3d打印技术与运用精选(九篇)

第1篇：3d打印技术与运用范文

在大部分人心中，3D打印是十分前沿的技术，只存在于高新科技领域，但其实3D打印并不新奇，从飞机、建筑等重工业制造到服装、饰品与玩具定制，特别是运动鞋类、运动靴类与运动袜类的个性化定制，3D打印制造的运动鞋靴产品早已渗透到发达国家时尚产业、顶级时装会展与人们的日常生活中。

颠覆传统的时新鞋品

3D打印正带着它源源不断的创意，冲击着传统制造工业和传统艺术，乃至你我的耳目。同时，3D打印技术的发展，也正在向着一个又一个不可能去挑战，然后将其以一种不可思议的方式展现在你面前。而恰恰是因为如此，在时尚产业中，运动鞋类的设计师们更快地吸收了这项新技术。伦敦时装学院数码工作室主任菲利普・德拉莫尔指出，“在服装行业，特别是运动鞋类设计师，他们对3D打印技术非常兴奋，因为他们不必买现成的脚跟与鞋底（模型）就能提供真正独特的艺术成品。”法国路易威登品牌首席设计师凯文・卡瓦莫托认为，在越来越追求个性化、定制化的时尚产业，3D技术使得运动鞋类设计师更容易满足消费者的这些需求，他们只需要将电脑中的3D模型稍微作出一些改变，甚至消费者可以自行设计。从这个角度而言，3D打印是颠覆传统鞋类时尚设计与生产的创新技术，它将复杂的产品结构绘制在虚拟的物体或动态模型上，实现了常规材料无法完成的概念，并创造出更实用的运动艺术细节。同时，可以把跨学科的知识运用到运动鞋类时尚设计中，通过3D打印技术将灵感变成现实。

3D-SOLS运动鞋品。两年前，富有制鞋工厂管理经验和3D打印专长的卡吉・丝温葆和设计师乔尔・文斯威伊在纽约创立了SOLS技术制鞋公司，他们一直致力于利用3D技术为NBA球星打印个性化运动鞋与休闲鞋。据悉，许多NBA球星都青睐3D-SOLS技术打印的一比一尺寸“独属于你的完美的”运动鞋品，但整个过程其实非常简单：你只需要先从三个不同角度给自己的脚拍照（用普通的智能手机拍照即可），并上传至电脑，3D-SCLS技术软件便会根据照片建立3D模型，再打印出完全贴合你实际脚型的运动鞋垫或鞋品。每周，该公司会为客户生产数百双这样的运动鞋垫与鞋品。据咨询公司Wohlers Associates的消息，最近SOLS公司再次获得2000万美元融资，投资方包括之前的投资机构Founders Fund、Lux Capital及新加入的Tenaya Capital、Mel07 TechPartners。让人感兴趣的是，其融资中有部分来自NBA球星“甜瓜”卡梅隆・安东尼；达拉斯小牛队的总经理Terdema Ussery也宣布加入SOLS董事会。如今，SOLS决定把打印业务拓展到大众化运动鞋类定制上来。为了尽快实现规模化生产，SOLS正在同德国3D打印公司EOS合作，在得克萨斯州建立一个大型3C打印鞋厂。这家工厂将能够每日生产5000双运动鞋品与10000个鞋垫。他们的目标是，未来用户只需通过手机上传照片，他们即可受理订单，然后将其分送到流水线和工作室上进行生产和加工。

3D-Springblade-II运动鞋品。不久前，德国运动用品制造商阿迪达斯推出了一款名为“Springblade-II（刀锋II）”的3D运动鞋新品，这款酷炫的运动鞋采用―体化内设优化冷却水路的鞋模以3D-SLM工艺打印成品。该运动鞋设计了16个半透明独立叶片组成的减震中底，解决了整体一片式复杂鞋底的难题，保证了鞋底注塑成品的超强韧性、弹性与持久性。德国赛跑老将亚历山大・克塞诺科夫评论：“Springblade-II跑鞋属于春天，因它同样艳丽诱人。”

3D-Nike系列运动鞋。作为全球著名的体育用品品牌，近年来耐克公司利用3D打印技术不断挑战运动鞋创新和设计的极限。在3D-Nike系列鞋新品中，2013年的“40Yard Dash Project”项目使用3D打印技术开发了一款名为“蒸汽激光爪”的橄榄球鞋。同年在2013NFLCombine上又推出了首款采用3D技术打印的新型足球鞋New Nike Vapor Laser Talon。2014年耐克还推出了新款Vapor Carbon 2014精英版，作为专门针对今年的第四十八届超级碗的NFL耐克银速系列（Sdyer Speed）的一部分。这款鞋也是使用3D打印技术开发的。最近，耐克公司再次推出了第三款利用3D-Vapor Hper Agility技术的足球鞋。这款鞋创新设计并放大了三角星形鞋钉的形状，耐克声称这种设计将使球员在草坪上获得最大启动速度，同时能创造快速减速和改变方向所需的最佳牵引力。

3D-Re-inventing Shoes运动鞋品。在2015年米兰设计周时尚大会上，美国Nude公司和30Systems公司再次出手，展出了富有异域风情的“3D-Re-Inventing Shoes”时新运动鞋品。该展览囊括了四位大师级建筑师和设计师的3D打印鞋类作品，他们是罗梅罗・费尔南多的“3D-Ammonite”、本・范・伯克尔的“3D-Unx2”、罗斯・拉吉尔设计的“3D-Ilabo”和哈迪德・扎哈的“3D-Flames”。这些顶级时尚运动鞋品的坚硬部分都是用尼龙纤维材料，通过3DSystems公司选择的3D-SLS技术打印而成，而鞋子柔软的部分则使用的是柔性的热塑性聚氨酯（TPU）纤维材料，打印机用的是3DS-ProJet打印系统。

3D-LENS/EBSM健身鞋品。最近，芬兰Morimekko公司推出一批女士健身健美与休闲瑜伽的3D健身鞋新品，这些健身鞋现代感十足，成本也低，其款式有叶状式、马其顿式、平面式以及中世纪经典式等，受到了众多城市女士的欢迎。该公司采用的是激光近净成形（LENS）和电子束选择性熔融（EBSM）综合而成的3D-LENS/EBSM打印技术。更受女士们青睐的是，只要用手机扫描一下自己的双脚，再说明自己所需鞋品的造型与款式，以及所用材料等在Cubify网站上传，当天就可以收到自己所钟爱的3D健身鞋新品了。

3D-ContourPensar运动鞋品。英国茵宝体育用品公司最近成立了开发3D技术打印运动鞋的Contour Pensar团队。该团队是由许多设计师和工程师组成的一支综合性团队，主要是将数据获取、用户行为和快速成型技术结合在一起，以生物力学为基础来创造符合人们各自身体结构的鞋，其核心概念是利用3D打印这种快速的制造方式来生产贴合人们脚部轮廓的鞋子。该公司新近推出的3D-Contour Pepsor运动鞋配有压力传感器和加速器，其可在这一过程中搜集相关数据，在电脑计算出数据以后，研究人员可以在外观方面作出修饰，让鞋子变得更美观，然后使用3D打印机制造出完全合脚的鞋。

3D-Wool Runners运动鞋品。新西兰Three Over Seven公司最近开发推出一款名为“3D-Woot Runners”的休闲运动鞋新品，它的鞋底与鞋帮采用可生物降解的合成聚合物纤维PVA打印，鞋面则应用透气性出色的羊毛纤维。在上个月由维珍传媒举办的“Threellew Things”竞赛中，3D-Wool Runners被消费者选为最佳作品。现在该公司正在开发并优化用户全面定制化的每一个生产环节，即利用Wool Runners让用户用手机镜头扫描脚部轮廓，然后再根据得到的脚部模型，就可以打印出贴合用户双脚的合适鞋款。“3D-Wool Rudners”开发负责人乔纳森・斯潘诺斯说，“研究显示，大约2/3的男性和3/4的女性具有不同的双脚尺寸，且各人穿鞋运动时着力点、用力点等都是不同的。Three Over Seven为市场提供的定制化方案绝对会让人大感兴奋。”

3D制鞋新技术新工艺

3D打印无疑是一种颇具创造性的新技术，尤其是对于运动鞋品设计领域具有重大意义，能够帮助设计师们更简单方便地制造设计运动鞋类用品原型及其艺术。而且，3D技术可以轻松定制产品，这使得它成为时尚运动鞋业的理想工具。伴随着3D技术及其打印工艺在制鞋业的兴起，目前世界各国在3D打印运动鞋类用品等方面开发并利用的新技术与新工艺主要有：

3D-Adaptive技术。美国Start-up公司利用3D-Adaptive技术，最近在FAST-AWl5的NBA全明星周末互动活动中展出一款3D打印运动鞋新品。这款名为“Adaptive”的智能运动鞋，其鞋面是皮革，但是在3D打印皮革时植有运动传感器，而脚踝区域则装上3D打印的硅胶气囊，它能够监视其穿用者的动作，并相应地改变整个鞋子内部的压力分布，以支撑脚、脚踝和穿用者身体的其他部分，还能够通过充气和放气来改变支撑力度。更令人印象深刻的是，鞋子上还安装了色彩感应摄像头和RGB LED，可以根据穿戴者的衣着改变不同的颜色。对于运动员来说，这种鞋子能够通过其适应性更好地帮助他们进行身体活动，并提高运动成绩。

30-Grid技术。这是美国Sha playstruth公司研创的新型打印球鞋技术，该技术利用生物质尼龙、聚酯、酰胺类等原材料，就能打印出结实时尚的网格状运动鞋。这种带有未来主义风格的网状结构运动鞋，主要由新型3D-Nylon12打印机完成，在打印过程中要连续不断地给材料分层，直到焊接完成，制作出精细复杂的成品。鞋子外形看上去似乎比较易碎，但实际上不仅轻便而且强韧，足以让爱健美的人们欢喜！

3D-Biosynthesis技术。最近伦敦设计师沙姆斯・亚丁和研究人员基于可再生合成原细胞微粒优势的原理，利用3D打印技术开发了一款能在―夜之间自我修复的生物跑鞋“阿米巴”。这种生物跑鞋穿着时就像―层皮肤―样与双脚完美贴合，成为支撑和保护双脚的一种全新方式。它还能够对压力、运动、光或热产生反应，跑步时它的特定区域会发生膨胀，提供额外的缓冲贴身舒适，且具有自动修复损伤功能。未来人们将对生物服装的社会化3D制造和个性化生产具有广泛需求，可以说3D-Biosynthesis技术的市场前景相当乐观，潜力非常可观。

