3D打印技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究

田海榮

摘 要：隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷增長(zhǎng)，科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，3D打印技術(shù)被廣泛應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域中，發(fā)展受到了各界人士的高度關(guān)注和重視。3D打印技術(shù)作為一種市場(chǎng)新興的成型三維制造技術(shù)，其最為顯著的特征就是操作簡(jiǎn)單方便、成型效率高以及適用性好等，能夠最大程度降低制造從業(yè)人員的技術(shù)操作門檻，促使企業(yè)在最低成本下創(chuàng)造出最大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)整個(gè)制造業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級(jí)。因此，有關(guān)部門要加強(qiáng)我國(guó)3D打印技術(shù)的創(chuàng)新研究，結(jié)合實(shí)際問(wèn)題采取有效的改進(jìn)措施，提高我國(guó)制造業(yè)發(fā)展水平。本文將進(jìn)一步對(duì)3D打印技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展展開分析與探討。

關(guān)鍵詞：3D打印技術(shù);產(chǎn)業(yè)發(fā)展;創(chuàng)新實(shí)踐

3D打印技術(shù)又被人們稱作為增材制造技術(shù)，它的工作原理是以三維管理軟件計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型為核心基礎(chǔ)，然后科學(xué)應(yīng)用高能量的束源或者其他方式有效提供能量，通過(guò)利用材料疊加手段將各種材料進(jìn)行逐層堆積黏結(jié)起來(lái)，最終形成理想中的三維實(shí)體。與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比較，我國(guó)3D打印技術(shù)發(fā)展還處于初級(jí)發(fā)展階段，社會(huì)對(duì)于該項(xiàng)技術(shù)的創(chuàng)新研究應(yīng)用有著較大的需求，市場(chǎng)企業(yè)要加大對(duì)3D打印技術(shù)的深入研發(fā)設(shè)計(jì)力度，推動(dòng)3D打印技術(shù)的智能化、穩(wěn)定化以及精密化發(fā)展，為社會(huì)創(chuàng)造出更多的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。

一、3D打印技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和主要類型

（一）3D打印技術(shù)制造產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)

企業(yè)在應(yīng)用3D打印技術(shù)制造需求產(chǎn)品時(shí)能夠有效省去對(duì)材料展開切割加工的實(shí)踐操作，這樣一來(lái)就能夠降低企業(yè)的能源損耗，同時(shí)還可以避免產(chǎn)生各種工藝廢料，提高企業(yè)環(huán)境保護(hù)水平。企業(yè)在傳統(tǒng)制造產(chǎn)品中采用的工藝技術(shù)通常需要經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)的周期，并且還會(huì)受限于模具、刀具現(xiàn)狀，無(wú)法輔助工作人員制造加工出理想中的特殊零件。而基于3D打印技術(shù)輔助應(yīng)用下，企業(yè)能夠有效制造加工出各種復(fù)雜曲面、異形深孔的零件產(chǎn)品，滿足市場(chǎng)用戶的不同需求，并充分圖凸顯出“綠色技術(shù)”的優(yōu)越特性[1]?，F(xiàn)代企業(yè)通過(guò)引進(jìn)利用3D打印技術(shù)在產(chǎn)品初期建模設(shè)計(jì)階段，就能夠清晰完整看到最終成品的外觀形狀，這樣可以幫助工作人員更好地進(jìn)行產(chǎn)品優(yōu)化調(diào)整設(shè)計(jì)，提高成品的制造加工質(zhì)量和效率，確保在最低成本下創(chuàng)造出最大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。與傳統(tǒng)制造工藝技術(shù)相比較，3D打印技術(shù)操作更為簡(jiǎn)單方便，工作人員只需要在一臺(tái)打印設(shè)備上就能夠科學(xué)高效制造加工出需求產(chǎn)品，優(yōu)化減去了數(shù)個(gè)制造加工工序環(huán)節(jié)，并且還能夠最大程度滿足市場(chǎng)用戶對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)需求。

（二）3D打印技術(shù)的主要類型

在當(dāng)前市場(chǎng)上，3D打印技術(shù)的主要類型包括了光固化成型技術(shù)、熔融層積成型技術(shù)、激光疊層制造技術(shù)以及直接金屬粉末激光燒結(jié)技術(shù)等。其中，光固化成型技術(shù)的工作原理是通過(guò)利用激光掃描液體的光敏樹脂，促使其成功固化，接著逐層堆積成形產(chǎn)品。光固化成型技術(shù)通常采用的材料是液態(tài)光敏樹脂;熔融層積成型技術(shù)工作原理時(shí)通過(guò)利用高溫加熱，促使塑料類材料完成軟化目標(biāo)，接著在噴頭作用下將其慢慢擠出，形成固化并逐層堆積成形產(chǎn)品。熔融層積成型技術(shù)通常采用的材料主要有PC類塑料以及ABS塑料凳;激光疊層制造技術(shù)工作原理是通過(guò)將熱熔膠均勻涂抹到材料表層上，接著熱壓片材促使其產(chǎn)生黏結(jié)，最后采用激光器切割零件截面輪廓。激光疊層制造技術(shù)所采用的材料主要有塑料薄膜、紙張以及鋁箔等。

