3d打印的未来发展前景（精选11篇）
一、增材制造发展历程
增材制造又称“3D打印”，是以计算机三维设计模型为蓝本，通过软件分层离散和数控成型系统，利用激光束、热熔喷嘴等方式将金属粉末、陶瓷粉末、塑料、细胞组织等特殊材料进行逐层堆积黏结，最终叠加成型，制造出实体产品。与传统制造业通过模具、车铣等机械加工方式对原材料进行定型、切削以最终生产成品不同，3D 打印将三维实体变为若干个二维平面，通过对材料处理并逐层叠加进行生产，大大降低了制造的复杂度。这种数字化制造模式不需要复杂的工艺、不需要庞大的机床、不需要众多的人力，直接从计算机图形数据中便可生成任何形状的零件，使生产制造得以向更广的生产人群范围延伸。
增材制造技术于20 世纪 80 年代末，实现了根本性发展。1986年，第一家3D公司成立，20世纪90年代，GE、波音增材起步，21世纪，空客增材起步。2009年—2012年，中国商飞增材起步。21 世纪开始，随着工艺、材料和装备的日益成熟，增材制造技术的应用范围由模型和原型制造进入产品快速制造阶段，在航空航天等高端制造领域得到规模应用。
二、增材制造技术优势
增材制造技术与传统的减材制造不一样，通过计算机辅助三维设计后一层一层叠加制造。能满足其重量轻、强度高、几何复杂的要求
。其逐层制造的优势使极其复杂的互锁零件无需组装便可投入使用;其产品研发周期短且利于减小库存;其易变和广阔的创新设计空间使个性化需求设计门槛变低。
缩短制造周期：制造速度快，成形后的零件仅需少量后续机加工，可以显著缩短零部件的生产周期，满足快速响应要求。
复杂结构得以实现 ：能轻松实现复杂结构件的制造，同时还能实现单一零件中材料成分的实时连续变化，使零部件的不同部位具有不同的成分和性能，是制造异质材料的最佳工艺，大幅提升了设计和创新能力。
满足轻量化需求，减少应力集中，增加使用寿命 ：优化复杂零部件的结构，在保证性能的前提下，将复杂结构经变换重新设计成简单结构，从而起到减轻重量的效果。而且通过优化零件结构，能使零件的应力呈现出最合理化的分布，减少疲劳裂纹产生的危险，从而增加使用寿命。
提升零部件的性能 ：金属增材制造技术能方便地加工高熔点、高硬度的高温合金、钛合金等难加工材料。金属零件直接成形时的快速凝固特征可提高零件的机械性能和耐腐蚀性能。
具有较高的设计自由度：可以构建出其它制造工艺所不能实现的形状，可以从纯粹考虑功能性的方面来设计部件，且无需考虑与制造相关的限制。
多品种、小批量生产的经济性高：无需生产或装配硬模具，且装夹过程用时较短，因此不存在需要通过大批量生产才能抵消的典型的生产成本，提高材料利用率。
能减少装配次数：通过增材制造所构建的复杂形状可以一体成形，能省去投入到装配工序的工作量、需涉及的坚固件、钎焊或焊接工序，还节省了为装配操作而添加的多余表面形状和材料，大大提升了生产效率。
三、增材制造主要工艺
选区激光熔化技术(SLM)，以高能激光束为能量源，对切片分层后的零件模型进行逐层选择性扫描、熔化、成形，最终成形复杂金属零件。主要开展金属SLM工艺研究与验证，形成面向增材制造金属零件的“材料-工艺-设计-测试-评价”的全流程工艺体系，解决传统中小尺寸复杂金属零件制造常见的设计保守、机加量大、难加工等问题，实现减重增效。
激光熔覆沉积（LMD）技术是一种基于送粉的激光增材制造技术，它的工艺特点是激光照射移动的同时，向扫描区域输送粉末材料。针对传统钛、铝、等金属零件制造常见的机加量大、材料利用率低、设计验证阶段开模成本高、加工过量报废等问题，开展金属LMD工艺研究与验证，减少材料和成本的浪费，实现零件成形，同时实现零件的修复和表面改性。
熔融沉积成型(FDM)技术的基本原理是将数模数据薄片化，先利用高温将打印耗材液化，然后通过喷嘴挤压出一个个微型液态颗粒，被挤出后迅速固化，相互形成一条线，打印头来回运动形成平面，层层堆积最终完成打印零件。
选区激光烧结（SLS）技术采用激光器作能源，将粉末预热到稍低于其熔点的温度，将粉末铺平于工作台，激光束在计算机控制下根据分层截面信息进行有选择地烧结，层层烧结成形零件。
四、航空领域对增材制造的需求
创新设计需求：采用增量制造技术，可摆脱二维制造思想的束缚，直接面向零件的三维属性进行设计与生产，大大简化设计流程，从而促进产品的技术更新与性能优化。3D打印技术正在改变我们的设计思维，其在设计自主性和环保方面的优势，使其在飞机制造业中的地位日益重要。对于3D打印技术应用于航空领域，已经不再是局限于是便宜还是快的讨论层面，而是研究整体性能和经济效益的提升所带来竞争力的提升。
快速制造需求：采用增量制造技术，可摆脱二维制造思想的束缚，直接面向零件的三维属性进行设计与生产，大大简化设计流程，从而促进产品的技术更新与性能优化。3D打印技术正在改变我们的设计思维，其在设计自主性和环保方面的优势，使其在飞机制造业中的地位日益重要。对于3D打印技术应用于航空领域，已经不再是局限于是便宜还是快的讨论层面，而是研究整体性能和经济效益的提升所带来竞争力的提升。