3D-Vacuumlamination技术。现任香奈儿与芬迪两大品牌的首席设计师卡尔・拉格菲尔德与法国3D打印Proways公司合作，选择3D-Vacuumlamination技术，应用ProWayS公司新创的ProMakers3D打印机，开发出Variableshell健身健美时尚鞋品系列。据卡尔・拉格菲尔德的助理凯丽・鲍瑞尔披露，采用3D-Vacuumlamination技术打印这类时尚运动鞋的奥妙在于：其壳型鞋款是ABS真空成型，并以破素层压使所有维度的水平和垂直达到高精确；该鞋款的内部是可变壳型设计，既可以作为防水胶靴也可以看作是轻便帆布鞋。3D-Vacuumlamination技术的另―优势是：不仅可以制作出完美尺寸的鞋子，还能完全按顾客需求打造鞋款；即使用者可以将自己的脚尺寸3D化，在此基础上从各个设计图案中自我找寻完全合脚的鞋款。

30-Printo Optical技术。荷兰LUXeXceL公司最近向市场推出一款轻柔透明的休闲运动鞋新品。这种命名为“Leisure fashion”的运动鞋采用该公司专有的3D-Printo Optical技术，以Ultimoker2 3D打印机―步式“从CAD到成品”打印制成的。据该公司设计师赫布・凯莱赫介绍，“Leisure fashion”运动鞋的整体使用了日益流行的柔性材料NinjaFlex，打印时，一种可UV固化的纤维聚合物透明液被喷射出来，然后被集成在打印头上的强UV灯固化。最终可形成任意几何形状的鞋子部件，包括透明鞋面、鞋帮与鞋底，以及鞋面附加的全彩色饰图和饰物形态。“Leisure fashion”运动鞋将受到青少年、学生与年轻女性的极大欢迎。

3D-Laser claw acceleration技术。耐克自2013年推出“40Yard Dash Project”项目到今年初利用3D-Vapor HyperAgilitV技术的3D-Nike系列鞋之后，现在该公司已经决策以3D-Laser claw acceleration技术定型耐克新型足球鞋面向市场。这款新品足球鞋命名为“New generation steam laser claw”，技术重新设计并放大了三角星形鞋钉的形状，其整体采用mid-cut设计使得球鞋与鞋钉结合得更加紧密；该运动鞋全重158克，特别适合草皮场地，其鞋底防滑板和异形板由3D-SL5技术打印制造，以提供最大限度的锁定，并防止在球鞋内部打滑。与以往的制作工艺不同，“New generation steam laser claw”用料包括尼龙、玻璃纤维、聚醚铜、人造橡胶及碳纤维的混合材料。打印时，3D-SLS技术可以通过高功率激光器快速成型，拥有鞋面柔性度高、鞋帮舒适性好、鞋底加速度等特点目的就是让运动员更能提高40码冲刺的能力。

3D-ABEE新技术。意大利Recreus3D公司与世界著名运动鞋品牌乐途合作，以3D-ABEE新技术打印推出一款命名为“Elastic bendingll”的运动鞋。Elastic bendingll的设计者是Recreus3D的发明家加西亚・伊格纳西奥，制作材料为该公司新开发的1.75mm/Willow Fiiafiex弹性纤维，这是一种可任意弯曲并富有弹性的材料，所以Elastic bendingll可以被折叠起来然后塞进牛仔裤的口袋里。可以说它是迄今为止最便携、最舒适的3D打印运动鞋。但使用Willow Filafiex弹性纤维进行3D打印有一个问题，那就是它在打印过程中经常缠丝。伊格纳西奥称为解决这个问题，他们研制出了特殊的3D-ABEE挤压打印机，并结合不锈钢加热头，如此就不会出现缠丝现象。

解读3D运动鞋市场发展前景

作为一种全新的制造方式，3D技术打印运动鞋正在给传统的运动鞋制造产业及其市场形态带来深远的影响。特别是跑步鞋、休闲鞋、足球鞋为世界范围内三大重要运动鞋，品牌制造商及其品牌必须在运动鞋经济领域都有强大竞争力。所以，基于3D技术的打印特点和延伸性优势：仅从制造商及其品牌方分析运动鞋制造业近年来致力于产业转型升级，普遍应用3D人体测量技术、大规模定制技术、敏捷与快速制造技术、一次成型技术、生物与自适应技术等高新科技，形成了相当的应用基础。另一方面，3D打印机制造业在许多国家越来越得到重视，欧美有些运动鞋制造商及其品牌建立了3D打印技术产业联盟，也形成了一定的市场新格局。

一个运动品牌如果没有一个有价值的运动鞋开发与创新的市场潜力，就不会在国际上取得成功，更不可能在运动鞋经济领域具有强大竞争力。根据英国《金融时报》最近报道，Adidas和Nike都已经将3D打印应用于生产领域了。现在世界上最大的三家3D打印机制造商――德国的EOS、美国的3D Systems和美国以色列合资公司Stratasys的客户订购新型3D打印机的名单上，都已经出现了锐步、新平衡、彪马、斐乐、茵宝、背靠背、迪亚多纳、乐途等世界运动鞋著名品牌商家。

一双运动鞋里的经济学，是否能“足下生风”，也要看如何以人为本。从跑步、休闲与足球三大运动鞋进化到篮球鞋、网球鞋、高尔夫鞋以及旅游鞋、瑜伽鞋、健身 鞋……人们的生活方式正在发生改变，而生活方式的改变，源于经济社会的发展。但只有当鞋类创新科技与体育运动真正融合成为人们生活的时新方式，运动鞋业才会获得源源不断的发展动力。根据咨询公司Wohters Associates的统计，2014年全球3D打印产品（设备+服务）的销售总额已经达到45.4亿美元，其中3D打印运动鞋（设备+服务）的市场份额只有5亿～7亿美元左右。该机构预计：未来10年全球运动鞋产业的3D打印市场将会以年均25%～40%的速度膨胀，预计至2024年，全球运动鞋产业的3D打印市场规模可达80亿～150亿美元的总量。另据Frost&Sullivan的远景调研信息，预期到2030年，全球运动鞋产业的30打印市场规模将达到200亿～300亿美元。国际金融服务公司摩根士丹利也在近期的一份相关报告中认同：全球3D运动鞋市场将是未来10年文体用品产业中最有前景的行业之一。这意味着，拥有不同市场份额的耐克、阿迪达斯、锐步、彪马等世界运动鞋品牌将会掀起新一轮“3D捞金”的新兴热潮。

现在全球文体用品市场，足球鞋类国际零售额大约为55亿美元，跑步鞋约为120亿美元，休闲鞋约为150亿美元，而其中3D运动鞋的市场目前只是“千粟一粒”。但据佛瑞斯特研究院首席顾问恩里克・莫诺教授指出，世界3D运动鞋市场的消费虽然刚刚开始、但随着人们生活方式的转变，市场对3D运动鞋的需求会快速增长，从而给这个行业带来巨大机会。这个产业现在正处于从春秋进入战国的阶段，市场将会逐步集中到少数几个品牌手中，未来全球文体用品行业前7～8个运动鞋品牌都会有很大的机会。可以预见，未来世界各地运动用品店商必将继续扩大3D运动鞋货架，才能满足不断增加的市场需求。

在3D运动鞋市场发展形态中，私人定制以往只是富人的游戏，诸如服装、珠宝等行业借此来服务和笼络高端客户。然而随着运动鞋市场竞争日趋激烈，以及在网络的不断发展之下，进军运动鞋网络3D定制市场，也将是各大制造商及其品牌必须在运动鞋经济领域都应拥有的重要市场潜力。

此前，阿迪达斯的个性化3D设计在线社区、锐步的专卖网店3DNew等国际品牌进军运动鞋网络3D定制市场；近日，比利时鲁汶3D打印运动鞋连锁专卖店、亚马逊3D打印商城、Office works3D打印体验中心、Standard lnnovation个人运动鞋3DEA店也相继开张推出网络定制3D运动鞋，为消费者提供一些比较基础与时新的个性化3D打印服务。

从公开信息来看，以运动鞋类为代表的网络3D定制还处于比较初级的阶段。但长期以来规模化标准化的传统生产方式更多地方便了厂商，无形中也压抑了消费者的个性化需求，最终整个鞋类市场的销售也受到影响，库存大量增加。而网络3D定制最起码在一定程度上提高了用户体验，并满足了部分个性化需求。特别是依照“There is alovecal led let go（有一种爱叫作放手）”的互联网TILCLG定律，“网络DIY设计+3D打印”绝对会吸引很多年轻的玩家，这些人也正是运动鞋品牌的目标客户群。如果未来可以在网络3D定制技术上不断发展与完善，那未来的发展空间将是非常广阔的。

正如PPR集团首席运营官、彪马集团董事长让-弗朗索瓦・帕卢斯认为：“logo时代已经一去不复返，无论现在还是未来，运动鞋品牌要想突围，就必须依靠产品线的完整性与其时尚价值。”而运动鞋网络3D风潮的“来势汹涌”正是这中间关键的一环，因此才会出现网络3D定制不那么“正统”的品牌风格。若想在纷繁复杂的运动鞋市场站稳脚跟，去logo之后，去风格的网络3D定制才是发展方向的大趋势。

第2篇：3d打印技术与运用范文

关键词 3D创客教育 小学信息技术 融合 方法

中图分类号：G623.2 文献标识码：A

创客教育是一种坚持以学生为主体的教学理念，其旨在通过教师的引导，构建出轻松自由，富有活力的课堂教学氛围，随着新课程改革日益推进，教师的教育教学方式逐渐向突出学生主体地位而靠拢，而3D创客教育作为一种自主性较强、主体地位突出的教学模式，其走进小学信息技术课堂的趋势已不可避免，因此，如何运用恰当的方法将创客教育理念与教学课堂相融合，便是当下小学信息技术教师所要思考的问题。

1转变教学理念，将3D创客教学理念融入到课堂中去

3D创客教育是一种以3D打印技术为载体，具有创新性、体验性、互动学习性等特点的新型教育模式。由于这种教学模式还未产生系统的教育教学方针，这就要求，教师需要结合实际教学情况，通过恰当的教学方法，打破传统的信息技术教学模式，将这一新型的教学理念融入到日常教学中。要实现这一理念的转换：

1.1“做足功课”是实现这一转变的前提

3D创客教育是一种较为新颖的教育教学模式，教师想要将3D创客教育与课堂教学相融合，首先就需要对3D创客教育有足够了解，对此，教师需要通过各种渠道收集整理有关3D创客教育的信息做到“知己知彼”，同时结合自身丰富的日常教学经验，运用合理的方法，将3D创客教育与小学信息技术课堂教学有机融合。

