材：FDM。蠟絲，ABS絲，PLA絲等。</p><p>　　2.2.2 3D打印材料基本性能</p><p>　?。?） 3D打印對(duì)材料性能的一般要求：</p><p>　　有利于快速、精確地加工原型零件；快速成型制件應(yīng)當(dāng)接近最終要求，應(yīng)盡量滿足對(duì)強(qiáng)度、剛度、耐潮濕性、熱穩(wěn)定性能等的要求；應(yīng)該有利于后

32、續(xù)處理工藝。</p><p>　　（2） 不同應(yīng)用目標(biāo)對(duì)材料性能的要求：3D打印的四個(gè)應(yīng)用目標(biāo)：概念型、測(cè)試型、模具型、功能零件，對(duì)成型材料的要求也不同。</p><p>　　概念型對(duì)材料成型精度和物理化學(xué)特性要求不高，主要要求成型速度快。如對(duì)光敏樹(shù)脂，要求較低的臨界曝光功率、較大的穿透深度和較低的粘度。 </p><p>　　測(cè)試型對(duì)于成型后的強(qiáng)度、剛度、耐溫性、

33、抗蝕性能等有一定要求，以滿足測(cè)試要 求。如果用于裝配測(cè)試，則要求成型件有一定的精度要求。 </p><p>　　模具型要求材料適應(yīng)具體模具制造要求，如強(qiáng)度、硬度。如對(duì)于消失模鑄造用原型， 要求材料易于去除，燒蝕后殘留少、灰分少。 </p><p>　　功能零件則要求材料具有較好的力學(xué)和化學(xué)性能。</p><p>　　2.2.3 3D打印光固化成型材料</p&

34、gt;<p>　　（1）3D打印光固化材料的應(yīng)用 </p><p>　　制作各種樹(shù)脂樣品或功能件，用作結(jié)構(gòu)驗(yàn)證和功能測(cè)試； </p><p><b>　　制作精細(xì)零件； </b></p><p>　　制作有透明效果的制件； </p><p>　　快速模具的母模，翻制各種快速模具； </p>&

35、lt;p>　　代替熔模精密鑄造中的消失模用來(lái)生產(chǎn)金屬零件。 </p><p>　?。?）光固化成形樹(shù)脂需具備的特性 </p><p>　　粘度低，利于成型樹(shù)脂較快流平，便于快速成型。 </p><p>　　固化速度快，對(duì)355nm處的光有較高的吸收和響應(yīng)速度； </p><p>　　固化收縮小，3D打印成型重要的是精度，用于SLA的樹(shù)脂

36、應(yīng)盡量選擇收縮較低 的材料； ? </p><p>　　濕態(tài)強(qiáng)度高，較高的濕態(tài)強(qiáng)度可以保證后固化過(guò)程不產(chǎn)生變形、膨脹及層間剝離。 ? 溶漲小耐溶劑性好，成型過(guò)程中，固化件在液態(tài)樹(shù)脂中的溶漲造成零件尺寸偏大， 影響精度。經(jīng)成型后的工件表面會(huì)留有為固化的殘留樹(shù)脂需要清洗，洗滌時(shí)要求只清除為固化部分，而對(duì)工件表面不產(chǎn)生影響。 ?</p><p>　　雜質(zhì)少，固化過(guò)程中沒(méi)有氣味，毒性小，有利于

37、操作環(huán)境。 </p><p>　　適合透射深度，用于SL的樹(shù)脂要有合適的透射深度，一般涂料的厚度只有幾 到十幾個(gè)微米，而用于3D打印成型的每層厚度一般會(huì)在100um，所以，SLA要求的透射深度要遠(yuǎn)大于普通涂料。否則，層與層之間因固化不好影響層間粘結(jié)力。但，透射深度不宜過(guò)大，否則會(huì)影響精度。選擇適宜的透射深度是SLA光固化樹(shù)脂的必要條件； </p><p>　?。?）光固化成形樹(shù)脂的組成及

38、固化機(jī)理 應(yīng)用于SLA技術(shù)的光敏樹(shù)脂，通常由兩部分組成，即光引發(fā)劑和樹(shù)脂，其中樹(shù)脂由預(yù)聚物、稀釋劑及少量助劑組成。 </p><p>　　當(dāng)光敏樹(shù)脂中的光引發(fā)劑被光源(特定波長(zhǎng)的紫外光或激光) 照射吸收能量時(shí)，會(huì)產(chǎn)生自由基或陽(yáng)離子，自由基或陽(yáng)離子使單體和活性齊聚物活化，從而發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而生成高分子固化物。 </p><p>　　（4）SLA樹(shù)脂的收縮變形 樹(shù)脂在固化過(guò)程中都會(huì)發(fā)生收縮

39、，通常線收縮率約為3%。從高分子化學(xué)角度講，光敏樹(shù)脂的固化過(guò)程是從短的小分子體向長(zhǎng)鏈大分子聚合體轉(zhuǎn)變的過(guò)程，其分子結(jié)構(gòu)發(fā)生很大變化，因此，固化過(guò)程中的收縮是必然的。 </p><p>　　從高分子物理學(xué)方面來(lái)解釋?zhuān)幱谝后w狀態(tài)的小分子之間為范德華作用力距離，而固體態(tài)的聚合物，其結(jié)構(gòu)單元之間處于共價(jià)鍵距離，共價(jià)鍵距離遠(yuǎn)小于范德華力的距離，所以液態(tài)預(yù)聚物固化變成固態(tài)聚合物時(shí)，必然會(huì)導(dǎo)致零件的體積收縮。 </p&