快速设计验证需求：缩短设计周期。在工业设计阶段，3D打印技术低成本快速成型的特点可弥补传统工艺制作周期长，成本高的问题，设计师可以随时打印出设计模型验证设计效果。简化加工过程。可直接加工出部分结构较为复杂的非受力件或受力件、舱门装饰件等，简化加工过程。降低成本。3D打印加工过程中对材料的利用相对充分，可以显著降低制造成本。3D打印所特有的增材制造技术则能很好的利用原材料，利用率高达90%。
五、中国商飞公司的发展现状及规划
中国商飞增材制造产品实践始于2009年，通过LMD技术实现了C919橼条和窗框的快速研制，并在C919翼身组合体上安装，通过了静力试验。2012年起与飞而康合作开始SLM工艺的研发与典型件装机认证工作，目前应急和服务舱门37个件，其中29个件是取证构型，正在认证中；2018年起开始在非金属增材方面投入，目前主要集中在利用FDM和SLS工艺进行生产辅助应用支持，包括ARJ21通风窗装饰罩和防冰排气口堵盖等；在结构优化设计方面，目前主要集中在于SLM的工艺协同优化设计，前期也做了铰链臂的拓扑优化设计并实现了打印验证，通过多轮迭代零件从3.5kg减重到2.2kg，实现减重37%。
六、增材制造技术发展趋势
未来，增材制造技术将面向5 个“任何”持续发展。即任何领域，任何场所，任何材料，打印出任何形状、任何数量的轻量化产品。例如，将太空“空间站”变为“制造工厂”，通过运载火箭“快递”原材料、增材制造设备和机器人到其他星球，首先实现增材制造设备的自我复制，同时实现基地的打印建造，为外星移民提供条件。
增材制造技术的应用将推动高品质钛粉的不断创新。未来钛粉在航空航天及汽车等领域发展潜力巨大，钛的粉末成型技术将走向个性化、精密化、大型化和轻量化。受技术提高的影响，打印机的成本和价格将大幅降低，使得民用级别增材制造打印机成为现实。
科技创新。为新合金材料的研究提供科研平台，加速中国制造，基于技术革新实现轻量化，从而使得航空航天用构件的制造成本大大降低。探究“3D 打印+传统制造”的新模式。采取创新的的方法，加大研究力度，不断进行改进与更新;使两种制造方式并存、互补。
尼龙,又译作耐纶。常指聚酰胺纤维,有时也指聚酰胺树脂。这类纤维很多,已工业生产的有尼龙 - 6、尼龙 - 7、尼龙 - 9、尼龙 - 11、尼龙 - 66、尼龙 - 610、尼龙 - 1010和尼龙MXD等。其中大量生产的是尼龙 - 6和尼龙 - 66。聚酰胺纤维,合成纤维的一类,广泛用于制袜子、衬衫、内衣和地毯等,也用于制重型汽车、飞机轮胎的帘子线、降落伞、绝缘材料、渔网、绳索、鬃刷和球拍等。以苯、甲苯、环已烷、苯酚、蓖麻油等为原料制成聚酰胺树脂后再经熔融纺丝而得。
粘土,一种土状矿物。通常是灰色、淡黄色或褐色。主要成分是高岭石,常含有氧化铁等杂质。 具有可塑、膨胀、收缩等特性。是制砖瓦、陶瓷、水泥和耐火材料等的重要原料。
陶瓷,由粘土、长石和石英等无机物质的混合物经成型、干燥、烧成而得的制品总称。包括土器、 陶器、炻器和瓷器等。有些能耐水,有些不能耐酸。广泛应用于建筑、化工、电力、机械等工业以及日用和装饰等方面。现在还包括用其他原料按照陶瓷制造工艺制成的制品,如金属陶瓷、块滑石瓷、 铁电陶瓷、磁性瓷等。广泛应用于无线电、原子能、火箭、半导体等工业。
近年来,3D打印技术由于可以最大限度地满足,每个消费者个性化需求,特别对于一些复杂的, 很难加工,又无需批量化的零部件,3D打印具有强大的竞争优势。由于这种技术的变化,可能对传统的生产方式带来一个革命性的变化。20世纪90年代,3D打印技术问世。经过多年发展,3D打印已经在工业造型、机械制造、军事、建筑、影视、家电、医学、考古、文化艺术、雕刻、首饰等领域取得技术突破并得到初步应用。虽然目前全球3D打印市场份额只占整个制造业的0. 02% ,但随着3D打印技术和材料的发展,其应用领域必将不断拓展,应用规模将不断扩大。这一技术代表制造业加工方式的重大变革,目前已经到了与汽车、航空航天等领域跨界合作的必然时刻,跨领域的深度融合将使3D打印技术在推进制造业智能、高效、协同、绿色发展的进程中发挥巨大作用。3D打印是用机器打印三维物件,以分层制造、逐层叠加方式产出成品,这种生产方式无需模具,可以一次加工完成非常复杂结构的产品。目前3D打印机有多种成型系统,都具有不同的特点,比如3D建筑打印机能够以粘土、 陶瓷浆料等作为打印材料。
数据显示,2012年,全球3D打印设备市场规模为22. 04亿美元,比2011年增长28. 6% 、全球市场研究公司Gartner发布报告称,2014年全球3D打印设备市场规模已经达到38亿美元,今年出货量可达217350台,增幅高达100% 。该机构预测到2018年,该市场出货量将超过230万台,规模可达到125亿美元。