1.2合适的设备是实现这一转变的必要条件

3D创客教育的关键在于3D打印技术，而3D打印技术的关键则是一套合适的设备。要想实现3D创客教育与信息技术课堂的完美融合，首先就需要一套便于小学生理解操作的3D打印设备。3Done是一款易于小学生学习使用的3D建模软件，教师在信息技术的教学课堂中，可以结合实践情况，考虑到小学生的实际特点，选择这款简单易懂，便于上手的3D打印设备教授学生们信息技术课程的相关知识。

2依据课本内容，制定完整的教学计划

2.1将小学信息技术课程教学目的与3D打印技术有机结合

培养小学生对信息技术的兴趣和意识，让小学生了解信息技术相关知识、掌握其基本技能，是小学信息技术课程教学的主要目的。因此，教师在实现3D创客教育与信息技术教学融合的目标是，就要将其教学目的利用3D打印技术来实现，教师可以利用3D打印直观性强、多样化、空间性强的特点，通过反复的操作实践，加深学生们对于信息技术的理解，发散他们的思维，培养他们的空间想象能力，并在3D打印的具体操作中，教导他们掌握基本的信息技术技能，从而实现信息技术课堂的教学目的。

2.2将课本内容与3D打印技术有机结合

一种教学理念从产生到实际运用，首先要做的便是制定详细教学方针，将课本内容与教学理念完美融合。因此，想要实现3D创客教育与信息技术课堂相融合，就需要教师将3D打印技术与课本内容有机结合。例如：在《参与网上学习》“名片DIY”的任务时，教师就可以利用3D打印技术进行教学，首先让同学们发散思维构思自己的名片，接着设计并制作出自己的专属名片，最后让他们通过3D打印技术将自己的名片打印出来。当拿到自己的专属名片时孩子们脸上喜悦无比。通过这样的教学方法，可以调动起他们的兴趣，极大的激发他们自主学习的积极性。

3采取有效策略，高效运用3D打印技术

3.1展现3D打印的魅力，培养学生的兴趣

兴趣是最好的老师，教师教学的关键就是要培养学生对于某一学科的兴趣，只有这样，学生才能产生对这一学科自主学习的动力。信息技术学科是一门较为有趣的科目，教师在教学过程中，要充分利用信息技术多元化，智能化，数字化等的特点，激发学生对于这门学科的兴趣，而随着3D打印技术在小学信息技术课堂中的应用，小学信息技术课堂变得更加多姿多彩，对此，教师所要做的就是向学生们展现出3D打印的魅力。

比如，教师在讲授《设计制作标志》一节时，可以充分利用3Done的快速空间建模功能，将学生们所设计制作的标志打印出来，让他们更加直观的感受到科技的魅力，从而点燃他们学习信息技术的热情。同时，教师可以适时的向他们普及一些信息技术的相关应用，教导他们掌握一些信息技术的基本技能，以此来开阔他们的眼界，激发他们学习的兴趣，将日后从事信息技术研发的种子植根于他们的脑海中。

3.2灵活运用3D打印技术，让课堂“活”起来

在小学信息技术的教学课堂中，灵活运用3D打印技术，让课堂“活”起来，是实现3D创客教育与信息技术教学相融合的关键。将3D打印技术引进到小学生信息技术课堂，就要充分利用3D打印技术将图纸变为现实的能力，因此，教师在信息技术教学过程中，可以充分利用3D打印技术这一特点，将原本只能呈现在电脑桌面上的图像实物化，以此来活跃课堂气氛，让课堂“活”起来。

比如说，教师在讲述《认识机器人》一课中，可以先利用3D打印技术打印出来一个机器人模型，以此为引将学生带入到课本内容中去，随后再开展相应的教学。通过这种教学方式，将3D打印技术与信息技术课堂有机融合，可以营造出一种积极的课堂氛围，提高教学效率，达到较好的教学效果。

4结语

随着教学理念的不断革新，3D创客教育逐渐被引入到我国小学信息技术教学课堂中。将3D创客教育引入教学课堂，开展创客教育，是实现素质教育，全面提高小学生核心素养的重要途径。因此，教师在信息技术的教学课堂中，要依据自身丰富的教学经验，将3D创客教育这一新型教学理念融入到日常教学中，让学生以创客方式进行学习思考，发散思维，学会通过自己的双手去设计创作一些东西，了解一些信息技术的基本知识，掌握一些相关基础技能。这对于学生日后的学习生涯，以及国家信息技术的发展都大有裨益。

参考文献

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第3篇：3d打印技术与运用范文

>> 3D打印机技术在未来电工教学应用中的设想 3D打印机的运用与发展 3D打印技术在图书馆应用现状分析 3D打印机 无所不能的3D打印机 你的3D打印机 神奇的3D打印机 3D打印机的制作 最环保的3D打印机 便携式3D打印机 我的随身财富打印机 便携式3D打印机我的随身财富打印机 图书馆与3D打印 美国公共图书馆3D打印服务及政策的最新应用现状 基于政策规范的图书馆3D打印服务策略研究 桌面级3D打印机的技术发展及应用前景 基于FDM技术的3D打印机挤出机构研究与设计 基于DLP技术的低成本3D打印机开发与探索 3D打印机嵌入式控制系统的研究与开发 彩色3D打印机的研究与探索 3D技术、 3D打印机的中文定名 常见问题解答 当前所在位置：l.

[3]Scalfani， Vincent F.； Sahib， Josh. A Model for Managing 3D Printing Services in Academic Libraries[EB/OL].[2013-10-23]..

[4]Rodgers Library 3D Printing Studio Standard Operating Procedures[EB/OL].[2013-10-23]..

[12]苏州图书馆引入3D打印机[EB/OL].[2013-10-23]. http：///ddlib/publishInfo.shtml？iid=12

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[13]武汉大学新图书馆引进3D打印机将投入使用[EB/OL].[2013-10-23].http：///thread-1967-1-html.

[14]征集3D打印建模啦！[EB/OL].[2013-10-23]. http：///main/info/3820.htm.

[15]讲座通知：3D打印·从想象到现实[EB/OL].[2013-10

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[16]“思源杯”3D打印设计大赛在上海交大启动[EB/OL].[2013-10-23].http：///info/1022/145178.

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[17]图书馆3D打印机小组招人啦[EB/OL].[2013-10-23].http：///p/2497391738.

[18]古丽萍.蓄势待发的3D打印机及其发展[J].数码打印，2011，（10）：64-67.

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hVeG2u7W3WPWq_OZLn0oeXskb9YN112l_KL7QdRY

第4篇：3d打印技术与运用范文

3D打印技术的

前世今生与工作原理

人们对于3D打印概念的最初感知，可能来自于科幻电影的剧情与场景。在一台台精密仪器的运作下，各类丰富的食品、器具随之被“打印”出来，甚至连剧中人物的皮肤、骨骼与肌肉，亦可通过仪器设备而予以“打印”。这些场景看似夸张而虚幻，但这的确与3D打印技术相吻合！

客观而言，现实社会中的3D打印技术并非新鲜事物，其概念最初源自于19世纪美国所研究的地貌成型与照相雕塑技术。上世纪80年代中后期，美国科学家查尔斯·胡尔（Charles Hull）利用光敏树脂材料，发明出了第一台商业3D打印机。然而，3D打印热的兴起与飞速发展，则是近一两年的事情。据沃勒斯合伙公司（Wohlers Associates）调查报告显示，2012年全球3D打印市场的规模为22.04亿美元，同比增长28.6%。沃勒斯合伙公司评估，未来3D打印市场还将呈现出两位数快速增长的趋势。面对3D打印技术的前世今生，不少人也将其称为“上上世纪的理念，上世纪的技术，本世纪的市场”。

近年来，可谓妇孺皆知的“3D打印”实乃一种通俗称法。其学术名称则为快速成型技术（Rapid Prototyping & Manufacturing），或被称之为增材制造技术。这一专门技术不需要借助于传统机床、刀具与夹具，而是以物体或零件的三维模型数据为蓝本，利用液体或粉末状的黏合性材料，通过立体成型设备并以逐层打印叠加的方式来对实物进行建构。从3D打印的技术方式而言，其主要采用薄层堆叠的工作原理，由快速成型机，即通常所称的3D打印机（3D Printers）在X-Y平面方向内经扫描形成物件的横截面，而在Z方向则作间断性的厚度位移，最终得以生产出三维成品。作为一系列快速成型技术的统称，3D打印又可进一步细分为UV紫外线成型技术、FDM熔积成型技术、DLP激光成型技术、SLS选择性激光烧结技术、SLA立体光固化成型技术、LOM分层实体制造技术等专门类别。

简单而言，3D打印与普通打印的原理基本类似。日常生活中常见的普通打印设备，如激光打印机、喷墨打印机等，系利用电子计算机设计的数据文件对平面物体进行打印。而与普通打印相比，3D打印只是在打印材料方面有所区别。普通打印的打印材料多为墨粉、墨水与纸张，而3D打印机内所装的，则是各类生产制造所需的树脂、陶瓷、金属、塑料等原材料。将3D打印机与电子计算机相连后，在计算机的控制下，即可将打印材料逐层累加后形成最终成品。可见，3D打印技术就是将三维客体转换为若干二维平面，并通过叠加堆积的方式进行生产运作的方式，与传统制造工艺高度依赖于车铣、模具等机械加工方式对原材料进行切削、塑性与成型的特点有着极大的差异。数字化的制造模式不仅有效降低了制造工序的复杂程度，更无需大量人力、物力，便可直接从计算机模型数据中产生任意形状的物件。生产制造难度的降低，也令这一技术得以逐步走进公众视野。

3D打印技术在打击犯罪中的正能量

3D打印制品的三维立体以及实物感官等特性，使得其在刑侦领域，尤其是犯罪现场分析与重建方面具有天然优势。犯罪现场分析与重建中，侦查人员往往需要借助于案件现场情况以及获取的犯罪信息与资料，对犯罪行为以及犯罪人的基本情况进行讨论、分析与推断，并提出初步判断性意见。传统实践中，侦查人员所依赖的多为文字性的现场勘查笔录以及二维平面化的现场图与照片。这在一定程度上也限制了侦查人员对于犯罪现场的还原效果。如果能通过三维立体方式对犯罪现场进行重建与还原，无疑将进一步有助于侦查人员深入与直观地认识犯罪行为以及犯罪人。

值得庆幸的是，当前3D打印技术的高频运用与探索，使得上述理念已付诸于实践，并进一步丰富了犯罪现场分析与重建的技术手段。可以说，3D打印技术正在逐渐改变司法实践中的犯罪调查与法庭审判活动。自2010年起，日本东京警视厅科学搜查研究所就引入了3D打印技术用于犯罪侦查，并运用3D打印技术对犯罪现场进行复原与重建。