40、gt;<p>　?。?）SLA的后固化 盡管樹(shù)脂在激光掃描過(guò)程中已經(jīng)發(fā)生聚合反應(yīng)，但只是完成部分聚合作用，零件中還有部分處于液態(tài)的殘余樹(shù)脂未固化或未完全固化（掃描過(guò)程中完成部分固化，避免完全固化引起的變形），零件的部分強(qiáng)度也是在后固化過(guò)程中獲得的，因此，后固化處理對(duì)完成零件內(nèi)部樹(shù)脂的聚合，提高零件最終力學(xué)強(qiáng)度是必不可少的。后固化時(shí)，零件內(nèi)未固化樹(shù)脂發(fā)生聚合反應(yīng)，體積收縮產(chǎn)生均勻或不均勻形變。 與掃描過(guò)程中變形不同的是，

41、由于完成掃描之后的零件是由一定間距的層內(nèi)掃描線相互粘結(jié)的薄層疊加而成，線與線之間、面與面之間既有未固化的樹(shù)脂，相互之間又存在收縮應(yīng)力和約束，以及從加工溫度(一般高于室溫) 冷卻到室溫引起的溫度應(yīng)力，這些因素都會(huì)產(chǎn)生后固化變形。但已經(jīng)固化部分對(duì)后固化變形有約束作用，減緩了后固化變形。 </p><p>　　零件在后固化過(guò)程中也要產(chǎn)生變形，實(shí)驗(yàn)測(cè)得零件后固化收縮占總收縮量的30%~40%。 <

42、;/p><p>　　（6）SLA材料的發(fā)展 </p><p><b>　　SLA復(fù)合材料 </b></p><p>　　SLA光固化樹(shù)脂中加入納米陶瓷粉末、短纖維等，可改變材料強(qiáng)度、耐熱性能等，改變其用途，目前已經(jīng)有可直接用作工具的光固化樹(shù)脂； </p><p>　　（2） SLA作為載體 </p><p

43、>　　SLA光固化零件作為殼體，其中填加功能性材料，如生物活性物質(zhì)，高溫下，將SLA燒蝕，制造功能零件。 </p><p>　　（3） 其它特殊性能零件，如橡膠彈性材料。</p><p>　　2.2.4 3D打印粉末燒結(jié)成型材料</p><p>　　理論上講，所有受熱后能相互粘結(jié)的粉末材料或表面覆有熱塑（固）性粘結(jié)劑的粉末材料都能用作SLS材料。但要真正適合

44、SLS燒結(jié)，要求粉末材料有良好的熱塑（固）性，一定的導(dǎo)熱性，粉末經(jīng)激光燒結(jié)后要有一定的粘結(jié)強(qiáng)度；粉末材料的粒度不宜過(guò)大，否則會(huì)降低成型件質(zhì)量；而且SLS材料還應(yīng)有較窄的“軟化-固化”溫度范圍，該溫度范圍較大時(shí)，制件的精度會(huì)受影響。 </p><p>　　大體來(lái)講，3D打印激光燒結(jié)成型工藝對(duì)成型材料的基本要求是： </p><p>　　（1）燒結(jié)性能，無(wú)需特殊工藝即可快速精確地成型原型；

45、 </p><p>　?。?）作功能零件或模具的原型，機(jī)械性能和物理性能（強(qiáng)度、剛性、熱穩(wěn)定性、導(dǎo)熱性及加工性能）要滿足使用要求； </p><p>　?。?）間接使用時(shí)，要有利于快速方便的后續(xù)處理和加工工序，即與后續(xù)工藝的接口性要好。 </p><p><b>　　1、蠟粉 </b></p><p>　?。?）用途

46、：燒結(jié)制作蠟型，精密鑄造金屬零件。 </p><p>　　（2） 傳統(tǒng)的熔模精鑄用蠟（烷烴蠟、脂肪酸蠟等），其熔點(diǎn)較低，在60℃左右，燒熔時(shí)間短，燒熔后沒(méi)有殘留物，對(duì)熔模鑄造的適應(yīng)性好，且成本低廉。 </p><p>　?。?）但存在以下缺點(diǎn)： 對(duì)溫度敏感，燒結(jié)時(shí)熔融流動(dòng)性大，使成型不易控制； 成型精度差，蠟?zāi)３叽缯`差為±0.25mm；</p><p>

47、　　蠟?zāi)?qiáng)度較低，難以滿足具有精細(xì)、復(fù)雜結(jié)構(gòu)鑄件的要求； </p><p>　　粉末的制備十分困難。 </p><p><b>　?。玻讳P鋼粉 </b></p><p>　　不銹鋼粉采用低碳鋼即含鉻18%～20%，鎳10%～12%，鉬約3%的不銹鋼為原料，經(jīng)霧化后，在潤(rùn)滑劑(硬脂酸)存在下球磨、過(guò)篩分級(jí)制成顏料，也可直接進(jìn)行濕球磨

