3D打印心脏，飞机，房子，汽车，还有什么是3D打印不能做的？

3D打印技术也被称为增材制造技术，那么什么是3D打印呢？通常谁在使用3D打印机呢？下面就围绕着3打印技术的概念、发展及应用案例进行整体的阐述，以提供有关3D打印的内容（技术，工艺和材料），历史，应用领域和优势的可靠背景知识。

1.3d打印技术概念

3D打印一词涵盖了许多过程和技术，这些过程和技术为使用不同材料生产零件和产品提供了全方位的功能。本质上，所有过程和技术的共同点在于，在增材制造过程中逐层进行生产的方式与传统的减成法或模制/铸造工艺的生产方法不同。应用领域3D打印的应用几乎每天都在出现，并且随着该技术继续在工业，制造商和消费领域越来越广泛地渗透，这种情况只会越来越多。该技术领域的大多数著名评论家都同意，从今天起，我们才刚刚开始看到3D打印的真正潜力。3D打印是一种通过三维数字模型制作物理对象的过程，通常是通过铺设许多连续的材料薄层来完成的。通过逐层添加材料，将数字对象（其CAD表示）转化为实物的形式。

2.3D打印的发展

最早的3D打印技术在1980年代末期首次出现，当时被称为快速原型（RP）技术。1983年发明了第一台SLA机器（3D打印设备），后来随着时的发展1987年诞生了第一个商业RP系统3D Systems系统。并且在整个1990年代和2000年代初期，大量新技术不断被引入，先进的技术提供商也正在研发新的制造技术例如:快速模具（RT），快速铸造和快速制造（RM）。并且随着技术的发展，从 工业1.0到工业3.0感觉传统的技术已经到达了一定的瓶颈，而3d打印技术代表着工业4.0，意味着制造将不会限制于现代的传统机加工技术手段，并且会有更多新型材料被应用于3d打印中,会使得产品在加工时对材料的浪费更少，生产的产品更加轻质且结构更稳定。

3.3D打印的应用

3D打印的目的是快速制作工业原型，它是一种通过接的原型制作方法来加快产品的开发，减少产品的开发流程，可以使产品在短时间得到多次迭代，使制造更快速，高效。 在整个产品开发过程开始时节省时间和成本，但现目前3D打印最大的应用就是原型制作。目前应用大致分为几个方面：a.医疗临床方面和牙科、b.航天航空产业、c.汽车制造行业、d.首饰、e.鞋服制造、f建筑.、g.餐饮、h.创客教育行业等，下面就对上述的应用行业进行具体的阐述。

a.医疗临床方面和牙科

除了制造工业原型以外，3d打印技术在医疗上有着巨大的应用潜力，目前还应用于医疗和牙科行业以减少病人的痛苦，在牙科的应用上面主要用于制造牙冠下游金属铸造的图案以及用于真空成型牙齿矫正器塑料陶瓷的制造；

在医学临床方面还被直接利用来制造既有的物品，例如髋关节和膝盖的植入物，也可以量身定制患者专用的产品，例如助听器，用于鞋的矫形鞋垫，并且被用于个性化的假体包括生物打印等，以及用于疾病患者的一次性植入物例如骨关节炎，骨质疏松症和癌症，以及事故和创伤受害者。用于特定操作的3D打印外科技术，可帮助外科医生工作，并帮助患者康复。目前许多关于医疗方面的3d打印技术的研发者还正在开发用于皮肤，骨骼，组织，药物甚至人体器官的3D打印的技术。但是，这些技术距离商业化还差几十年。

b.航天航空产业

与医学领域一样，航空航天领域也是最早用于产品开发和原型制作的3D打印技术的。航空航天业通常与学术机构和研究机构合作，无论是在技术领域还是在制造应用领域都处于领先地位。由于飞机开发的关键性质，因此研发工作非常艰巨，制造的标准至关重要，并且工业级3D打印系统已步入正轨。工艺和材料的开发已经为航空航天领域开发了许多关键性的应用-一些非关键部件已经可以在飞机上飞行。

c.汽车制造行业

快速原型技术的另一个普遍采用者-汽车领域。许多汽车公司，尤其是在赛车运动和F1的最前沿，都遵循了与航空航天公司相似的发展轨迹。首先（仍然是）将技术用于原型应用，但要开发和调整其制造工艺，以结合改进材料的优点和汽车零件达到轻量化的过程。现在，许多汽车公司也在寻找3D打印的潜力，以按需生产备件/替换零件来实现售后功能，而不是持有大量库存。

d.首饰

传统上，珠宝首饰的设计和制造过程始终需要涉及特定学科的高水平专业知识，包括制造，模具制造，铸造，电镀，锻造，银/金锻造，石材切割，雕刻和抛光。这些学科中的每一个都发展了许多年，并且在应用于珠宝制造时都需要技术知识。熔模铸造就是一个例子，其起源可追溯到4000多年。对于珠宝行业。基于3D打印如何以及将如何为该行业的进一步发展做出贡献，人们产生了浓厚的兴趣和兴趣。从3D CAD和3D打印带来的新设计自由，到改进珠宝生产的传统流程，一直到直接进行3D打印生产而消除了许多传统步骤，3D打印已经并且将继续对该领域产生巨大影响。

f建筑

长期以来，建筑模型一直是3D打印过程的主要应用，用于生成建筑师构想的精确演示模型。3D打印提供了一种相对快速，简便且经济可行的方法，可以直接从3D CAD，BIM或结构师使用的其他数字数据中生成详细模型。现在，许多成功的建筑公司通常将3D打印（内部或作为服务）用作其工作流程的关键部分，以提高创新和改善沟通，同时也有用3d打印的房子，效率非常的高。

g.餐饮

3D打印在食品上是一种新型的应用方式，并有潜力将技术真正纳入食品生产中。毕竟，我们将始终需要吃饭！3D打印在食物方面正在作为一种新方式出现。最初向3D打印食品领域进军的是巧克力和糖，随着特定3D打印机投放市场，这些发展仍在继续包括3D打印“肉”食。展望未来3D打印也被认为是一种完整的食物制备方法，也是一种以全面健康的方式平衡营养的方法。

h.创客教育

创客教育是现在新兴起的教育方式，目的是培养孩子各方面的能力，包括动手及思维想象能力，而3d打印针对小孩子是以3d打印笔涉入其中的，意在培养孩子的三维构思能力及绘画能力，通过3维的绘画使得构建实物模型，让孩子充分认识事物。

4.可持续性

3D打印也正在成为一种节能技术，可以在制造过程本身，利用多达90％的标准材料方面提高环境效率，从而减少浪费，而且在整个增材制造产品的操作过程中与传统制造的产品相比，通过更轻巧，更坚固的设计减少了碳足迹，从而延长了产品使用寿命。

总之3d打印技术的不断发展或许真的会改变这个世界，改变我们的生活方式，虽然明白他的原理后并不觉得特别神奇，但是创造这种加工成型的算法及方式足以改变这个时间，我国研究增材制造的专家来自西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室的中国工程院院士卢秉恒发表在中国机械工程期刊论文中阐述增材制造已经从开始的原型制造逐渐发展为 直接制造、批量制造;从３D 打印,到随时间或外 场可变的４D 打印;从以形状控制为主要目的的 模型、模具制造,到形性兼具的结构功能一体化的 部件、组件制造;从一次性成形的构件的制造,到 具有生命力活力的打印;从微纳米尺度的功能元 器件制造到数十米大小的民用建筑物打印,等等, 增材制造作为一项颠覆性的制造技术,其应用领 域不断扩展。所以3D打印在未来必改变世界，让我们拭目以待。

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