据相关媒体报道，为了侦破平成12年（2000年）12月30日东京都世田谷区职员宫泽一家四口被杀案件，日本警方于2013年12月18日利用3D打印技术“打印”并还原了犯罪现场：即宫泽一家四口（宫泽干雄本人及其41岁的妻子靖子、8岁的女儿新名和6岁的儿子REI）被害时所在的住所。据日本警方称，该3D打印模型大小为犯罪现场实物的1/28，系科学搜查研究所使用石膏粉末“打印”形成。该3D房屋模型的屋顶可以拆卸，内部结构亦可进一步拆分为一层、二层与二层阳台等独立部分，以充分还原当时四名被害人遇害时所处的现场。该案自发生至今，已超过13年时间。十余年间，日本警方未能确定犯罪嫌疑人，且该案的侦查工作也缺乏明显成效与进展。2013年全年，日本警方收到民众提供的有关该案的情报信息，甚至跌至历史的最低点。仅仅83份情报的数量，远不及过去最低一年的246份。诚然，日本警方此前并未间断向周边居民的走访与调查，甚至持续追查现场痕迹、物证所留下的线索，但始终未能获得有突出价值的信息。此次，日本警方借助于3D打印技术所还原出的现场立体模型，与以往的二维平面图相比，对人们所产生的直观感知与冲击则更为强烈。日本警方也希望以此挖掘周边居民记忆深处的信息，以便于为案件侦破提供更多有价值的情报。同时，警方提供的该3D模型，也可让侦查新人们更为直观、详细地了解当年案发及现场周边的情形，以便于其能尽快接收并融入案件的调查活动。

当前，3D打印技术对于犯罪现场的立体重现与复原的确值得称赞，且在刑事侦查领域有着极为广阔的应用前景。

或成为犯罪潜在帮凶的

3D打印技术

然而，除了该技术在犯罪打击中所产生的正能量，3D打印技术的双刃剑特性也日益凸显。

3D打印技术简便、迅捷的制造程序，使得生产者只要有打印图纸在手，即使是普通公众都可“轻而易举”地制造出其想要的实体物件，甚至枪支、弹药都无所不包！2013年5月4日，美国拥枪组织“分散式防御”（Defense Distributed）的创始人，年仅25岁的德州大学法律系学生科迪·威尔逊（Cody Wilson）历时仅一年时间，成功在德克萨斯奥斯汀试射了全球首支3D枪支。“分散式防御”组织称，该3D枪支名为“解放者”（Liberator），其主体部分由一台价值8000美元的3D打印机依照电子计算机中的设计图纸，以逐层喷印方式所“打造”。除枪支的撞针为金属外，其余16个部件均由ABS塑料所制成。从“分散式防御”组织所公布的信息来看，“解放者”能够支持不同口径的弹药，并可使用标准手枪弹匣。虽然“解放者”仅仅在试射几发子弹后就出现了枪体碎裂，但其毕竟已是一支具有一定杀伤力的热兵器。令人倍感忧虑的是，随着“分散式防御”组织将3D枪支打印图纸上传至互联网，仅2013年5月间，图纸的下载数量就已超过10万余次，这也使得任何人随时随地打印一支可用手枪成为可能。除此之外，更令人担忧的还不止于此。据悉，该支由ABS塑料所制成的枪支，可以成功逃避电子侦测器的甄别。虽然根据科迪·威尔逊的设想，“解放者”内还有一个非3D打印部件，即一块六盎司重的铁块，以使其能被电子侦测器所识别。但网络用户往往不会遵循上述规定。通过下载3D打印图纸，任何人都可以在私底下制造枪支。全塑料的枪支部件，也对电子侦测带来了极大隐患。可以说，“解放者”的出现，实实在在地为3D打印技术敲响了一次警钟。

此外，就当前的现实情形而言，3D打印技术已为犯罪团伙所利用，用以“打印”读卡器，并安装于自动取款机中，借此窃取被害人的财物。在暴力犯罪方面，虽然作案人目前仍多借助于传统途径获取枪支，但随着3D打印技术的日益大众化，并不能排除其通过这一方式来获取枪支。或许，3D打印技术在犯罪领域的潘多拉魔盒正在迅速开启……

为了验证3D打印枪支可能成为犯罪活动的潜在帮凶，2013年5月10日，英国《星期日邮报》的两名记者将其根据下载的设计图纸所制成的3D打印塑料枪支偷偷藏匿于衣物中并轻而易举地通过伦敦火车站的安检系统，顺利将枪支带上了驶向法国巴黎的“欧洲之星”火车。

随着此列“欧洲之星”的起步，两名记者从容地从衣物内取出3D打印枪支的各项塑料部件并进行组装。仅仅30余秒的时间，两人就成功地将枪支装配完成。其后，两名记者更是将3D打印枪支揣在衣服口袋之内，并在多个列车车厢内徘徊。甚至，这两人还公然在其他乘客之间，拿出那支3D打印枪支拍了多张照片。在实施这一连串的动作过程中，两名记者始终没有遭到任何人的盘问与阻拦。最终，《星期日邮报》的这两名记者不但顺利骗过了英国安检人员与法国警方的检查，更成功避开了金属探测仪的侦测。其后，两人携带着这支3D打印枪支乘坐“欧洲之星”越过英吉利海峡并抵达法国巴黎。上述事件一经媒体曝光，立即引发了社会各界的不安与担忧。诸多安全专家也坦言，如果《星期日邮报》的两名记者真的是意图不轨的犯罪者，其后果可能难以想象。

第5篇：3d打印技术与运用范文

近日，xx等国家领导人集体学习3D打印技术的消息引发了业界极大关注。据媒体报道，日前，xx等国务院领导同志观看了3D打印技术应用成果展示，并在国务院专题讲座中讨论了加快发展先进制造与3D打印等问题。xx指出，3D打印是制造业有代表性的*性技术，实现了制造从等材、减材到增材的重大转变，改变了传统制造的理念和模式，具有重大价值。

国家领导人高度重视3D打印技术的发展，预示着中国3D打印产业即将迎来新一轮发展热潮。3D打印是指以数字模型文件为基础，使用特殊的材料通过逐层打印的方式快速构造物体结构的技术，它能将多维制造变成简单的由下而上的二维叠加，大大降低了设计与制造的复杂度。与传统制造相比，3D打印具有生产成本低、生产周期短、自动化、绿色环保的特点，此外，3D打印还能制造传统制造业无法完成的奇异结构，这有助于高端设备核心零部件制造。

基于3D打印上述优势，近年在我国制造业转型智能化的大背景下，3D打印技术全面开花，在制造、医疗、教育、考古、建筑和军事等领域正从实验室快速走向实际应用。随着3D打印技术不断成熟，3D打印技术未来将有更多应用，从而为人类生活提供更多便利，助力国家经济快速发展。

中商产业研究院提供的数据显示，全球目前约有200余家企业从事3D打印工作，中国企业占据100余家，北京、青岛、武汉、西安、南京、成都与珠海等地是3D打印产业主要基地。20xx年3D打印产业规模超过了300亿元，中国3D打印产业规模为30亿元，预计至20xx年，全球3D打印产业规模有望达20xx亿元。

此时正值我国大力推进智能制造的关键时期，在转型升级的进程中，预计3D打印将不断受到政策利好。受此驱动，资本市场对3D打印投资热情高涨。3D打印概念公司中，涉及材料类、设备类和应用服务类企业有望受益，光韵达、金运激光、大族激光、华工科技、中航重机、博实股份、海源机械和南风股份等值的关注。

然而，尽管我国在3D打印企业数量上占据优势，不过3D打印面临的技术、应用与材料瓶颈亟待破除。以材料领域为例，材料是3D打印的基础，决定了3D打印的应用方向。虽然目前3D打印已经有1000多种材料可供使用，但是材料发展仍旧呈现数量不足、通用性差与性能不高的特点，再加上世界范围内没有形成统一的3D打印行业标准，这更进一步制约了材料的可替代性与转化成产品的能力，3D打印发展受限，亟待业内改善。

目 录

第一章 项目总论

一、项目背景

二、项目简介

三、可行性与必要性分析

四、项目主要经济技术指标

五、可行性报告编制依据

第二章 项目建设单位介绍

第三章 市场分析

一、市场环境分析

二、市场现状及需求前景分析

三、市场需求预测

四、市场分析小结

第四章 产品介绍

一、产品简介

二、产品特点

第五章 技术工艺

一、技术方案介绍

二、技术路线

第六章 项目运营及发展规划

一、运营模式

二、组织架构

三、劳动定员

四、盈利模式

五、发展规划

第七章 项目选址

一、项目选址

二、项目建设地概况

第八章 工程建设方案

一、工程布局

二、设计依据

三、项目用地规划

四、用地规划指标

第九章 节能、节水

一、编制依据

二、节能措施

三、节水措施

第十章 环境保护

一、建设期环境影响分析与保护措施

二、运营期环境影响分析与保护措施

三、环境保护综合评价

第十一章 项目职业安全卫生与消防

一、安全卫生

（一）设计依据

（二）危险因素分析

（三）安全卫生措施

二、消防设计

（一）设计依据

（二）消防设计

（三）消防措施

（四）消防人员

第十二章 项目建设进度

一、项目实施各阶段

（一）前期工作

（二）资金筹集安排

（三）勘察设计和设备订货

（四）施工准备

（五）土建施工

（六）竣工验收

二、项目实施进度表

第十三章 投资估算与资金筹措

一、投资估算范围

二、投资估算

（二）固定资产投资

三、资金筹措

第十四章 财务评价

一、基本假设

二、收入与成本费用估算

（一）收入与税费预测

（二）总成本预测

三、盈利能力分析

四、财务评价小结

第十五章 社会效益分析

第十六章 项目综合评价

一、项目可行性分析结论

第6篇：3d打印技术与运用范文

或成制造业发展新趋势

3D打印既不需要用纸，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。

目前3D打印技术不仅运用在制造产品原型上，还被运用到多个领域中，比如《生物制造》杂志就刊登了一则研究报告称：可以用3D打印技术批量制造出干细胞，这一技术将能加速实现打印人造器官的进程。在不久的未来，这种3D打印技术可以用来制造类活组织物质，作为药物测试的样品；再比如，一些3D打印的零部件已经被应用机上。该技术也将被国防、汽车等工业应用于特种零部件的直接制造。总之，在不知不觉的情况下，3D打印将渗透在我们的生活之中。

《日经周报》就曾刊文指出，随着技术的日益成熟，3D打印很有可能终结传统的批量化生产时代。但是也有不同的声音表示反对。那么，对于玩具制造业而言，3D打印技术到底会是助力，还是颠覆呢？