48、。 </p><p>　　因?yàn)椴讳P鋼在高溫時(shí)是比較容易氧化的，一旦氧化，很難用其他方法將其表面的氧化皮去除。</p><p>　　2.2.5 3D打印熔融沉積材料</p><p>　　FDM材料可以是絲狀熱塑性材料，常用的有蠟、塑料、尼龍絲等。首先，F(xiàn)DM材料要有良好的成絲性；其次，由于FDM過(guò)程中絲材要經(jīng)受“固態(tài)-液態(tài)-固態(tài)”的轉(zhuǎn)變，故要求FDM在相變過(guò)程中有

49、良好的化學(xué)穩(wěn)定性，且FDM材料要有較小的收縮性。</p><p>　　對(duì)于氣壓式FDM設(shè)備，材料可以不要求是絲狀，可以是多種成分的復(fù)合材料。 </p><p>　?。?）PLA絲 適用于料絲自加壓式送絲噴頭結(jié)構(gòu)和螺旋擠壓式送絲噴頭。 </p><p>　　（2）熔融材料 各種可以熔融材料，如蠟、ＡＢＳ塑料等，適用于加壓融化罐。 </p>

50、;<p>　　熔融擠壓噴頭工作原理如： </p><p>　　將所使用熱塑性成型材料裝入熔化罐中，利用熔化罐外壁的加熱圈對(duì)其加熱熔化呈熔融狀態(tài)，然后將壓縮機(jī)產(chǎn)生的壓縮空氣導(dǎo)入熔化罐中，氣體壓力作用在熔融材料的表面上迫使材料從下方噴嘴擠出。</p><p><b>　　3 制造工藝</b></p><p>　　3.1

51、 3D打印技術(shù)的制造工藝</p><p>　　一般來(lái)說(shuō)，通過(guò)3D打印獲得一件物品需要經(jīng)歷建模、分層、打印和后期處理四個(gè)主要階段[7]，具體流程如圖3.1所示</p><p><b>　　1.三維建模</b></p><p>　　通過(guò)goSCAN之類(lèi)的專(zhuān)業(yè)3D掃描儀或是Kinect之類(lèi)的DIY掃描設(shè)備獲取對(duì)象的三維數(shù)據(jù)，并且以數(shù)字化方式生成三

52、維模型。也可以使用Blender、SketchUp、AutoCAD等三維建模軟件從零開(kāi)始建立三維數(shù)字化模型，或是直接使用其他人已做好的3D模型。</p><p><b>　　2.分層切削</b></p><p>　　由于描述方式的差異，3D打印機(jī)并不能直接操作3D模型。當(dāng)3D模型輸入到電腦中以后，需要通過(guò)打印機(jī)配備的專(zhuān)業(yè)軟件來(lái)進(jìn)一步處理，即將模型切分成一層層的薄片，每

53、個(gè)薄片的厚度由噴涂材料的屬性和打印機(jī)的規(guī)格決定。</p><p><b>　　3.打印噴涂</b></p><p>　　由打印機(jī)將打印耗材逐層噴涂或熔結(jié)到三維空間中，根據(jù)工作原理的不同，有多種實(shí)現(xiàn)方式。比較流行的做法是先噴一層膠水，然后在上面撒一層粉末，如此反復(fù)：或是通過(guò)高能激光融化合金材料，一層一層地熔結(jié)成模型。整個(gè)過(guò)程根據(jù)模型大小、復(fù)雜程度、打印材質(zhì)和工藝耗時(shí)幾分

54、鐘到數(shù)天不等。</p><p><b>　　4.后期處理</b></p><p>　　模型打印完成后一般都會(huì)有毛刺或是粗糙的截面。這時(shí)需要對(duì)模型進(jìn)行后期加工，如固化處理、剝離、修整、上色等等，才能最終完成所需要的模型的制作。目前，3D打印領(lǐng)域在具體實(shí)現(xiàn)打印的關(guān)鍵技術(shù)方面處于百花齊放的狀態(tài)，各種技術(shù)相互競(jìng)爭(zhēng)，它們之間的差異主要體現(xiàn)在打印機(jī)分層創(chuàng)建部件和應(yīng)用材料方式上。例

55、如，選擇性激光燒結(jié)技術(shù)（SLS）和混合沉積建模技術(shù)（FDM）可以歸為一類(lèi)，它們是利用熔點(diǎn)較低的可塑性材料作為打印的“墨水”,通過(guò)熱熔的方法來(lái)制造物品的;還有一類(lèi)打印技術(shù)是直接用液體材料作為打印耗材,包括立體平板印刷技術(shù)（SLA）和分層實(shí)體制造技術(shù)（LOM），通過(guò)光敏等方法使材料固化[9]。以上的這些技術(shù)各自都有優(yōu)勢(shì)和不足，其適用領(lǐng)域有所不同，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)該綜合考慮打印的速度、成本、打印機(jī)價(jià)格等因素選擇合適的解決方案。</p>

