刀削面對和面的技術要求較

張帆

摘 要：本文論述了三維打印技術的優點及各種應用，三維打印技術開創數字制造時代。三維打印包含了大多數增量疊層制造技術，更加從宏觀上進行系統思考，也便于公眾對新技術的理解。三維打印具有4大優勢及材料日趨多樣化，應用遍及各行各業，三維打印越來越有影響力。

關鍵詞：三維打??；三維打印服務；家居用品；建筑領域；創傷修復

中圖分類號：TP334.8 文獻標識碼：A 文章編號：1005-5312（2017）36-0270-02

一、前言

3D打印已發展成為一種具有無限可能的多用途技術，其作用將可與計算機和互聯網媲美，其光明的前景吸引了眾多的設計師、工程師、業余愛好者和投資者參與其中，成為可能引發新工業革命的導火線。除了三維打印的獨特優勢，這一高潮的出現還由于近年取得的成本突破、材料突破以及應用領域的極具擴大。與此同時孕育著和開始隱現出新的商務、生產模式以及新的生活方式。

二、三維打印具有4大優勢

首先，三維打印是直接數字化制造，從三維CAD模型直接制造出產品，而不僅是零件，減少或省略了毛坯準備、零件加工、裝配等中間工序，且無需昂貴的刀具或模具

第二，三維打印制造的是完全定制的、個性化的獨特產品，可做到全球僅此1件，百分之百按訂單制造。在沒有售出之前，是數字儲存在計算機里，無需實體倉庫。

第三，三維打印產品在沒有售出之前是用數字發運的，CAD文件在互聯網上傳輸，費用極微。此外，三維打印不僅是按需制造，而且是就地制造，即在使用地點制造，這種虛擬運輸節約或舍棄了物流成本。

最后，三維打印能夠最大限度地發揮材料的特性，而不在意制品構造是否復雜，僅把材料放在有用的地方，大大減少了材料的浪費。

價格急劇下降，福特發明了流水線，使T型車的售價降到950美元，從而汽車進入了家庭，拉開了大量生產方式的序幕。今天，一臺數千元PC機的性能可與30年前上千萬的計算中心相當，所以PC機無所不在。因此，任何新技術只有在價格下降千百倍以后，才能得到真正普及，為大眾所接受，三維打印也不例外。10年前，三維打印機售價數萬到數十萬美元，今天，家用三維打印機僅售1，000-2，000美元。而低價的三維打印機可供家庭打印玩具、擺設、裝飾品、家庭用具和各種業余愛好物品?？梢灶A計，在未來3-5年內，家用三維打印機完全可能降到300- 500美元，成為開發兒童智力的機器。

材料日趨多樣化。過去，三維打印大多僅能打印樹脂或塑料一類的軟材料。而今天，不僅可以打印鈦合金一類的高強度材料，還可以打印陶瓷和玻璃，甚至打印混凝土制品、食品和生物細胞。零件的結構設計更加合理、重量更輕、材料更節省。對航天產品來說，每減少1千克，都將帶來產品性能的極大提高和巨大的經濟效益。

三、三維打印的應用

應用廣泛，遍及各行各業，創意無限的家居用品。能夠進入家庭的新技術，其市場前景無疑是巨大的。且由于沒有制造過程的限制，設計師可以充分發揮想象力和創造力，設計出獨一無二的藝術品、燈飾、夾具、首飾，使家庭具有充滿個性化的藝術氛圍。此外，借助家用三維打印機自己可以隨時打印所需的日常用品，包括鞋子、發夾、首飾、玩具等等，大大增加了生活的方便性和趣味性。

（一）快速運行的機械產品

使用三維打印不僅可以制作固定不動的產品，還可以制作有相互運動機構或部件的物體，如軸承、嚙合齒輪或其他機構。

（二）快速直接建造的房屋

在建筑領域，三維打印除用于制作復雜的、大型的、超現代創意的建筑模型外，還可用于房屋的快速直接建造。美國南加州大學和英國拉夫堡大學對陶瓷制品和混凝土構件三維打印進行了多年研究，并已用于房屋的快速建造。且不僅可以打印直線墻壁，還可打印任意弧線的墻體或抗震的拱形結構。建造的速度很快，一天就能夠打印一幢小樓。

（三）骨科的創傷修復

三維打印在醫療領域的應用日益廣泛。除口腔科用于制造齒冠外，骨科的創傷修復將成為熱點。目前的人體植入物是標準化的，而不是個性化的，在許多情況下并不適合每個患者的需要。三維打印人體植入物的另一優點是能夠制作與骨骼結構相似的植入物，即非實體的、具有層次結構的人造骨骼。這種骨骼更容易與人體組織交融，縮短康復過程。此外，將患者的CT掃描文件傳輸給專門的人造骨骼專業公司，即可很快地獲得定制的骨骼，從而可及時為患者進行手術，避免延誤。

除以上幾大應用領域外，三維打印技術還可進行生物打印，即打印人體組織和器官，以及其他許多新奇的應用，例如打印可吃的蛋糕、可演奏的樂器、可發射子彈的手槍等等。未來，三維打印也必將在更多的領域得到應用。

四、三維打印對各行業的影響

三維打印不僅正在改變物品制造的方法，而且還對人們的經濟、生產和生活的各方面產生了強烈的沖擊，引起了一系列的變革，可能成為新工業革命的導火索。例如，三維打印改變了人們購買物品的過程，人們不再走進商店挑選有限款式的商品，而是在網上挑選接近你喜好的樣式，進行修改，直到滿意為止。美國 Freedom of Creation公司就是這樣一家三維打印創意物品的公司，他們在網上出售創意的燈飾、家具、首飾等，但是沒有實體貨品，因而沒有物流和庫存。

此外，雖然三維打印機即將進入家庭，但并非每個人都是設計師，能夠設計出有創意的物品。這種情況下，你可以向設計公司購買創意產品的CAD文件，下載后在家里打印。反過來，你有創意的設計，就可以掛到網上去銷售，供別人下載。然而，值得注意的是，有創意的設計一旦成為網上商品，下載就能打印，就為知識產權保護帶來新問題，如何防止任意拷貝和無限傳播需要新的法律來保護。

三維打印的發展同時也為三維打印服務商帶來了無限商機。例如，你沒有三維打印機或者你的三維打印機不夠好，這時你就可以把你的創意產品的CAD文件，傳給專業的三維打印服務公司，委托他們打印。三維打印服務商會提供不同打印工藝和不同的材料供你選擇，不僅可以很快把打印好的物品送到你家里，而且可以代你向全世界銷售你的產品。美國Shapeways公司就是一家著名的3DP服務商，他的廣告用語是：“通過三維打印制作和分享你的產品”。

可以預見，未來將會出現三維打印的完整供應鏈，不僅是設計一方。而更大的變化將是生產領域會出現大量提供CAD/CAM設計的公司，供最終用戶下載，在家打印產品或委托專業公司打印。endprint