3D打印深刻影响玩具制造

目前，全球制造业正面临着第三次科技变革。自从福特・亨利在一个世纪以前开创了流水线以来，制造商就通过批量化生产来降低生产成本。通过增加资本投资，就可以提升生产数量和降低单价。这种规模经济效益正是当前工业巨头们获取利润的重要方式。玩具制造业也不例外。

但是，时下的消费者对新奇产品的需求和渴望远远大于过去。这就促使制造商们必须缩短产品生产周期，加快新品速度。在这个一切以“快”为标准的生产时代，3D打印等数码技术无疑可以帮助厂家应对消费者瞬息万变的口味。

迪士尼的研究员现在已经着手于各种3D打印技术的研究和应用，包括一种可以在密封的空间里受控发光的“光管”。他们说3D打印机能够创造出高准确率的物体，这些物体原本的制作方法非常复杂，且制作成本昂贵。

无疑，这为迪士尼创造新样式的玩具开辟了道路。

在一向以制造精细为傲的日本，3D打印也早已进入了玩具制造的流程之中。总部设于东京浅草区的万代玩具公司，早在2005年就引进了第一台3D打印机，目前，数量已经增加至5台，每天全速运转为公司制造各类新品模型。

在过去，为了制作出高度精细的金属模型，万代公司必须花费一周乃至数周的时间来制作各个零部件。而现在，万代的一名设计组组长Hokuto Furusawa表示：“有了3D打印机，我们制作同样的模型只需要一到两天。”这就极大地缩短了产品研发周期，提高产品更新的效率。

但此类技术的兴起对日本制造商而言，无疑是一把双刃剑。

过去，日本公司只要掌握了基本的生产技术，如金属铸模，就能在中国和其他亚洲同行中胜出。但是现在，有了高端的3D打印设备，其对手也可以获得日本原有的高精度制造的优势。

3D打印技术的运用同时也令开发新品模型的成本大大降低。对新兴的亚洲市场来说，3D打印技术也降低了生产更新、更复杂的产品的难度。

日后，玩具制造的胜负，更多将取决于产品设计和电子制图技术。这些都是在同等3D打印技术的基础上，制作出更优秀作品的前提。

成就另类玩具DIY新概念？

而在美国，3D打印已经从制造商的设计室走入平常人家。

过去，爸爸妈妈要在假期里，去购物中心为孩子选购乐高积木或者是星球大战巡洋舰。而现在，随着操作简化的3D打印机价格变得更为亲民，它们开始走入寻常人家。

经营着一家销售公司的Nardone相信，这些平民化的3D打印机作为玩家自己制作玩具的工具，甚至其本身就是一款DIY玩具，将有着无限的潜力。他表示：“有些公司将会推出低至199美元（约合1241元人民币）的3D打印机。”

3D Systems（美国最大的3D打印机生产制造上市公司）拥有一个网上设计平台 （http：//），其运作模式和苹果的iTunes及谷歌的安卓应用商店相类似。购买了该公司生产的3D打印机的客户，可以在这个设计平台上下载由独立开发者设计的珠宝、玩具、灯罩等各种3D模型，然后用3D打印机将其变为实物。

另一家名为MakerBot的公司则采取更为开放的做法。这家公司在其Thingiverse线上平台 （）上免费提供开源的设计和软件，而公司自身则专注于销售所需的3D打印机和打印材料。

尽管这家公司的做法令版权持有者不安，但是消费者已经开始利用3D打印技术来制造自己专属的星球大战巡洋舰，或者价格更为低廉的乐高玩具或美泰娃娃。

目前，美国的各大3D打印机生产商自推出相对平价的3D打印机之后，需求量都比过去起码翻了一番，大大超出了厂家的预期。

市场研究机构Wohlers Associates主席Terry Wohlers表示：“如果在将来，有厂家推出价格更为低廉，使用更为安全的童用3D打印机，可以预想到，超过半数的家庭都会拥有一台，作为孩子的玩具。”

CSC公司前沿论坛（CSC's Leading Edge Forum）澳大利亚区域经理维韦克・斯里尼瓦桑（Vivek Srinivasan）和CSC澳大利亚分公司的高级顾问贾德罗・巴森（Jarrod Bassan）最近联合发表了一份题为《3D打印和制造业未来》（3D Printing and the Future of Manufacturing）的报告，称3D打印技术将改变零售的模式，延伸至玩具行业，由此也将引发玩具制造的变革。

报告称，3D打印店将开始出现，它们最初会凭借高品质的3D打印技术为本地市场提供服务。一开始是快速原型制造，但这些打印店会转移到消费市场。零售商开始“运送设计，而不是产品”。由此可以想象，玩具制造商的职能会从制造成品向制造玩具设计转变。也许在将来，消费者只需要上网选定并购买自己喜爱的玩具设计数码模型，然后去本地的3D打印店获取自己定制的产品，就像如今你在本地沃尔玛（Walmart）商场内冲印照片一样。

3D打印仍面临诸多技术挑战

首当其冲的就是价格问题。玩具世界杂志出版商John Baulch告诉BBC记者，“玩具行业经常需要利用科技加强玩具令人惊叹的元素。但是，最关键的一点是，这些技术的使用能否使这些玩具的价格适合产品最终的销售。到目前为止，一部分公司已经开发应用3D打印的方法，但是得到的产品价格还未降到可以大范围普及的程度。最后，只能瞄准成人收藏者市场，而不是儿童市场。”

其次是知识产权归属问题。3D打印可以很容易地复制拥有版权的产品设计，随着制造商和设计者开始应对这种情况，未来将出现关于产品设计知识产权归属的诉讼案例。文件共享网站使音乐的复制和共享变得简单，从而撼动了整个音乐行业。与此类似，3D打印技术轻松复制、共享、修改以及打印3D产品的能力将引发新一波知识产权问题。因而有些玩具公司将其视为敌人。

而且，3D打印仍然面临着许多技术上的挑战，美国一项研究曾将其面临的主要问题归纳为以下几个方面：材料的刻画，材料的研制，过程控制问题，过程的建模与分析，机器的验证与标准，机器的模块化构造与组合，设计工具与软件。其中最难解决的是材料问题。目前，不但能够用于3D打印的材料非常有限，主要为塑料、陶瓷等容易塑形的材料，而且很多材料的强度和硬度都无法达到预期。

近日，国内首家3D打印体验店落户北京，而英国互联网公司MakieLab宣布其第一款3D打印玩具Makies已经成功满足欧洲玩具安全标准，成为世界上第一个通过CE认证的3D打印玩具。由此在媒体上引起新一轮对3D打印技术的热议。可以预见，3D打印玩具将引发玩具制造业的深刻变革。

或成制造业发展新趋势

3D打印既不需要用纸，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。

目前3D打印技术不仅运用在制造产品原型上，还被运用到多个领域中，比如《生物制造》杂志就刊登了一则研究报告称：可以用3D打印技术批量制造出干细胞，这一技术将能加速实现打印人造器官的进程。在不久的未来，这种3D打印技术可以用来制造类活组织物质，作为药物测试的样品；再比如，一些3D打印的零部件已经被应用机上。该技术也将被国防、汽车等工业应用于特种零部件的直接制造。总之，在不知不觉的情况下，3D打印将渗透在我们的生活之中。

《日经周报》就曾刊文指出，随着技术的日益成熟，3D打印很有可能终结传统的批量化生产时代。但是也有不同的声音表示反对。那么，对于玩具制造业而言，3D打印技术到底会是助力，还是颠覆呢？

3D打印深刻影响玩具制造

目前，全球制造业正面临着第三次科技变革。自从福特・亨利在一个世纪以前开创了流水线以来，制造商就通过批量化生产来降低生产成本。通过增加资本投资，就可以提升生产数量和降低单价。这种规模经济效益正是当前工业巨头们获取利润的重要方式。玩具制造业也不例外。

但是，时下的消费者对新奇产品的需求和渴望远远大于过去。这就促使制造商们必须缩短产品生产周期，加快新品速度。在这个一切以“快”为标准的生产时代，3D打印等数码技术无疑可以帮助厂家应对消费者瞬息万变的口味。

迪士尼的研究员现在已经着手于各种3D打印技术的研究和应用，包括一种可以在密封的空间里受控发光的“光管”。他们说3D打印机能够创造出高准确率的物体，这些物体原本的制作方法非常复杂，且制作成本昂贵。

无疑，这为迪士尼创造新样式的玩具开辟了道路。

在一向以制造精细为傲的日本，3D打印也早已进入了玩具制造的流程之中。总部设于东京浅草区的万代玩具公司，早在2005年就引进了第一台3D打印机，目前，数量已经增加至5台，每天全速运转为公司制造各类新品模型。

在过去，为了制作出高度精细的金属模型，万代公司必须花费一周乃至数周的时间来制作各个零部件。而现在，万代的一名设计组组长Hokuto Furusawa表示：“有了3D打印机，我们制作同样的模型只需要一到两天。”这就极大地缩短了产品研发周期，提高产品更新的效率。

但此类技术的兴起对日本制造商而言，无疑是一把双刃剑。

过去，日本公司只要掌握了基本的生产技术，如金属铸模，就能在中国和其他亚洲同行中胜出。但是现在，有了高端的3D打印设备，其对手也可以获得日本原有的高精度制造的优势。

3D打印技术的运用同时也令开发新品模型的成本大大降低。对新兴的亚洲市场来说，3D打印技术也降低了生产更新、更复杂的产品的难度。

日后，玩具制造的胜负，更多将取决于产品设计和电子制图技术。这些都是在同等3D打印技术的基础上，制作出更优秀作品的前提。

成就另类玩具DIY新概念？

而在美国，3D打印已经从制造商的设计室走入平常人家。

过去，爸爸妈妈要在假期里，去购物中心为孩子选购乐高积木或者是星球大战巡洋舰。而现在，随着操作简化的3D打印机价格变得更为亲民，它们开始走入寻常人家。

经营着一家销售公司的Nardone相信，这些平民化的3D打印机作为玩家自己制作玩具的工具，甚至其本身就是一款DIY玩具，将有着无限的潜力。他表示：“有些公司将会推出低至199美元（约合1241元人民币）的3D打印机。”

3D Systems（美国最大的3D打印机生产制造上市公司）拥有一个网上设计平台 （http：//），其运作模式和苹果的iTunes及谷歌的安卓应用商店相类似。购买了该公司生产的3D打印机的客户，可以在这个设计平台上下载由独立开发者设计的珠宝、玩具、灯罩等各种3D模型，然后用3D打印机将其变为实物。

另一家名为MakerBot的公司则采取更为开放的做法。这家公司在其Thingiverse线上平台 （）上免费提供开源的设计和软件，而公司自身则专注于销售所需的3D打印机和打印材料。