56、;<p>　　3.2 3D打印與傳統(tǒng)制造業(yè)的比較</p><p>　　專(zhuān)家一致認(rèn)為，3D打印技術(shù)作為制造業(yè)領(lǐng)域的一次重大技術(shù)革命，已經(jīng)廣泛應(yīng)用到航空、航天等軍事領(lǐng)域和大型復(fù)雜構(gòu)件的一次成型制造，是傳統(tǒng)制造技術(shù)與新材料的完美結(jié)合。通常，制造業(yè)特別是金屬制造業(yè)采用的是減法工藝，即通過(guò)車(chē)、銑、刨、磨、鉆等金屬切削工藝對(duì)被加工件進(jìn)行減材制造。而3D打印反其道而行之，采用的是加法工藝，即通過(guò)不斷地進(jìn)行材料的

57、有序堆積，最終加工出成品。因此，3D打印也被稱(chēng)為增材制造。</p><p>　　而3D打印與傳統(tǒng)加工工藝的差別也就體現(xiàn)在這增減上。而3D打印的特有優(yōu)勢(shì)也體現(xiàn)在這加法工藝上。比如說(shuō)幾乎可以百分之百地利用原材料，制造傳統(tǒng)工藝無(wú)法實(shí)現(xiàn)的特殊結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，因節(jié)省開(kāi)模費(fèi)用而在小批量生產(chǎn)上具有成本優(yōu)勢(shì)，在產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程中可以快速制造樣機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)分布式制造等。的確，3D打印這些優(yōu)異的加工特點(diǎn)無(wú)疑是傳統(tǒng)制造工藝難以實(shí)現(xiàn)的。如果一臺(tái)

58、3D打印機(jī)具備這些特點(diǎn)，無(wú)疑將會(huì)對(duì)傳統(tǒng)的制造工藝帶來(lái)強(qiáng)勁的沖擊，甚至顛覆性的變化。</p><p>　　從表3.1可以看出：</p><p>　?。?）3D打印技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：無(wú)需模具就能成型，也不需要機(jī)械加工，就能直接從設(shè)計(jì)好的計(jì)算機(jī)圖形數(shù)據(jù)中生成任何形狀的物體。而傳統(tǒng)的制造業(yè)最核心的一個(gè)環(huán)節(jié)就是要造模，很多高端產(chǎn)品能夠設(shè)計(jì)出來(lái)，最大的困難是生產(chǎn)不出來(lái)成品，原因就出在造模環(huán)節(jié)，且耗時(shí)很長(zhǎng)。而

59、3D打印機(jī)則跨越了造模這個(gè)環(huán)節(jié)。</p><p>　?。?）3D打印，即增量制造，也稱(chēng)作快速成型技術(shù)，是基于材料累加原理的快速成型操作過(guò)程，將計(jì)算機(jī)中的三維模型通過(guò)向物品分層添加材料來(lái)創(chuàng)造出實(shí)物的一種疊層制造技術(shù)，具有不受零件復(fù)雜程度限制、完全數(shù)字化控制等特點(diǎn)；而傳統(tǒng)的制造業(yè)是減量制造，先做一個(gè)大的框架，然后根據(jù)需要減去不需要的部分。所以3D打印可以節(jié)約90%左右的材料。</p><p>

60、　?。?）這種技術(shù)是帶有一種變革性的，短流程、低成本、數(shù)字化、高性能的制備構(gòu)建制造一體化的技術(shù)。對(duì)構(gòu)建的制造是重要的，尤其是這種技術(shù)一部分高性能難加工構(gòu)建技術(shù)的革命，潛力巨大[10]。</p><p>　　3.3 3D打印技術(shù)的優(yōu)勢(shì)</p><p>　　3D打印技術(shù)的基本原理特點(diǎn),決定了它擁有眾多技術(shù)優(yōu)勢(shì)。</p><p>　　（1）數(shù)字化傳統(tǒng)加工方式需要實(shí)體模型

61、或圖紙圖形,而3D打印技術(shù)的“模型”是數(shù)據(jù)文件。數(shù)字化使得設(shè)計(jì)者建造好產(chǎn)品的數(shù)據(jù)文件,就能通過(guò)3D打印機(jī)“打印”出來(lái),提高研發(fā)效率,促進(jìn)產(chǎn)品多樣化;數(shù)字化使3D打印技術(shù)能對(duì)實(shí)物進(jìn)行精確復(fù)制,對(duì)需要復(fù)制的實(shí)物進(jìn)行3維掃描得到數(shù)據(jù)并“打印”出來(lái),就實(shí)現(xiàn)了實(shí)物的復(fù)制,需要時(shí)修改原數(shù)據(jù)可以實(shí)現(xiàn)原實(shí)物的優(yōu)化處理;數(shù)字化使得3D打印技術(shù)信息化,更利于3D打印技術(shù)的發(fā)展和推廣。</p><p>　?。?）微處理加工 技術(shù)原理部