所以,3D打印是对传统制造的变革,由于这种技术的变化,可能对传统的生产方式带来一个革命性的变化,工信部也表示,鼓励开展3D打印在汽车、航空航天等领域的应用示范,广泛推进3D打印与各行业的跨领域合作。
这场革命是一种以新材料为基础,新技术为途径的变革。
今年以来,为突破3D打印技术上的瓶颈,我国各大相关科研院所与企业加大攻关力度,研制出一些世界领先的可适用于3D打印的新兴材料。
3月,清华大学Will Shu ( 舒文淼) 等单位合作成功研制出可应用于活细胞3D打印的DNA水凝胶材料消息传出。据介绍,水凝胶因其高含水量和类似于细胞外基质的特点,是三维组织打印和人工器官制备的首选基材,也因此成为化学、材料和生命医学领域研究的热点。刘冬生研究团队在世界上率先制备出一类新型DNA水凝胶材料,该材料能够同时满足多项活细胞3D打印的需求,具有速度快, 可以达到秒级成型; 条件温和,过程完全在生理条件下完成; 强度、通透性好,打印出来的产品最终尺寸可以达到厘米级别以上的尺度等等特点,这些特点为将来3D打印器官的活体移植创造了条件。
上市公司四川蓝光发展股份有限公司瞄准了科技含量高的生物3D打印领域,着力研发的生物墨汁致力于成为引领世界的生物3D打印材料。公司目前在生物墨汁 ( 即生物3D打印材料) 、3D生物打印机和配套软件系统三大核心科技上均取得突破进展,预计今年下半年将推出在这三个领域的系列产品。据介绍,现在全球推出的生物3D打印机,很少有自己做出生物墨汁的,而蓝光发展旗下子公司蓝光英诺,将在这项技术上实现突破。
阿卡姆 ( 北京) 工业设备有限公司,他们主要使用金属粉末来作为3D打印的材料,生产医用、 航空航天等行业的产品,长期目标是要成为在金属增材制造系统领域的领先厂商。业内人士认为, “十三五”期间,3D打印将深刻影响制造企业的生产方式,引领制造业从标准化和精益化生产步入定制化生产。未来,3D打印机所采用的材料将会大量增多。而这些材料将会具备不同的特性。在可用于打印的材料发展过程中,3D为打印技术的研究将更多的去突破自身的局限。例如3D打印更多的嵌入型部件、电池、电子、传感器等等。随着打印设备和打印材料技术的进一步突破、成本进一步下降, 3D打印在个人消费领域 ( 食品、艺术品、个性化物品等) 也将得到进一步发展。
国内对于3D打印机的需求主要集中于高分子材料研发,已经被应用于汽车、航空航天、家电等领域,而更多的应用领域以及更广泛的材料目前还有待进一步拓展。
最近，北京国际设计周期间我还看了一些3D打印的相关展览，从北京创客空间举办的创客嘉年华里的62台单反相机组成的巨大的3D照相馆和一系列的3D打印教育的工作坊，到751举办的3D展览，还有在草场地展出的“三地”项目，我基本都有所参与，下面就来谈谈我对于这项技术的一些看法。
3D打印之所以让人们如此兴奋的原因，在于它带来了制造业的平民化。如果每个人家里都有3D打印机，它们能够打出50%我们日常生活所用的物品，那么整个产业链都将被颠覆。
作为一个以经管为背景的技术领域从业者，这也是我一直在述说的故事，这意味着我们用的实体产品，其消费和传播将会变的像信息咨询和APP一样，而3D打印机就是新的电脑和手机，成为人们接收虚拟内容的终端之外的一个接收实际物体的终端。
说到这里，我们就可以预测到整个3D打印机行业的发展会和电脑的发展很相似，大型而昂贵的设备先进入研究机构（各种专业的实验室和国家机构）和专业部门（部分生产制造商），随后在其小型化之后进入社区（目前创客空间的形式就像电脑俱乐部和网吧），最后在技术进一步成熟和个人化之后进入家庭，最终实体物品的传播和消费也将变得和虚拟内容相似：3D打印使生产力被全面解放，一台电脑加上基本的编程知识，你就能在寝室创造实体世界中的Facebook的故事。
但是这一切究竟要多久？我想最长可能是10年。
回到这次设计周。此前，创客空间已经在教7至15岁的孩子们使用3D打印机了。通过一些工作坊的形式，8岁的小孩能在两天内学会怎么用Sketchup设计一个戒指，然后用3D打印机把它们制造出来。
我认为，所谓的3D打印机的杀手级应用并不是非常重要，重要的是当5-10年后，3D打印机技术进一步发展并且真正普及的时候，年轻人是不是有适合的知识和技能体系，3D建模或者操作3D模型到时候是否就会像键盘输入一样成为大部分人都会使用的技能。
我相信，随着可穿戴设备、3D打印、人工智能和材料技术等一系列科技的发展，未来5至10年将是技术大发展的一段时间，如何让现在接受教育的孩子们能够为现在不存在的东西做好准备？可能现在的3D打印，正处于DOS阶段，但是离windows 3.0时代，也不远了。