尽管这家公司的做法令版权持有者不安，但是消费者已经开始利用3D打印技术来制造自己专属的星球大战巡洋舰，或者价格更为低廉的乐高玩具或美泰娃娃。

目前，美国的各大3D打印机生产商自推出相对平价的3D打印机之后，需求量都比过去起码翻了一番，大大超出了厂家的预期。

市场研究机构Wohlers Associates主席Terry Wohlers表示：“如果在将来，有厂家推出价格更为低廉，使用更为安全的童用3D打印机，可以预想到，超过半数的家庭都会拥有一台，作为孩子的玩具。”

CSC公司前沿论坛（CSC's Leading Edge Forum）澳大利亚区域经理维韦克・斯里尼瓦桑（Vivek Srinivasan）和CSC澳大利亚分公司的高级顾问贾德罗・巴森（Jarrod Bassan）最近联合发表了一份题为《3D打印和制造业未来》（3D Printing and the Future of Manufacturing）的报告，称3D打印技术将改变零售的模式，延伸至玩具行业，由此也将引发玩具制造的变革。

报告称，3D打印店将开始出现，它们最初会凭借高品质的3D打印技术为本地市场提供服务。一开始是快速原型制造，但这些打印店会转移到消费市场。零售商开始“运送设计，而不是产品”。由此可以想象，玩具制造商的职能会从制造成品向制造玩具设计转变。也许在将来，消费者只需要上网选定并购买自己喜爱的玩具设计数码模型，然后去本地的3D打印店获取自己定制的产品，就像如今你在本地沃尔玛（Walmart）商场内冲印照片一样。

3D打印仍面临诸多技术挑战

首当其冲的就是价格问题。玩具世界杂志出版商John Baulch告诉BBC记者，“玩具行业经常需要利用科技加强玩具令人惊叹的元素。但是，最关键的一点是，这些技术的使用能否使这些玩具的价格适合产品最终的销售。到目前为止，一部分公司已经开发应用3D打印的方法，但是得到的产品价格还未降到可以大范围普及的程度。最后，只能瞄准成人收藏者市场，而不是儿童市场。”

其次是知识产权归属问题。3D打印可以很容易地复制拥有版权的产品设计，随着制造商和设计者开始应对这种情况，未来将出现关于产品设计知识产权归属的诉讼案例。文件共享网站使音乐的复制和共享变得简单，从而撼动了整个音乐行业。与此类似，3D打印技术轻松复制、共享、修改以及打印3D产品的能力将引发新一波知识产权问题。因而有些玩具公司将其视为敌人。

而且，3D打印仍然面临着许多技术上的挑战，美国一项研究曾将其面临的主要问题归纳为以下几个方面：材料的刻画，材料的研制，过程控制问题，过程的建模与分析，机器的验证与标准，机器的模块化构造与组合，设计工具与软件。其中最难解决的是材料问题。目前，不但能够用于3D打印的材料非常有限，主要为塑料、陶瓷等容易塑形的材料，而且很多材料的强度和硬度都无法达到预期。

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来自英国伦敦的互联网公司MakieLab日前宣布，其第一款3D打印玩具Makies已经成功满足欧洲玩具安全标准，成为世界上第一个通过CE认证的3D打印玩具。

第7篇：3d打印技术与运用范文

关键词：产品设计 3D打印技术 增材制造技术

中图分类号：TB47

文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2015）10-0082-02

工业和信息化部、国家发改委、财政部印发《国家增材制造产业发展推进计划（2015-2016年）》，提出到2016年，初步建立较为完善的增材制造（又称“3D打印”）产业体系。来自全球领先的移动互联网第三方数据挖掘和整合营销机构iiMedia Research（艾媒咨询）近日了《2015中国3D打印市场研究报告》3D打印技术席卷各行业领域，主要包括产品设计、医疗、教育、航天、考古、建筑和军事等领域，3D打印技术将从实验室逐步走向市场应用，而随着技术的成熟，3D打印将会应用在更多领域，改变着人们的生产生活方式。

1 3D打印技术的研发与应用

1.1 3D打印技术

3D打印技术又称之为增材制造技术，是快速成型技术（RapidPrototyping Manufacturing）的一种，是以经过智能处理后的3D数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可黏合性材料，通过逐层增加材料的方式来构造任意复杂物体的技术。3D打印是通过一层层堆积的方式，运用“加法”的加工工艺来构建形体，而传统的切、削、车、铣、磨等是运用“减法”的加工工艺。3D打印的出现打破了传统制作模型依赖模型工依据图纸制作每个零部件，然后组装验证的复杂、漫长过程，3D打印技术解决了传统加工工艺“伸不进、够不着”以及不能加工任意复杂的中空形体的难题。

1.2 3D打印技术的工作原理

3D打印是以三维数字模型为基础，通过材料层层叠加的方式形成三维实体模型。3D打印机在三维数字模型文件指令的引导下，打印喷头根据模型每层的横截面的路径轨迹，喷出固体粉末或熔融的液态材料形成一个X、Y轴的二维薄层面，第一层固化后，喷头再次返回，在第一层的基础上叠加出第二层，如此往复，最终通过N层的薄层累积形成三维实体模型。

3D打印技术的学名为“增材制造技术”，又称“产品快速成型技术”是对3D打印机的工作原理做出的直白解释。“增材”是指3D打印通过原材料沉积或黏合为材料层以构建成三维实体的打印方法，“制造”是指3D打印机通过某些壳测量、可重复、系统性的过程制造材料层。

1.3 3D打印的成型工艺

目前3D打印技术成型工艺中以SLA、SLS、FDM和3DP等发展得较为成熟。不同的工艺技术在所使用的材料和成型方式E有所不同，因此也都有各自的优缺点以及应该领域的不同。

世界上第一台3D打印机采用的就是SLA技术。

SLA全称为光固化立体成型（Stereo Iithography Appearance）。SLA的工作原理（见图1）：在容器里装有透明、有黏性的液态光敏树脂等材料，采用紫外激光束照射，按照数字模型转换的路径层面，使之快速固化、逐层成型。

SLS全称为选择性激光烧结（Selective Laser Sintering），该工艺属于粉末、丝状材料高能束烧结或熔化成型。SLS工作原理（见图2）：利用粉末材料在激光照射下烧结成型。首先铺粉辊筒在工作台上均匀地铺上一层粉末材料并刮平，然后模型文件的切片轨迹控制高强度的激光器，进行有选择地在该层截面上扫描，使固体粉末温度升至熔点，然后烧结形成黏结；其次，粉末完成一个层面的后，工作台下降一个层厚，铺粉系统在铺上新粉，激光束在进行扫描烧结，如此往复，层层叠加，直到形成3D物体。

FDM全称为：熔融沉积成形（Fused Deposition Modeling），该工艺属于丝材基础热熔成型。FDM工作原理（见图3）：将丝状材料的热塑性材料通过导管送入喷头，在喷头内加热熔化，通过喷头下方的微细喷嘴挤压喷出，随后喷头沿着一系列的水平、垂直轨道构建一个层面的横截面和轮廓，第一层打印完成后，打印的喷头沿z轴会略微抬起，继续熔丝沉积下一个层面，直到打印出整个实体模型。

2 3D打印技术革新产品设计方法

近年来，3D打印技术由于其增材制造工艺的优势，越来越多地被用在产品设计研发的流程中。传统的产品设计建立在大规模生产方式上，然后又受限于规模经济的基本经济规律之中，所以导致设计师的许多创新理念束缚在制造技术、产品质量、消费价格以及企业的利润等问题上。

产品的大规模生产虽然具有生产效率高、生产成本低、自动化程度高的特点，却是以牺牲产品的多样性为代价，实质上已经不能再适应变化越来越快的市场需求和激烈的竞争。第一，大规模生产为了适应规模经济的规律，增加企业的利润，必须降低批量生产产品的价格，导致企业生产的产品必须出售大量相同的产品才可以从中获益，这意味着消费者个性化需求的特点在产品设计过程中难以实现；第二，大规模生产要依靠工厂和生产线，这就存在产品制造企业必须购买大规模的加工机器和配套场地，同时还必须雇用技术人员和工程师，从而可以保证产品设计能够成功地转为实际的产品；第三，进行批量生产的产品在制造的过程中会受到产品造型、结构、材料和机器设备等的制约。相比较传统的产品生产制造，手工制造不需要投资建厂，也不需要雇用熟练的设计师、技术人员和工程师，但是如果一个新的设计理念在制作成产品后被证实存在致命缺陷，那么这个产品基本上被认定为是失败品，手工制造者得承受材料上和时间上的浪费等，而且手工制造的缺点是不具备规模化生产。

随着经济的快速发展，大众对多元化、个性化和多形态产品需求已经成为现代消费的发展趋势，增材制造技术引领着批量制造模式向个性化制造模式的发展。相比较传统减材的生产方式，3D打印的增材制造工艺能够拓展设计人员的创新思维，使得设计师在产品初期的创造思维不受制约。设计师可以尽情地拓展想象空间，把在虚拟世界中创造“作品”带到现实生活中进行修改、完善和再创新，将设计图纸快速成型使之具象化。产品的多样化和个性化特征更加明显，可以使得消费者不再是被动地接受产品，而是根据消费者本身的个性以及实际需求对众多个性化产品进行挑选。

其次，通过3D打印出来的产品可以很好地作为设计交流媒介。产品虚拟概念模型通过3D打印机输出实物模型，便于设计团队中的每位成员以及客户直观体验，从而深入完善设计理念的表达，实现整个产品研发过程中的每个环节达到无缝对接的协同工作状态。

再者，3D打印在产品的研发过程中，可以缩短产品成型的周期以及降低研发的成本。设计中出现的缺陷，能够在早期阶段被析出并加以解决，最大限度地减少设计反复，缩短产品设计开发时间。缩短产品的研发周期，也就提高了产品市场转化的效率，增强了市场竞争力。同时，3D打印能够快速进行新产品进行测试，以便于适应不断变化的市场需求，从而可以帮助新产品降低推向市场的风险和成本。

最后，3D打印还可以推进体验经济的发展，体验经济可以让消费者获得新的技能，还可以让消费者在设计和制作过程中获得满足感。3D打印可以打破传统沉闷的用户体验，消费者可以恨据自己的需求，进行数字化三维建模或者获取开放的数字模型文件，使用3D打印机实现个性化产品需求。这种体验式产品开发模式，将打破设计师和消费者间的鸿沟，实现全民参与的“民主设计”新时代。所以将3D打印技术运用于产品设计中，可以改变原有的规模经济模式所带来的束缚，转变为设计众包的设计模式。