62、分介紹到3D打印技術(shù)通過(guò)微處理生產(chǎn)出產(chǎn)品的。微處理加工方式能將以往無(wú)法混合的不同材料組合在一起,得到各種性能獨(dú)特新材料;同時(shí)微處理加工方式使3D技術(shù)更容易生產(chǎn)出復(fù)雜化、精小化的產(chǎn)品。</p><p>　?。?）一體化成型 傳統(tǒng)加工方式生產(chǎn)一樣產(chǎn)品往往需要多個(gè)設(shè)備進(jìn)行流水線加工,而3D打印機(jī)的生產(chǎn)方式是一體化成型的。一體化成型使得3D打印機(jī)比傳統(tǒng)生產(chǎn)設(shè)備節(jié)省物理空間,使得3D打印技術(shù)在生產(chǎn)過(guò)程中較少副產(chǎn)品產(chǎn)生利于環(huán)

63、保,減少組裝節(jié)約成本。</p><p><b>　　4 應(yīng)用</b></p><p>　　4.1 3D打印的應(yīng)用</p><p>　　機(jī)械制造：3D打印技術(shù)制造飛機(jī)零件、自行車(chē)、步槍、賽車(chē)零件等。</p><p>　　（2） 醫(yī)療行業(yè)：在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，借助3D打印制作假牙，股骨頭、膝蓋等骨關(guān)節(jié)技術(shù)應(yīng)用也非常廣，技術(shù)越來(lái)越

64、成熟。</p><p>　　根據(jù)美國(guó)組織AmputeeCoalition的統(tǒng)計(jì)，目前美國(guó)正有約200萬(wàn)人使用3D打印假肢。</p><p>　　圖4.1 3D打印的假肢</p><p>　　對(duì)人體身體部位的復(fù)制是高度定制化的產(chǎn)品，通過(guò)3D打印，這些部件可以與身體完全契合，與身體融為一體。以骨骼為例，當(dāng)人體的某塊骨骼需要置換，可掃描對(duì)稱(chēng)的骨骼，再打印出相應(yīng)的骨骼，最

65、后通過(guò)手術(shù)植入人體內(nèi)。</p><p>　　在國(guó)內(nèi)，3D打印“骨骼”技術(shù)已經(jīng)于2013年被正式批準(zhǔn)進(jìn)入臨床觀察階段。目前，北京大學(xué)第三醫(yī)院骨科專(zhuān)家劉忠軍教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)在征得病人同意后，已有近40位患者植入了3D打印出的“骨骼”。該院在脊柱及關(guān)節(jié)外科領(lǐng)域研發(fā)出3D打印脊柱外科植入物，其中頸椎椎間融合器、頸椎人工椎體及人工髖關(guān)節(jié)三個(gè)產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入臨床觀察階段。這種3D打印的假骨有助將周邊的骨頭吸引過(guò)來(lái)，使人體骨骼和植入

66、物結(jié)合起來(lái)，促進(jìn)患者康復(fù)。到目前，使用3D打印骨骼的患者恢復(fù)情況非常好，在很短的時(shí)間內(nèi)，就可以看到骨細(xì)胞已經(jīng)長(zhǎng)進(jìn)到打印骨骼的孔隙里面。</p><p>　?。?）建筑行業(yè)：工程師和設(shè)計(jì)師們已經(jīng)接受了用3D打印機(jī)打印的建筑模型，這種方法快速、成本低、環(huán)保，同時(shí)制作精美，完全合乎設(shè)計(jì)者的要求，同時(shí)又能節(jié)省大量材料。</p><p>　?。?）汽車(chē)制造行業(yè)：用3D打印技術(shù)為汽車(chē)公司制造自動(dòng)變速箱

67、的殼體。汽車(chē)公司會(huì)對(duì)變速箱進(jìn)行各種極端狀況下的測(cè)試，其中一些零件就是用3D打印方法做的。定型了以后，再開(kāi)模具，然后按照傳統(tǒng)制造方法批量生產(chǎn)，這樣成本就會(huì)大大降低。</p><p>　　目前，已經(jīng)將3D打印技術(shù)應(yīng)用在汽車(chē)制造業(yè)，第一輛應(yīng)用3D打印技術(shù)的汽車(chē)已經(jīng)上路（圖4.2、4.3、4.4）。</p><p>　　圖4.2 利用3D打印技術(shù)制造的汽車(chē)</p><p>

68、;　　這輛名為“Urbee”的汽車(chē)，部分采用3D打印技術(shù)制造，如全部采用3D打印技術(shù)制造，目前來(lái)說(shuō)還太可能?！癠rbee”橙紅色車(chē)身，三個(gè)輪子、雙座位，扁長(zhǎng)圓的外形顯得小巧可愛(ài)，很有未來(lái)感，底盤(pán)為不銹鋼制成，包括玻璃嵌板在內(nèi)的所有外部組件都是通過(guò)Stratasys 公司的大型3D打印設(shè)備生產(chǎn)。用電和汽油作為混合動(dòng)力，百公里耗油1 .17升，單缸發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)功率只有8馬力，車(chē)速可達(dá)每小時(shí)100公里至110公里。</p><

69、;p>　　在打印機(jī)里裝上的液體或粉末，與電腦連接后，把“打印材料”一層層疊加起來(lái)，最終把計(jì)算機(jī)上的藍(lán)圖變成實(shí)物，真是讓人領(lǐng)教了神筆馬良的威力。Urbee的打印精準(zhǔn)減少了對(duì)原材料的浪費(fèi)，是環(huán)保車(chē)領(lǐng)域的“綠燈俠”。雖然單缸發(fā)動(dòng)機(jī)只有8馬力，但最高時(shí)速可達(dá)到112公里，果真接得住“第一打印車(chē)”的美稱(chēng)。</p><p>　　圖4.3 利用3D打印技術(shù)制造的汽車(chē)</p><p>　　3D打印