当然除了3D打印技术，大家也越发关注另外一个问题：3D扫瞄技术。而现阶段最火的大众化3D打印应用，无疑是3D照相馆了。这次北京国际设计周期间，创客空间、751、草场地就都各自有一家3D照相馆，751的最为简单，包括展览也与之前所见过的大致类似，早在去年年底的北京文博会，就已经有了类似的东西，基本上就是从国外买了现成的适合扫瞄人像的3D扫描仪，没有什么新意。
其实说到3D照相馆，设计周期间我还作为嘉宾参加了北京服装设计周的24小时不间断论坛，当时和洛可可创始人兼设计总监贾伟以及爱慕的设计总监张虹宇讨论的时候，就提到3D照相馆和个人数据的重要性。其实一旦经过了3D扫瞄，就能获取一个人所有的3D数据，进而构建其个人3D形象。
怎么打通3D数据和现有行业之间的关联是3D照相馆真正有意思的地方：众多在线游戏中的3D人物设定，在线购买服装时的3D试衣以及与面料的贴合算法，个人服装定制时的体型数据，鞋子定制时的脚模……当这些数据足够多的时候，又成为每个地区的人的综合体型重要的参考，为大众服装设计公司寻找更适合当地人的版型提供了依据。
这也是我给现在创客空间的3D照相馆的团队提供的建议。与之前的3D扫瞄获取一个人的数据需要的时间为4到15分钟不等，我们这个由单反相机组成的3D照相馆，能够在1秒内获取数据，即拍一张普通相片的时间，而且是62台相机同时拍。草场地的扫描装置则需要5秒左右，但是却能在短短5分钟内就生成3D图像，而创客空间如果不调用云计算的能力则需要5个小时。其实，还未正式对外发布的一个项目也在设计周低调亮相，而这项名为“三地”计划的项目，从应用角度来说，是我目前参与的最具有商业前景的3D技术应用项目。“三地”计划包括了使用金、银进行的贵金属3D打印的定制服务，并且由知名的设计师李鼐含主要负责。
“三地”将3D扫描和3D打印高端定制完美的结合在一起，但又不局限于3D扫描。“三地”发布的一个由艺术家黄思颖带来的作品，就包括了用母亲生产时的脐带血中的12个血液元素指标，运用拓扑学等一系列算法，生成基于每个婴儿和母亲纽带的脐带血对应的独特3D装饰品。
而运用参数设计算法的方式，之前也常被运用在建筑中，包括鸟巢在内的众多建筑设计项目，已经并不是传统的完全由建筑师画图和3D建模而来，背后更有一套算法和程序，简单地说，很多建筑目前都是用一个程序写出来的。
这些独一无二的复杂性艺术形态，通常很难用原有的加工方式进行制造，现在，通过具有个人意义的数据提取并进行参数化设计，再运用3D打印这一生产工具，已经为新的定制提供了基础。
3D打印机是一种工具，而它之所以能够带来变革，必定是将之前的某种不经济行为变得经济了。
姓名：陈芷杨 年级：13级机制2班 学号：201330230203 摘要：美国学者杰里米·里夫金出版了《第三次工业革命》一书,在书中全面分析了第三次工业革命的全球性影响,他提出互联网、绿色电力和3D打印技术正引导着“第三次工业革命”。近年来，3D打印技术也开始在我国流行开来，印发了一股迅猛发展的潮流，各大高校以及各大大型也纷纷开始研究3D打印技术，希望在这次的潮流中获得一席之位，抢先一步掌握这一门引导“第三次工业革命”的技术。我们国家已经错过了第一次和第二次工业革命，虽然40年来一直奋起直追，但是我国的工业水平仍然与发达国家有着相当大的差距，仍然无法摘下那顶“Made in China”帽子。据中国3D打印技术产业联盟数据预估,至2016年中国将成为全球最大3D打印机市场。这是一份机遇也是一份挑战。本文以3D打印技术在中国的发展现状作为研究对象，对比国内与国外3D打印快速成型技术的差距，分析3D打印在我国的发展前景。
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
内容提示：未来3-5年将是3D打印技术最为关键的发展机遇期，智研咨询研究部预计，2014年国内3D打印的产值可以再翻一番，有望达到40亿至50亿元，2015年则有望达到80-100亿。到2016年产值将达百亿元人民币。
3D打印技术对于生产者来说，可大幅降低生产成本，提高原材料和能源的使用效率，减少对环境的影响，它还使消费者能根据自己的需求量身定制产品。
3D打印机既不需要用纸，也不需要用墨，而是通过电子制图、远程数据传输、激光扫描、材料熔化等一系列技术，使特定金属粉或者记忆材料熔化，并按照电子模型图的指示一层层重新叠加起来，最终把电子模型图变成实物。其优点是大大节省工业样品制作时间，且可以“打印”造型复杂的产品。因此许多专家认为，这种技术代表制造业发展新趋势。
讲解员阿姨首先向我们介绍了3D打印是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;其次介绍3D打印的快速成型原理和运用领域;最后讲解员阿姨给我们小记者进行分组体验3D打印的各个环节。通过这些体验我了解凡达3D打印是我国第一台3D打印机，它可以通过扫描打印出各种物品。