3 3D打印技术在产品设计中的应用展望

传统大规模机器生产具有高效优势，能够降低生产成本，但由于规模经济的制约，产品的多样性和定制性受到制约。相比较，手工制造虽然能轻松生产出个性化的产品，但满足不了规模化、批量化的需求。3D打印技术突破了以往制造中受众多因素限制，如：在产品的造型形态上、功能上、机器设备上以及材料上等方面，它可以将精准的数字技术、工厂的可重复性和工匠的设计自由结合在一起。

虽然3D打印已经快速渗透到人们的生活中，改变着人们的生活方式，但也带来了很多新的问题和挑战。第一，三维数字化模型是3D打印机输出的前提，三维设计软件是构建三维数字模型的方法之一。目前，众多的三维设计软件对大众而言，有一定的入门难度，往往依赖于专业的设计师，因此，三维软件的简易化、普及化是快速培养3D打印行业人才的重要因素之一。第二、优化3D打印硬件技术，降低3D打印成本。3D打印技术早在20世纪80年代就出现，中国物联网校企联盟将其称作“19世纪的思想，20世纪的技术，21世纪的市场”。虽然3D打印在近几年里得到了迅速发展，在不同行业发挥着重要的作用，但由于3D打印设备和使用成本上还处于比较昂贵的状态，所以发展和提高3D打印的技术，研发“平民化”3D打印设备，是普及3D打印技术的重要因素之一。第三，目前3D打印多数使用PLA、ABS、光敏树脂、尼龙等材料，而生物类材料和复合型类的材料都还在停留在实验室阶段。因此，要拓展3D打印的应用领域，要不断研发出新材料，形成多元化的3D打印材料。第四，3D打印的产品质量以及打印物品的版权纠纷等问题亟待解决。目前MakerBot公司的Thingiverse和Google的3D模型库都提供3D模型的下载，用户只要登录网址选择适合的模型文件进行下载，然后交给3D打印机进行打印，便可以实现虚拟模型到实物模型的转变，如果下载打印模型的为制造商，那就可以利用3D打印机进行小批量生产和销售，或者使用打印出来的实物模型进行开模后并批量生产，就会出现所销售产品的版权等问题。

综观上述，3D打印时代的到来，既要看到3D打印技术的优点也要看到它的不足，在理性分析3D打印的优缺点的基础上，让3D打印技术更好地为产品设计研发服务。随着3D打印技术的发展，目前的3D打印技术的不足将会有所完善，三维打印技术打印出来的对象也将从外部的形状发展到内部结构，最后发展为可以打印对象的高级功能和行为等方面，不再停留在打印对象外在造型的复制，而是进一步满足其在外观、功能、情感等使用上的结合。未来3D打印技术也将通过网络平台实现客户与厂商的对接。如云平台，3D打印云平台的工作流程迎合时下点击消费速度与私人定制潮流，使消费者根据自己的审美需求通过3D打印云平台，实现定制化、个性化服务，轻松地让自己的想法变为现实。创客者或者企业只需要有一台3D打印机，通过网络数据库平台进行具体项目需求对接，完成线上客户需求和线下客户资源的进一步交流以及后期的制造需求，全球的需求供应链将被以零库存的小制造商或个人所取代。企业也可以通过网络平台来寻求小的供应链来达到缩短研发成本以及迅速检测所研发产品是否合理等问题。

第8篇：3d打印技术与运用范文

原本以为打印只可能印在纸张等平面上的，又何来3D打印之说呢?其实，3D打印机跟传统打印机―样，是一种连接电脑并把电脑中信息输出的设备(其工作方式与喷墨打印机也有些许相似)；最大的不同是，3D打印机输出的是真实的物体模型。因此，人们形象地将其称为“3D打印”。

3D打印对于普通商务用户来说用处不大，但在工业设计或3D模型设计等特殊领域都能够发挥极大的作用。我们知道，一款产品从设计到投产之前会多次修改，而阶段性的设计成果通常会被制成模型来确定效果。这时，再好的设计图纸也不如一个真实的成品模型更有说服力。可惜的是，传统的模型制作方法成本高昂、耗时耗力且精度不高，因此快速成型技术成为设计行业的迫切需要。3D打印则是其中极具发展潜力的快速成型技术之一。现在，让我们从3D打印的发展说起，逐渐了解这一方兴未艾的新技术，并设想它会给我们带来什么样的变化吧。

“快速成型”的迅猛发展催生“3D打印”

虽然在多数人看来3D打印还是一个新生事物，其实在二十年前3D打印设想已开始酝酿。

设计领域许多人都知道3D CAD(3D计算机辅助设计)。从70年代诞生到现在，3D CAD经历了几十年的发展，已经成为广大设计人员的有力工具之一和很多设计领域的重要标准。而快速成型(RapidPrototyping，简称RP)技术几乎与3D CAD的发展同步。换言之，前者其实就是后者发展的写照，因为人们从使用3D CAD的那天起就希望方便地将设计“转化”为实物。

快速成型技术是一种由CAD数据通过成型设备以材料累加的方式制成实物模型的技术。这一成型过程不再需要传统的刀具、夹具和机床就可以打造出任意形状。它可以自动、快速、直接和精确地将计算机中的设计转化为模型，甚至直接制造零件或模具，从而有效地缩短产品研发周期、提高产品质量并缩减生产成本。

RP在多年的发展中形成了多种流派，如SL(Stereo Lithography，立体光造型)、SLS(Selected Laser Sintering，选择性激光烧结)、3DP(Three Dimensional Printing，三维打印)及FDM(Fused DepositionModeling，熔融沉积制造)等。前两种是基于激光或其它光源的成型技术，设备造价和制作模型成本都比较高昂，因此只在一些特殊领域有所应用；而3DP~FDM则是基于原料喷射成型的技术，不需要昂贵的激光器，成本低了不少，因此成为RP行业中“最亲民”的技术，近几年大有普及之势(由于都有近似喷墨打印机的工作方式，因此人们将它们称为“3D打印机”)。下面我们就与3D打印机来一个近距离接触。

好用不贵的3D打印

之前，3D打印离我们还很遥远，主要是受到以下三个因素影响：

成本太高，这是阻碍3D打印普及的最主要因素

太慢的3D打印速度

较低的打印精度

现在，这样的局面即将被打破――基于快速成型技术的3D打印有了长足进步，早先只有某些行业用户用得起的3D打印机越来越多地出现在各种民用领域中。那么，3D打印机到底是如何实现的呢?

3D打印机是这样工作的

传统的加工手法与雕塑相似，通常是一整块材料按照设计去除无用的部分，剩下的才是精华。而3D打印机采用分层加工、叠加成形方式来“造型”，会将设计品分为若干薄层，每次用原材料生成一个薄层，再通过逐层叠加获得3D实体。从这点来看，它与喷墨打印机工作方法十分类似，3DP是一层层地印，而喷墨打印机是一条直线一条直线地喷，通过若干直线的叠加形成图像，因此“3D打印机”的称呼也就显得十分贴切了口当然原理相仿的3DP与FDM在实现细节上还是存在较大差别，最终导致了产品的性质和用途各不相同。

3DP

提到3DP，几乎就是美国z Corporation司的代称。早在1994年，几个来自MIT(麻省理工学院)的科研和技术专家就发明了3DP技术并申请了专利。1997年，为了将3DP技术推向市场，Z Corporation公司正式成立。从那时起，Z Corporation就一直占据着3D打印机市场的半壁江山。

3DP工艺的原理是先由储存桶送出一定量的原材料粉末，再用滚筒将粉末在加工平台上推成薄薄一层，接着打印头会喷出一种特殊胶水(黏着剂)，依照电脑模型切片后获得的二维切片形状黏着粉末并使其迅速固化。每喷完一层，加工平台就会自动下降―点，按照刚才的顺序做几次循环直到完成。这时只要扫除松散的外层粉末便可得到想要的实体模型。

这种技术的特点是成型速度快，制作成本低。它目前可以达到每小时25mm垂直高度的成型速度，每层厚度为0.089～0.203mm，最高分辨率600dpi。层厚度越薄分辨率越高，实体模型的精细度当然就越高。而且，它能够使用多种原材料(陶瓷颗粒都可以使用)可成型出具有软质PVC特性的模型。如果使用彩色原料，它甚至可以加工出24位彩色模型来。Z Corporadon的3D打印机也是目前唯一能够打印彩色零件的快速成型设备。但3DP工艺制作出来的模型强度不高，主要用于外观概念模型。

FDM

成立于1990年的美国Stratasys公司率先推出了基于FDM技术的快速成型机，并很快了基于FDM的Dimension系列3D打印机。由于’FDM技术有其得天独厚的优势。适合汽车、家电、电动工具、机械加工、精密铸造及工艺品制作等领域使用，因此Stratasys的FDM快速成型机目前在全球RP市场已占有近半的比例。那么，FDM的优势何在呢?看完下文你就会对它有一个简单的认识。基于FDM的3D打印机是这样工作的

CAD生成的模型数据先导入3D打印机的控制软件，再经其处理自动生成支撑材料和加热喷头运动路径。这时，加热喷头会在计算机的控制下根据产品零件的截面轮廓信息作平面运动，而热塑性丝状材料由供丝机构送至加热喷头，并在喷头中加热和熔化成半液态后挤压出来涂覆在相应工作平台上。待到快速冷却后平台上就会形成一层约0.1mm厚的薄片轮廓。这仅仅是完成了一层截面成型，接着工作台会下降一定高度再进行下一层的熔覆，通过周而复始地多层堆迭来形成三维实体。

这样工作是不是看起来很慢?好在Stratasys公司的FDM打印机可以采用两个喷头同时造型，所以制作速度得到了大大提高。而且FDM工艺完成的模型“很干净”――不会有产生毒气和化学污染的危险，使它可以安全地运用于办公环境。

FDM可以采用ABS(由丙烯腈、丁二 烯和苯乙烯三种化学单体合成)或PC(聚碳酸酯)等材料进行制作。目前，FDM工艺在汽车、机械制造等行业中应用最为广泛，其主要原因在于FDM是唯一运用工程材料快速成型的模型工艺。

主流3D打印机

在目前的3 D打印机行业中，ZCorporation和Stratasys两家公司的产品占有绝大多数市场份额。

Z corporation的产品主要有ZPrinter310 Plus、ZPrinter 450和SpectrumZ510三种。除第一款为黑白打印机以外，其它两款都具有彩色打印功能。而且Z Corporation的3D打印机能使用多种原材料，无需支撑结构，但需要做浸洗等后期处理。

Dimension系列3D打印机是美国STRTASY公司的产品，分别是BST768、BST1200、SST768、SST1200以及Hite(Elite为该系列最新机型，精度最高，可以实现0.127mm层厚)。其中BST采用了剥离式技术，即手动剥离成型后的支撑材料；而SST和Elite为水溶式技术，即模型上的支撑材料可用专门的溶液溶解掉，非常适合成型复杂模型。五款机型除了成型精度、成型尺寸圾支撑材料去除方式不同，其它性能基本相同。

3D打印在中国

我国XCRP技术也同样有十分强烈的需求。自90年代初国内就有多所高校开始自主知识产权的RP技术研发。清华大学主要研究RP方面的现代成型学理论、SSM分层实体制造、FDM工艺，并开展了基于SL工艺金属模具的研究；华中科技大学研究LOM(分层实体制造)工艺，推出了HRP系列成型机和成型材料，西安交通大学开发出LPS和CPS系列的光固化成型系统及相应树脂，CPS系统采用紫外灯为光源，成型精度0.2mm。

但是相比RP技术领先的美国、日本等国家，国内还没有一款达到国际水平的3D打印机推向市场，只有部分有实力的企业和科研院到专业的RP或3D打印服务商那里租用3D打印机或者订制模型。国内RP技术在研究队伍、资金投入和普及范围等多方面还有很长的路要走。比较而言，港台地区RP技术应用更为广泛。港台地区相比内地RP技术起步较早――很多高校、企业都有自己的3D打印设备。只不过，港台地区RP技术的重点是应用与推广而并非自主研发。

3D打印的将来：另一场制造业革命?