70、已經(jīng)成為一種潮流，并開(kāi)始廣泛應(yīng)用在設(shè)計(jì)領(lǐng)域，尤其是工業(yè)設(shè)計(jì)，數(shù)碼產(chǎn)品開(kāi)模等，可以在數(shù)小時(shí)內(nèi)完成一個(gè)磨具的打印，節(jié)約了很多產(chǎn)品到市場(chǎng)的開(kāi)發(fā)時(shí)間。 最近Urbee的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Jim Kor 利用3D打印機(jī)制作了一輛汽車(chē)，這輛車(chē)的車(chē)身特別之處在于它不是用沖壓磨具制成，而是用一臺(tái)鏈接電腦的“打印機(jī)”刻出來(lái)的。</p><p>　　3D打印機(jī)就是可以“打印”出真實(shí)3D物體的一種設(shè)備，功能上與激光成型技術(shù)一樣，采用分層加工、

71、迭加成形，即通過(guò)逐層增加材料來(lái)生成3D實(shí)體，與傳統(tǒng)的去除材料加工技術(shù)完全不同。稱(chēng)之為“打印機(jī)”是參照了其技術(shù)原理，因?yàn)榉謱蛹庸さ倪^(guò)程與噴墨打印十分相似。隨著這項(xiàng)技術(shù)的不斷進(jìn)步，我們已經(jīng)能夠生產(chǎn)出與原型的外觀、感覺(jué)和功能極為接近的3D模型。</p><p>　　據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，3d打印技術(shù)，將在2016年前在全球范圍內(nèi)創(chuàng)造31億美金的產(chǎn)值，到2020年，這個(gè)數(shù)字將達(dá)到52億。特里?沃勒斯(TerryWohlers)是美

72、國(guó)羅拉多州柯林斯堡一家研究公司沃勒斯合伙公司(Wohlers Associates)的負(fù)責(zé)人、即時(shí)模型專(zhuān)家，他是3D打印領(lǐng)域的開(kāi)山鼻祖，他表示：“由于復(fù)合材料可以制造任何形狀，‘為制造而設(shè)計(jì)’會(huì)變成過(guò)眼云煙，我們將很有可能看到以前很難或者不可能制造的產(chǎn)品被制造出來(lái)?！?lt;/p><p>　　圖4.4 利用3D打印技術(shù)制造的汽車(chē)</p><p>　　這意味著，現(xiàn)在設(shè)計(jì)——開(kāi)?！可a(chǎn)的傳統(tǒng)

73、制造模式有望得到革命性變革，3D打印機(jī)可能會(huì)代替現(xiàn)在制造業(yè)的流水線，更為個(gè)性化、精致化的產(chǎn)品制造時(shí)代將會(huì)到來(lái)。</p><p>　　此外，3D打印技術(shù)還將影響諸多行業(yè)，如汽車(chē)、商業(yè)和工業(yè)設(shè)備、教育、建筑及消費(fèi)品等行業(yè)，還包括娛樂(lè)業(yè)的游戲和電影業(yè)，藝術(shù)家還可使用3D打印機(jī)將他們的作品即時(shí)打印成型。</p><p>　　4.2 3D打印的發(fā)展前景</p><p>　　

74、根據(jù)國(guó)際快速制造行業(yè)權(quán)威報(bào)告《Wohlers Report 2011》發(fā)布的調(diào)查結(jié)果，全球3D打印產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值在1988～2010年間保持著26.2%的年均增長(zhǎng)速度。報(bào)告預(yù)期，3D打印產(chǎn)業(yè)未來(lái)仍將持續(xù)較快地增長(zhǎng)，到2016年，包含設(shè)備制造和服務(wù)在內(nèi)的產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將達(dá)到31億美元，2020年將達(dá)到52億美元。高峰階段，其技術(shù)還有待充分成熟，主流市場(chǎng)也有待進(jìn)一步培育。</p><p>　　Gartner公司研究人員認(rèn)為，3

75、D打印技術(shù)成熟到適應(yīng)市場(chǎng)需求還將需要5～10年的時(shí)間。在這一較為漫長(zhǎng)的發(fā)展過(guò)程中，產(chǎn)業(yè)可能會(huì)面臨增長(zhǎng)期望落空、技術(shù)遭遇瓶頸以及投資撤離等風(fēng)險(xiǎn)。</p><p>　　總之，從中長(zhǎng)期看來(lái)3D打印產(chǎn)業(yè)具有較為廣闊的發(fā)展前景，但目前產(chǎn)業(yè)距離成熟階段尚有較大距離，對(duì)于3D打印市場(chǎng)規(guī)模的短期發(fā)展不宜過(guò)分高估。因此，現(xiàn)階段產(chǎn)業(yè)界對(duì)3D打印領(lǐng)域的投入應(yīng)以加強(qiáng)創(chuàng)新研發(fā)、技術(shù)引進(jìn)和儲(chǔ)備為主，尤其要重視自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的建設(shè)和維護(hù)，爭(zhēng)取在