你们知道吗?美国人还通过3D打印技术打印出了全球第一颗人类心脏，并使这颗心脏能像正常人类心脏那样跳动。目前能当练习手术使用。它的优点是无需机械技工或模具，就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的物体，从而极大地缩段产品的研制周期，提高生产率、降低生产成本。
1 3D打印技术的简要介绍
3D打印是制造业领域正在迅速发展的一项新兴技术, 被称为“具有工业革命意义的制造技术”。其生产过程主要是通过电脑软件的3D建模或者是扫描出零件的3D图片, 设计出立体的加工样式, 然后通过3D打印设备, 用树脂、金属粉、塑料粉、尼龙粉等固体材料逐层“打印”出产品。
3D打印技术是“增材”制造的主要实现形式。不同于传统的“去除型”制造。3D打印技术运用的是“加法”而不是减法, 通过对产品的逐层扫描, 然后分成无数个厚度极小的截面, 一层一层的堆叠起来, 无需原胚和模具, 就能直接根据计算机图形数据, 通过这样的叠加材料的方法, 能制造出内部结构相当复杂的产品。运用这种生产方式, 能够大大的简化产品的制造过程, 极大程度的缩短产品的制造周期, 并能有效的提高生产效率降低生产成本。
2 3D打印技术的行业应用
(1) 航空航天:航空航天是3D打印技术应用最为广泛的一个行业, 众所周知, 航天航空所需的产品往往具有形状复杂、批量小、零件规格差异大、可靠性要求高等特点, 产品的生产是一个复杂而且精密的过程, 通常需要反复的设计、测试和改进。如果用传统制造业来完成的话, 不仅耗资巨大, 而且周期长。这些恰巧都是3D打印技术的特点, 精密、成本低、生产周期短。因此, 3D打印技术在航空航天领域将会有相当巨大的应用前景。
(2) 生物医疗:人造骨骼、牙齿、助听器、假肢等。
(3) 建筑设计:在建筑业里, 工程师和设计师能够使用3D打印设备制造建筑模型, 这样快速、成本低、环保, 同时制作精美, 能够完全的符合设计者的要求, 同时也能节省大量的材料。
(4) 配件、饰品:这是离我们最近的一个行业, 你可以让顾客设计自己想要的产品的样式、颜色、细节并“打印”出来, 耗时少成本低, 在这个崇尚个性的时代, DIY更能满足顾客们的要求。
3D打印技术还能应用在科学研究, 产品原型, 文物保护, 食品产业, 服装设计等等领域。几乎任何你能看到的东西都能用3D打印技术打印出来。如果任何现实手法难以实现的另类造型都可以被3D打印机“制造”出来, 你的想象力是否被再次挑战?
3对3D打印技术的思考及对策
古语有云:“知己知彼, 百战不殆”诚然, 3D打印技术已成世界技术革新之潮流, 不可逆转, 3D打印产业发展是推动我国由“工业大国”向“工业强国”转变的重大机遇之一。如果我们不能占据在以3D打印制造技术的制高点, 我国与发达国家的差距将进一步的拉大, 特别是如今现有的传统制造产业和生产模式将很快被3D打印技术产业取代。因此, 我提出以下几点建议:
我国作为全球制造业大国, 把3D打印技术作为传统制造业升级转型的重头戏, 国家把3D打印产业放在产业领军者的地位。所以我国应该加快国家3D打印产业的顶层设计和统筹规划。加快研究和出台国家3D打印产业的发展规划, 并在我国工业转型升级、发展智能制造业的相关规划中对涉及3D打印产业给予政策衔接。
其次, 政府应该制定符合我国国情的3D打印中长期发展战略, 让从事3D打印产业的民营企业有充分的自主发展空间;发挥财税杠杆力度, 针对已有3D打印重点企业在降低制造成本、提高制造效率低和制造精度等方面给予研发补贴和税费优惠。加快3D打印技术的推广应用, 加强与发达国家的技术合作, 加强产学研的沟通和交流, 尽快将商用3D打印机推向市场。
再次, 将3D打印技术作为国防科技和重工业以及占有重要经济地位的产业的重要支撑发展技术之一。国家应重点选择在航空航天、汽车模具等领域进行3D打印技术的推广应用, 加快推进产业化;将3D打印技术定位为生产性服务业、工业设计、先进制造及制造业信息化工程的关键技术, 将该产业纳入优先发展产业及产品目录。
最后, 对于材料为王的3D打印产业来说, 中国抢占该领域的经济科技最高点首选就是要从打印材料实现突破, 而国家支持部分3D打印研发机构和重点企业全球招聘材料科学领域领军人才和团队是关键所在。
4总结
综上所述, 我们应当充分认识3D打印技术引起社会形态变迁的可能性和巨大潜力。近几年3D打印技术发展势头迅猛, 国外对该技术在各个行业的应用研究的投资力度也空前增大, 我国应该高瞻远瞩, 及时把握好时代的节奏, 积极有效的应对好3D打印技术, 使之为实现中国梦和中华民族的伟大复兴而服务。
摘要：介绍了3D打印技术的技术特点及其行业应用, 然后对3D打印技术在国内的发展前景和3D打印对国内工业体系和劳动体系的影响进行了分析和探讨。
关键词：3D打印技术,发展前景应用,前景应对政策
参考文献
[1]王莹雪.3D打印技术与产业的发展[J].中国高新技术企业, 2012, (08) .