现在我们已经发现，要想3D打印全面普及，成本、打印精度、速度和原材料的多样性等等都是现在的3D打印机必须不断完善的项目。

第一，成本方面，在不久的将来3D打印机的价格会有大幅下降。一些较小规模的3D打印机制造商已经开始推出―万美元以下的3D打印机，例如Desktop Factory的4995美元打印机。还有一些爱好者从2006年开始也在研制“开源”的3D打印机。他们的目的是希望大家都来参与改良3D打印机，并最终促成低价3D打印机的诞生和普及。第二，开发更为多样的3D打印材料。如智能材料、功能梯度材料、纳米材料、非均质材料及其他方法难以制作的复合材料等。当然还有金属材料，直接金属成型技术将会成为今后研究与应用的又一个热点。第三，提高3D打印的速度和效率。开拓并行、多材料制造的工艺方法，以便能够直接面向产品制造。改善3D打印系统的可靠性、生产率和制作大件能力，尤其是提高成型件的精度、表面质量、力学和物理性能。除此之外，还有许多新的成型方法与工艺会在未来应用于3D打印机中。

在未来，3D打印机有可能走进千家万户。有了它，你可以做许多现在看起来匪夷所思的事情，因为从某种角度来说，许多你想到的东西都能直接打印得到。

3D打印机将使工业设计人员可以随时制作设计品的高度仿真模型，交给生产部门或用户，然后根据反馈意见进行进一步修改。家居装饰公司可以根据设计图纸呈现数个逼真、缩小的新家模型供你挑选。整形医师采用特殊材料订制整形所用的不同形状的人造骨骼。这一切用3D打印机只需要很短时间就能完成。

第9篇：3d打印技术与运用范文

关键词 3D打印；高等教育；机械类专业

中图分类号：G640 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2016）16-0036-02

1 前言

随着全球信息化时代的到来，以大数据、互联网、云计算及3D打印等为代表的先进信息技术对社会经济发展及学校人才培养都产生重大影响。新技术的发展推动着课程教学内容和教学方法不断变革，以培养顺应时展需求的创新型人才。3D打印作为先进信息技术中一项极具发展前景的新兴制造技术，其在工业技术发展及教育人才培养中都占有重要地位。

3D打印技术出现于20世纪90年代，现代工业生产正在从大规模批量化生产转变为小批量和个性化生产，产品的生命周期和投放市场的时间越来越短。在这样的时代背景之下，3D打印技术应运而生[1]。3D打印技术一出现，就在建筑、航空航天、军事、汽车、机械、电子、电器、玩具、工艺品等许多领域得到广泛应用，被誉为第三次工业革命的重要标志之一，是“具有工业革命意义的制造技术”[2]。随着3D打印成本的大幅下降，使得3D打印不再局限于工业设计、科研等高端领域，其逐步走出工厂及实验室，走进家庭和学校，慢慢渗透到日常生活的方方面面。

2 3D打印的技术特点与优势

3D打印技术作为快速成形技术之一，其生产过程无需任何模具等专用工具，只需将零件的CAD模型（数字模型）输入计算机，无需人工编程，根据离散、堆积原理，在CAD模型的直接驱动下完成材料的有序堆积，自动完成零件的成形制造[3]。3D打印技术是计算机技术、数控技术、高能束技术（激光束、电子束等）、微滴技术和材料科学等学科领域和技术的技术集成，3D打印技术的发展又促进了上述相关学科与技术的发展。3D打印技术依托计算机软硬件技术和数控技术与装备，将产品设计与制造过程中的CAD与CAM高度集成，能够迅速将CAD概念设计或创新设计的物理模型非常精准地“打印”出来。这样，设计者可以根据可视化的物理模型进行设计评价，直观地进行进一步的设计，也可对打印出的产品进行装配干涉检查，进行性能和功能测试、手感测试等，显著提高产品开发的效率和质量[4]。

此外，3D打印技术基于离散、堆积原理进行“增材制造”，不需要特殊的模具、工具或人工干涉，可以制造任意复杂形状的三维实体，具有高度的柔性及加工成本低、生产周期短、节省材料等优势。

3 3D打印技术在高等教育中的应用

3D打印技术作为第三次工业革命的重要标志之一，是制造业领域正在迅速发展的一项新兴技术，其在教育应用中亦有深刻的创新实践意义。将3D打印技术应用到教学实践过程中，对学生的动手能力、创新能力及创新思维等的培养都有重要的促进作用，对创新型人才的培养具有积极意义。

3D打印被作为一种重要的课堂教学手段，颠覆了传统的教学模式，能够将课本上的知识可视化地展现在学生面前，实现触觉教学，以激发学生的学习兴趣。在国外，3D打印技术在教育领域的应用已十分普及。美国STEM研究院已与Stratasys公司合作，将3D打印技术融入学生的编程课程。在我国，3D打印技术在教育领域的推广和应用已被广泛关注。教育部社区教育研究培训中心启动“i-3D打印实验室”项目，将“教学互动”“设计创作”和“操作体验”等集于一体。3D打印技术在国内高等教育中的应用如下。

教学应用 目前国内很多高校已经具有3D打印实验中心、3D打印工程训练中心。教师可以借助3D打印制作生动直观的可视化教具，实现传统教学中的很多抽象画概念实物化[5]，可以结合理论课程开展3D打印实验，让学生通过动手设计，把数学、机械、物理、生物、汽修等课中的许多抽象概念模型化，然后打印出来，以激发学生投身科学、数学、工程和设计的热情，培养实践动手能力[6]。

如在机械类专业中，传统课程设计中的减速箱设计，只要求学生完成理论设计，然后绘制图纸。而现在可以进一步要求学生借助计算机建模技术创建减速箱三维模型，然后通过3D打印设备打印出来，进行设计评价，以锻炼学生对知识的综合应用能力和实践动手能力。

科研应用 目前很多高校师生在依托3D打印技术和3D打印设备进行科研项目申报和研究。例如：医学专业的师生依托3D打印技术和生物材料进行人体骨骼及其他器官的打印研究；汽车专业的师生依托3D打印技术进行汽车零部件或整车的打印研究[7]；建筑专业的师生利用3D打印制作建筑模型、桥梁模型；等等。学生还可以依托3D打印技术进行产品自主创新设计或结合三维扫描仪等工具进行产品逆向设计，完成产品的创新设计与开发。国家大学生创新创业训练项目中就有很大一部分是基于3D打印技术的项目。

创新创业应用 随着3D打印技术的应用普及，在高校中出现学生依托3D打印技术和互联网平台进行创业的热潮。例如：学生依托3D打印设备和3D扫描机创立3D照相馆；通过互联网成立网上3D打印云平台，进行个性化3D打印产品的设计与定制生产；很多爱好3D打印的学生成立3D打印创客俱乐部及3D打印空间等，打印售卖个性化优盘、游戏模型及动漫模型等创意产品[8]。利用3D打印、大数据及互联网等先进信息技术，学生可以将具有创造性价值的个性化想法变为实际，最终成为创新创业的新路径、新方向。

4 3D打印技术在高等教育中的发展

“十三五”规划纲要在对“现代产业”的提案中明确写到：“大力推进先进半导体、增材制造（俗称3D打印）、智能系统等新兴前沿领域创新和产业化，形成一批新增长点。”随着3D打印技术的不断发展，未来对3D打印专业应用技术人才的需求将会大大增加，国内高校尤其是工程应用技术型大学有必要率先开展3D打印技术的教学及实践，训练学生3D打印的动手能力和思维能力，培养3D打印应用型技术人才，顺应未来3D打印市场的人才需求。

3D打印目前在国内高等教育中的应用主要在相关专业，还未普及到各个学科。为推动3D打印技术在教育领域的普及应用，教育部提出“3D打印进校园”项目，倡议有条件的学校率先建立3D打印工程训练中心。3D打印应用型技术人才培养中实践教学是关键，所以高校需要加强3D打印教学基础硬件设施建设，加强3D打印实验室、实习实训基地、实践教学共享平台建设。同时开展针对3D打印的项目化教学、可视化教具制作、创客空间及翻转课堂等教学模式，培养不同学科学生3D打印的基础知识与应用能力。此外，可以通过与企业和单位共建3D打印实训基地，发展与相关企业、行业的合作，推进产学研协同创新，形成资源共享、人才共有、过程共管的人才联合培养机制。

5 结束语

事实证明，在高等教育中引入3D打印，能够将学生的动手和动脑结合起来，调动学生学习的积极性与主动性，实现边做边学。3D打印将会进一步在高等教育甚至基础教育中推广和普及，更多地融入教学过程，这对学校的教学模式、教学资源以及教师的专业发展都是新挑战。要想将3D打印技术更好地应用在高等教育的人才培养中，还得进一步增强高校之间、校企之间的合作与交流，实现资源、信息、技术及人才的共享。

参考文献

[1]王广春，赵国群.快速成型与快速模具制造技术及其应用[M].北京：机械工业出版社，2008：1-230.

[2]高越.3D打印技术影响下设计师与产品设计的重新定位[D].北京：北京理工大学，2015.

[3]杨继全，徐国财.快速成型技术[M].北京：化学工业出版社，2006：5-300.

[4]王运赣.快速成形技术[M].武汉：华中理工大学出版社，1999.

[5]张佳琦.3D打印技术在地理教学中的应用研究[D].上海：华东师范大学，2015.

[6]高奇，曾红，等.基于3D打印技术的快速模具制造开放实验探讨[J].实验技术与管理，2016（1）：205-207.