76、未來(lái)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)有利地位。如受到概念炒作影響，在技術(shù)尚未充分完善的現(xiàn)階段大規(guī)模投入產(chǎn)能擴(kuò)張，則投資回報(bào)將面臨著較大的風(fēng)險(xiǎn)。</p><p>　　4.3 3D打印的未來(lái)主要趨勢(shì)</p><p>　　隨著智能制造的進(jìn)一步發(fā)展成熟，新的信息技術(shù)、控制技術(shù)、材料技術(shù)等不斷被廣泛應(yīng)用到制造領(lǐng)域，3D打印技術(shù)也將被推向更高的層面。未來(lái)，3D打印技術(shù)的發(fā)展將體現(xiàn)出精密化、智能化、通用化以及便捷化等

77、主要趨勢(shì)。</p><p>　　提升3D打印的速度、效率和精度，開(kāi)拓并行打印、連續(xù)打印、大件打印、多材料打印的工藝方法，提高成品的表面質(zhì)量、力學(xué)和物理性能，以實(shí)現(xiàn)直接面向產(chǎn)品的制造；開(kāi)發(fā)更為多樣的3D打印材料，如智能材料、功能梯度材料、納米材料、非均質(zhì)材料及復(fù)合材料等，特別是金屬材料直接成型技術(shù)有可能成為今后研究與應(yīng)用的又一個(gè)熱點(diǎn)；3D打印機(jī)的體積小型化、桌面化，成本更低廉，操作更簡(jiǎn)便，更加適應(yīng)分布化生產(chǎn)、設(shè)計(jì)與

78、制造一體化的需求以及家庭日常應(yīng)用的需求；軟件集成化，實(shí)現(xiàn)CAD/CAPP/RP的一體化，使設(shè)計(jì)軟件和生產(chǎn)控制軟件能夠無(wú)縫對(duì)接，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)者直接聯(lián)網(wǎng)控制的遠(yuǎn)程在線制造；拓展3D打印技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)、建筑、車(chē)輛、服裝等更多行業(yè)領(lǐng)域的創(chuàng)造性應(yīng)用。</p><p><b>　　5 展望</b></p><p>　　（1）3D打印開(kāi)始治病救人</p><p>

79、;　　通過(guò)3D打印制造的醫(yī)療植入物將提高你身邊一些人的生活質(zhì)量。因?yàn)?D打印產(chǎn)品可以根據(jù)確切體型匹配定制，如今這種技術(shù)已被應(yīng)用于制造更好的鈦質(zhì)骨植入物、義肢以及矯正設(shè)備。打印制造軟組織的實(shí)驗(yàn)已在進(jìn)行當(dāng)中，很快通過(guò)3D打印制造的血管和動(dòng)脈就有可能應(yīng)用于手術(shù)之中。目前，3D打印技術(shù)在醫(yī)療應(yīng)用方面的研究涉及納米醫(yī)學(xué)、制藥乃至器官打印。</p><p>　?。?）定制化成為常態(tài)</p><p>　

80、　今后你購(gòu)買(mǎi)的產(chǎn)品將根據(jù)自己確切的具體信息進(jìn)行定制，該產(chǎn)品通過(guò)3D打印制造并直接送到你的家門(mén)口。通過(guò)3D打印技術(shù)，創(chuàng)新公司將憑借與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品相同的價(jià)格為用戶提供定制化體驗(yàn)，以此獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。</p><p>　?。?）產(chǎn)品創(chuàng)新速度加快</p><p>　　從新車(chē)型到更好的家電，一切產(chǎn)品的設(shè)計(jì)速度都將加快，從而將創(chuàng)新更快地推向消費(fèi)者。由于運(yùn)用3D打印的快速原型制造技術(shù)能夠縮短把產(chǎn)品

81、概念轉(zhuǎn)化為成熟產(chǎn)品設(shè)計(jì)的時(shí)間，設(shè)計(jì)人員將能夠?qū)Ｗ⒂诋a(chǎn)品的功能。雖然使用3D打印的快速原型制造技術(shù)并不是新鮮事物，但迅速降低的成本、功能得到改進(jìn)的設(shè)計(jì)軟件以及越來(lái)越多的打印材料意味著設(shè)計(jì)人員將能更方便地使用3D打印機(jī)，使他們能夠在設(shè)計(jì)的早期階段就打印出原型產(chǎn)品、進(jìn)行修改以及重新打印等等，從而加速創(chuàng)新，其結(jié)果將是更好的產(chǎn)品以及更快的設(shè)計(jì)速度。</p><p>　?。?）新公司基于3D打印開(kāi)發(fā)出創(chuàng)新的商業(yè)模式</

82、p><p>　　你今后將有機(jī)會(huì)投資購(gòu)買(mǎi)一家3D打印公司的IPO。新一代公司將作為發(fā)明家、黑客以及“制造者”大量涌現(xiàn)，利用3D打印技術(shù)創(chuàng)造新的產(chǎn)品，并向蓬勃發(fā)展的3D打印機(jī)市場(chǎng)提供服務(wù)。一些公司將走向失敗，并有可能出現(xiàn)一個(gè)盛衰循環(huán)，但3D打印將催生出創(chuàng)造性的新商業(yè)模式。</p><p>　?。?）3D打印店在購(gòu)物商場(chǎng)開(kāi)張</p><p>　　3D打印店將開(kāi)始出現(xiàn)，它們最初