[2]刘厚才, 莫建华, 刘海涛.三维打印快速成型技术及其应用[J].机械科学与技术, 2008, (09) .
3D打印机的革命
2012年11月20日，前《连线》杂志主编克里斯·安德森出现在清华大学的演讲台上：“在‘创客运动’的推动下，全球实现全民创造，掀起新一轮的工业革命，也就是数字制造和个人制造的结合。”
安德森本人就是一名“创客”。2012年11月初，做了12年《连线》杂志主编的安德森突然宣布要离职创业，担任一家3D打印机公司的首席执行官。促使安德森下海的，是《连线》杂志最新一期的封面图片：梅克波特公司创始人布雷·佩蒂斯抱着他发明的3D打印机得意地说，“这个玩意儿将改变世界”。这不由得使人想起已故的苹果公司创始人乔布斯也曾抱着个人电脑，出现在杂志封面上。3D打印机究竟是什么东西？它真的会像个人电脑一样带来技术革命，改变我们的生活吗？
在电影《碟中谍3》里，汤姆·克鲁斯饰演的伊森和同事们用一台机器在很短的时间里做出了一个逼真的头部面具。而这台机器就是一部3D打印机。如今，我们自己也可以很快打印出一个面具。在一家英国3D设计打印工作室，经过扫描后，你就可以打印自己的面部模型。根据体验人员的经验，扫描过后，系统会根据相关数据生成一个CAD打印数据文件，之后转移到生成机器上，就可以分层打印出来。
分层技术是3D打印的基本原理。把要打印的物品进行三维扫描，或者作出三维模型，然后3D打印机会根据这些三维数据一层一层地打印。这些层叠加到一起就成为立体物体。3D打印机的油墨可以非常多样，从有机物到无机物，几乎所有材料都可以用来进行3D打印。你不需要思考如何制造一个3D产品，计算机软件帮你搞定一切。你只需要知道自己想要什么就够了。
三维打印技术的魅力在于它不需要在工厂操作，桌面打印机可以打印出小物品，而且，人们可以将其放在办公室一角、商店甚至房子里；而自行车车架、汽车方向盘甚至飞机零件等大物品，则需要更大的打印机和更大的放置空间。
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。
与传统技术相比，三维打印技术还拥有如下优势：通过摒弃生产线而降低了成本；大幅减少了材料浪费；而且，它还可以制造出传统生产技术无法制造的外形，让人们可以更有效地设计出飞机机翼或热交换器；另外，在具有良好设计概念和设计过程的情况下，三维打印技术还可以简化生产制造过程，快速有效又廉价地生产出单个物品。
三维打印技术还有其他重要的优点。大多数金属和塑料零件为了生产而设计，这就意味着它们会非常笨重，并且含有与制造有关但与其功能无关的剩余物。三维打印技术不是这样的。在三维打印技术中，原材料只为生产所需要的产品，当材料没有了生产限制后，就能以最优化的方式来实现其功能。因此，与机器制造出的零件相比，打印出来的产品的重量要轻60%，并且同样坚固。
让打印机成为新动力
其实3D打印并非最近几年才有的新鲜事物。1986年3月，美国人迈克尔·赫尔为自己发明的三维立体成型机申请了一项专利，这在当时引起了不小的轰动。当时的《早安美国》节目上，主持人颇具煽动性地描述说：“你只要有一个想法，在你的电脑上画出图纸，按下按键，就能够得到你要的那个模型。《科学》杂志的编辑说，这项技术正在改变美国的工业。”当时迈克尔预言，3D打印技术将会改变传统工业的生产方式。作为三维立体成型机发明者的迈克尔这样评价这项技术：“叫它3D打印机很合适。广义上讲，你可能会觉得3D打印机破坏了机械化工程制造业。”
迈克尔没有想到，如今的3D打印和快速成型技术不仅冲击了传统工业，还渗透到了新兴领域。2012年11月13日，美国加利福尼亚州圣地亚哥，一家名为欧迦南莫的生物技术公司利用3D打印机制造出血管以及心肺部等脏器的碎片。他们的最终目标是打印出完整的生物器官，这样器官移植所面临的来源缺乏和排斥反应难题将迎刃而解。
事实上，人们已经使用该技术打印出了灯罩、身体器官、珠宝、根据球员脚型定制的足球靴、赛车零件、固态电池以及为个人定制的手机、小提琴等，有些人甚至使用该技术制造出了机械设备。比如，美国麻省理工学院的博士生彼得·施密特就打印出了一个类似于祖父辈使用的钟表的物品。在进行了几次尝试之后，他最终用打印机打印出了塑料钟表，将其挂在墙上，结果，钟开始滴答滴答地走动。
近年来，3D打印机的价格正逐年降低。现在，你只要花上500美元左右，就可以买一台家用的3D打印机。2011年，全球家用3D打印机的用户将近2.4万人，这一数字是2010年的4倍。2012年11月初，美国《时代》杂志公布了2012年年度最佳发明，一款体积小巧的3D打印机名列榜单内。英国《金融时报》高度赞扬道：“3D打印机将像蒸汽机、内燃机和计算机一样，开创一个崭新的工业时代。”
“只有想不到”
美国《连线》杂志评论说：“只有想不到的，没有做不到的，埃舍尔的画作和电影《盗梦空间》里的场景也许会成为实体现实。”然而如同其他科学技术一样，3D打印机的未来果真没有烦恼吗？当3D打印机结合3D扫描仪时，知识产权问题将会特别突出。这种行为会比抄袭专利和版权要严重得多。
2012年11月1日，美国犹他大学法律系的学生科迪·威尔逊在一次公开讨论时透露，他和他的朋友正在做一个手枪的图纸。他们把这张设计图叫做微机手枪，这张图可以在网络上自由传播，只要你有一台3D打印机，你就可以自己做出一把手枪来。3D打印机几乎可以打印出包括手枪在内的各种武器，这使得枪支管理变得更为艰难，也给社会安全带来了新的挑战。而这也正是任何一项科学技术都难逃的魔咒。
三维打印技术的意义不仅在于改变资本和工作的分配模式，而且也在于它能改变知识产权的规则。该技术的出现使制造业的成功不再取决于生产规模，而取决于创意。然而，单靠创意也不够，模仿者和创新者都能轻而易举地在市场上快速推出新产品。因此，竞争优势的持续时间可能将前所未有地变得更短。
一旦物品能用数字文件来描述，它们就会变得很容易复制和传播，当然，盗版也会变得更加猖獗，就像音乐工业出现的情况一样。当一个新玩具的草图或一双鞋的设计方案在网上流传时，其知识产权的拥有者会失去更多，因此，人们在知识产权领域进行的斗争会更加激烈。并且，随着开源软件、新的非商业模式的出现，三维打印技术需要比目前更加严谨还是更加宽松的法规还有待验证。
詹姆斯·邦德的座驾其实就是用3D打印机制作出的电影道具，这项技术就像机器猫的口袋一样，只要你有足够的想象力，就可以从过去穿越到未来。或许未来的某一天，我们真的可以生活在打印出来的世界里。而一个“打”出来的未来究竟会是更加美好，还是增加新的烦恼？我们拭目以待。
“3D打印”这个名字对我来说充满了神秘感，不知道这个打印是怎么操作的？究竟能打印出怎么样的东西来？等我参加完了小记者活动——3D打印制作活动，终于找到了答案。
星期日的上午，我们来到了萧山日报社的9楼，这里可热闹了，大家都是来参加小记者活动的。活动一开始，水晶姐姐为我们介绍了3D打印，原来3D打印就是用一支特殊的笔和各种颜色的线在板上作画，等画完了，还可以把画从板上取下来，变成立体的图案。终于知道3D打印的神奇之处是要能操控好那支笔。看了水晶姐姐给我们做的示范和展示的作品，我迫不及待的想马上亲自动手做一做。
一开始我很难操控那支神奇的笔，按出来的线条都像方便面一样，弯弯曲曲，扭来扭去的，还怕高温会烫到自己，还好水晶姐姐来帮我了。原来这支笔画的时候，可以像平时画画一样，按得重一点，而且可以调节出线的速度，慢慢的我能一笔一笔的按照模板作画啦，心里可高兴了！在画的过程中，还有一点很难，就是每种颜色连接的`地方，要特别小心，如果没连好，就会变成一块块的小碎片，所以我画的特别小心。经过1个多小时，我的第一幅作品终于画好了，一只可爱的米奇。
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
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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
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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
最早的3D打印出现在1980年代，但是直到2010年代3D打印机才开始广泛出现。据统计，2013年3D打印机市场销售总额增长了109%，达到7.11亿美元。2014年3D打印市场规模达到38亿美元，预计到2018年将增长四倍，达到162亿美元。3D技术现在已经广泛用于建筑、制造、工业设计、汽车制造、航天事业、军事和医学等领域。
3D打印机可以打印出巧克力、鞋子、飞机模型等物体，这听起来非常有趣，且充满神秘感。不过，有很多科学家正在从事着一项枯燥但却对人类有着重大意义的3D打印技术研究：他们通过打印人体器官来挽救人类生命，来改变人的生活。近年来，3D打印已经在医学应用上发展迅猛，可以说打开了一扇全新的大门。
治病救人的一张“王牌”
2012年，美国俄亥俄州。刚生下来6周的小男孩凯巴开始出现呼吸困难，拒绝进食。两个月的时候，小凯巴的症状越来越糟糕，已经无法自主呼吸了，医生必须给他插上气管插管维持呼吸。
检查发现，小男孩患上了极端罕见的先天性支气管软化症，气管自行塌陷，无法自主呼吸，必须依赖气管插管生活。无奈之下，父母四处求医。最后被介绍到了密西根大学医学院。该医院的医生和研究人员一再商讨之后，搬出了救命的仪器：3D打印机。他们根据CT的3D成像，使用3D打印机用生物塑料材料打印了近百个气管支架。在得到美国食品药物管理局（FDA）的紧急批准之后，给小凯巴移植了这个3D打印出来的气管支架。手术后，小凯巴开始了自主呼吸，7天后撤离呼吸机。数周后，小凯巴出院，再也没有出现过窒息危险。这个气管支架用可以降解的材料做成，3年后即会自行吸收，到那时，他的气管也会发育成熟，不再需要支架了。
这是世界第一例3D打印的气管用于临床。