83、會(huì)憑借高品質(zhì)的3D打印技術(shù)為本地市場(chǎng)提供服務(wù).一開(kāi)始是快速原型制造以及其他基本功能，但這些打印店會(huì)轉(zhuǎn)移到消費(fèi)市場(chǎng).零售商開(kāi)始“運(yùn)送設(shè)計(jì)，而不是產(chǎn)品”，在這種情況下，本地的3D打印店有一天將成為你獲取自己定制的本地制造產(chǎn)品的地方。</p><p>　　（6）關(guān)于知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸屬的激烈辯論浮現(xiàn)出來(lái)</p><p>　　3D打印機(jī)可以很容易地復(fù)制擁有版權(quán)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，隨著制造商和設(shè)計(jì)者開(kāi)始應(yīng)對(duì)這種情況

84、，未來(lái)將出現(xiàn)關(guān)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸屬的高調(diào)訴訟案例。</p><p>　?。?）具備神奇特性的新產(chǎn)品</p><p>　　跟如今制造的產(chǎn)品相比，那些只能通過(guò)3D打印機(jī)制造的新產(chǎn)品將融新材料、納米尺度以及印刷電子器件于一體，從而展示出神奇的新特性。這些通過(guò)3D打印制造的產(chǎn)品將令人喜愛(ài)，并具備明顯的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。</p><p><b>　　結(jié)論</b>

85、;</p><p>　?。?） 3D打印技術(shù)無(wú)法完全替代傳統(tǒng)制造工藝</p><p>　?。?） 3D打印機(jī)的體積小型化、桌面化，成本更低廉，操作更簡(jiǎn)便，更加適應(yīng)分布化生產(chǎn)、設(shè)計(jì)與制造一體化是未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。</p><p>　?。?）3D打印成為工業(yè)化力量</p><p>　　3D打印原先只能用于制造產(chǎn)品原型以及玩具，而現(xiàn)在它將成為工業(yè)化力量

86、。你乘坐的飛機(jī)將使用3D打印制造的零部件，這些零部件能夠讓飛機(jī)變得更輕、更省油。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 韓少卿.一種免費(fèi)裝配的3D打印成形方法以及裝置[P].CN201310094459.8.2013-3</p><p>　　[2]許延濤.3D打印技術(shù)——產(chǎn)品設(shè)計(jì)新思維[J].電腦與電信,20

87、12(9):5-7.</p><p>　　[3]古麗萍.蓄勢(shì)待發(fā)的3D打印機(jī)極其發(fā)展[J].數(shù)碼印制.2011(10):64-67.</p><p>　　[4]蔡恩澤.3D打印顛覆傳統(tǒng)制造業(yè)[J].中國(guó)小企業(yè),2012(11):46-47.</p><p>　　[5]3D打印帶給世界什么樣的變革[EB/OL].(2013-01-05)[2014-5-12]</

88、p><p>　　http://www.huuxuu.com/product/2013/0105/1097.html.</p><p>　　[6]王雪瑩. 3 D 打印技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及前景分析[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè).2012(26):3-5</p><p>　　[7]沈仙法.3D打印技術(shù)：快速成型[N].三江高教,2013.6.9(6)</p><

89、p>　　[8] 王燦才.3D打印的發(fā)展現(xiàn)狀分析[J].絲網(wǎng)印刷,2012,(9):37-41</p><p>　　[9]維基百科.“三維打印”詞條[EB/OL].[2014-5-20].</p><p>　　http://zh.wikipedia.org/wiki%E4%B8%89%E7%BB%B4%E6%89%93%E5%8D%B0.</p><p>　　[

90、10] 張繼德.中國(guó)3D打印技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀、問(wèn)題和對(duì)策[J].會(huì)計(jì)之友.2013.4:57-58</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　這次畢業(yè)論文能夠得以順利完成，并非我一人之功勞，是所有指導(dǎo)過(guò)我的老師，幫助過(guò)我的同學(xué)和一直關(guān)心支持著我的家人對(duì)我的教誨、幫助和鼓勵(lì)的結(jié)果。我要在這里對(duì)他們表示深深的謝意！</p><p>

91、;　　感謝我的指導(dǎo)我的老師，沒(méi)有您的悉心指導(dǎo)就沒(méi)有這篇論文的順利完成。老師交給我做人的道理以及老師滲透給我的對(duì)工作學(xué)習(xí)的態(tài)度會(huì)使我終生受益.感謝所有教授過(guò)我課程的太原工業(yè)學(xué)院的老師們，是你們誨人不倦才有了現(xiàn)在的我。</p><p>　　感謝我的父母，沒(méi)有你們，就沒(méi)有我的今天，你們的支持與鼓勵(lì)，永遠(yuǎn)是支撐我前進(jìn)的最大動(dòng)力。</p><p>　　感謝身邊所有的朋友與同學(xué)，謝謝你們的關(guān)照與寬容，