3D人体器官打印
在3D打印医学领域，欧美领先全球。2011年，北卡的再生医学研究所的一名博士展示了他们使用3D打印机打印出来的人体肾脏。他们使用培养出来的肾脏细胞作为打印材料，一层层将细胞打印在提前设计好的虚拟模型上。第一层是细胞，第二层是水凝胶用来粘合固定细胞。然后一层层重复，直到整个肾脏打印出来。等到细胞存活了，水凝胶被降解，留下来的只有细胞。这样细胞就形成一个完整器官结架。这个初期的肾脏再被移到培养器中，提供养分，促进生长。该实验已经观察到这个初期肾脏模型产生了尿样物质，表示已经有了部分肾脏功能。这样的新闻让人惊叹，虽然看似遥远，但其实3D打印已经较为广泛应用了。
比如打印假牙，或者完美吻合的牙套。2012年，日本的Fasotec公司开始提供腹中的胎儿的3D打印模型，可以让父母提前看到真实的孩子形象。华盛顿地区医院使用3D打印机打印出患者的心脏模型，提供给心脏外科医生术前实践练习。还有更多神奇的应用出现在医院里。2011年，荷兰一位83岁的女性因为感染失去了下颌骨，而传统整形手术因为年事太高不能进行。医生们与3D打印公司合作，用钛粉作为打印材料，根据3D扫描的图像，打印出一个完美的下颌骨。表面覆盖生物陶瓷以避免排斥，移植到老人的下巴后，完美愈合。
事实上，很早以前，研究人员就已经在实验室里培植人体器官，但是直到20世纪90年代，“生物打印”才突然引起人们的关注。这一切得感谢威克弗里斯特再生医学研究院的科学家，他们3D打印出来了人造膀胱。在21世纪初，克莱姆森大学生物工程师托马斯·博兰开始利用喷墨打印机来分离生物“墨水”，并最终打印出3D物体。
2007年，第一家生物打印公司Organovo成立。这家公司打印的肝脏组织样本用于药物测试和研究。该公司希望能够在不远的将来开发出一种能够正常使用的肝脏。
3D人体器官存活的原理
尽管3D人体器官打印和塑料雕像打印之间存在很大差异，但是它们的打印过程是极为相似：两种打印机都包括了一个墨盒和喷头，它们可以喷出“墨水”（生物墨），并且是逐层喷墨。不过，两者之间又存在明显的不同。
我们都知道大多数器官的样子，但是想要打印出适合单个个体的器官，科学家需要对病人进行CT扫描。然后，他们需要通过计算机软件来分析结果，并制出一张“蓝图”，这张蓝图需要对细胞在每层组织中的位置做详细说明。
生物打印机使用的并非是PVC 塑料或者金属，而是人体细胞以及粘合剂（粘合剂是用来将所有组织和细胞结合在一起）。除了使用真正的细胞之外，生物打印机也可以使用干细胞，生物工程材料和其他人体不会排斥的替代物质。比如，2013年，美国一男子头部移植了3D打印的塑料头骨。
一旦样本打印出来后，需要将其放到培养器中，以便细胞能够“融合”，彼此之间能够和谐相处，如同真的器官一样。最后一点也是当今3D人体器官打印面临的真正难题，它也是目前这项技术无法在全球推广的原因。
3D人体器官打印的难题
威克弗里斯特再生医学研究院主管安东尼·阿塔拉表示，3D打印器官是一个非常复杂的问题，其中最主要的难题就是寻找到可以用来构成人体组织的“材料”，然后让其能够在体外生长。此外，我们还无法将3D打印器官放置人体后，使其能够长时间紧紧粘合在一起。人体真正的器官是非常复杂的，打印出来的细胞尽管能够融合在一起，但并不意味着它们就能够发挥功效。康奈尔大学生物工程师胡迪·利普森指出，目前还没哪一种软件强大到可以建立非常详细的器官模型，供研究人员打印3D器官前做参考。
此外，科学家发现，血管的搭建也不是一件简单的事情。器官需要动脉，静脉以及毛细血管来促使血液循环和体内营养的传输。但是，血管都非常的长、且非常细微，呈管状，这样就大大增加了打印的难度。不过，即便如此，仍有研究人员对此进行过尝试：2014年5月，布里格姆妇科研究人员使用了一种分子琼脂糖作为血管模板。
改变人类生活的高端科技
到目前为止，在3D打印器官方面，也出现了很多“半成功”案例。之所以说“半成功”，是因为它们大多数都无法正常工作，或者仅仅只能存活几天时间。比如，Organovo就打印出了一种能够正常使用的微型人体肝脏，但是它仅仅存活了40天时间。路易斯维尔大学研究人员在2014年4月成功打印出了心脏瓣膜和小静脉，他们希望在未来能够使用病人的细胞打印出一颗可以正常跳动的心脏。
未来，台式扫描仪在扫描和评估病人伤口后，就可以直接在病人伤口处打印人体组织。但是在这之前，我们需要将生物打印器官和组织先放到实验室进行培育，通过参考准确无误的样本，将其移植到病人身上。
3D打印不仅能打印器官，有朝一日也可以提高或者加强人类的能力，普林斯顿大学的研究人员正在朝这个方向努力。他们将电子元件结合到细胞打印中去，成功地使用水凝胶和小牛的细胞打印出一个人类的耳朵，在这个耳朵中，加入了由银纳米颗粒做成的电子天线。这个传感器可以接收人类耳朵听不见的频率。也许有一天，我们就可以装上这个耳朵，成了传说中的顺风耳。
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