二、3D打印技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀分析

當(dāng)前3D打印技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展主要存在以下幾個(gè)問(wèn)題：1）3D打印設(shè)備能力偏低。與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比較，我國(guó)3D打印技術(shù)設(shè)備能力偏低，由于受到打印設(shè)備自身大小的約束，企業(yè)實(shí)際能夠進(jìn)行3D打印的成型件尺寸偏小，并且3D打印設(shè)備還具有生產(chǎn)效率低成品質(zhì)量難以控制的弊端;2）3D打印技術(shù)應(yīng)用成本較高。在我國(guó)市場(chǎng)中3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展還不夠完善，企業(yè)要想發(fā)揮出3D打印技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，就必須投入更多的成本引進(jìn)利用高質(zhì)量的3D打印材料、專業(yè)設(shè)備以及技術(shù)服務(wù)等，這樣無(wú)疑阻礙了3D打印技術(shù)在我國(guó)市場(chǎng)的推廣發(fā)展;3）缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。在3D打印技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，材料是核心物質(zhì)基礎(chǔ)，材料的好壞往往會(huì)關(guān)系到3D打印產(chǎn)品的最終質(zhì)量[2]。在市場(chǎng)上對(duì)于3D打印技術(shù)的所用材料還缺乏對(duì)應(yīng)的科學(xué)檢測(cè)方法和設(shè)備，未能夠有效形成科學(xué)統(tǒng)一的國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于3D打印制件缺陷的檢測(cè)方法、尺寸、數(shù)量以及類型等同樣缺少統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

三、3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的創(chuàng)新措施

（一）構(gòu)建3D打印協(xié)同創(chuàng)新中心，提高3D打印技術(shù)生產(chǎn)水平

在經(jīng)濟(jì)發(fā)展新時(shí)期，我國(guó)要大力發(fā)展3D打印技術(shù)，國(guó)家政府部門要加強(qiáng)對(duì)3D打印技術(shù)市場(chǎng)的科學(xué)指導(dǎo)與扶持工作，積極制定頒布相關(guān)政策措施，指引企業(yè)與科研機(jī)構(gòu)展開密切合作與交流，共同打造出3D打印產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新中心，努力培養(yǎng)出更多高能力、高素質(zhì)的3D打印技術(shù)研發(fā)人才，從而推動(dòng)我國(guó)3D打印技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，優(yōu)化改善各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)備，全面提高3D打印技術(shù)生產(chǎn)水平。當(dāng)前我國(guó)3D技術(shù)領(lǐng)域研究的重點(diǎn)單位還是研究所和各大高校，市場(chǎng)企業(yè)投入不足，針對(duì)于此國(guó)家政府部門必須加強(qiáng)對(duì)3D打印技術(shù)的“產(chǎn)學(xué)研用”協(xié)同創(chuàng)新的大力支持工作，無(wú)論是在3D打印技術(shù)推廣應(yīng)用上，還是在市場(chǎng)銷售上都必須給予適當(dāng)?shù)亩愂照邇?yōu)惠[3]，這也是加快我國(guó)3D打印技術(shù)走向?qū)嶋H應(yīng)用轉(zhuǎn)化成生產(chǎn)力的有效措施。

（二）降低3D打印技術(shù)應(yīng)用成本，制定行業(yè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)

在新時(shí)期，我國(guó)必須加強(qiáng)3D打印技術(shù)核心關(guān)鍵技術(shù)的創(chuàng)新研發(fā)工作，積極借鑒西方發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)3D打印技術(shù)研究應(yīng)用的實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)，并有效設(shè)立起專項(xiàng)基金，以此來(lái)扶持我國(guó)3D打印技術(shù)設(shè)備的核心關(guān)鍵技術(shù)和支撐技術(shù)的開發(fā)，優(yōu)化改進(jìn)3D打印技術(shù)各項(xiàng)應(yīng)用原材料的開發(fā)工藝技術(shù)，創(chuàng)新完善3D打印原材料，最大程度降低原材料成本，促使市場(chǎng)企業(yè)都能夠在低成本下推廣應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)。針對(duì)于市場(chǎng)的3D打印技術(shù)重大研發(fā)項(xiàng)目，有關(guān)政府部門可以通過(guò)科學(xué)有效實(shí)行全國(guó)招標(biāo)和聯(lián)合研發(fā)，加強(qiáng)企業(yè)與研發(fā)機(jī)構(gòu)的合作聯(lián)系，共同去解決3D打印材料的多品種、低成本以及高質(zhì)量的難題。除此之外，國(guó)家政府部門要根據(jù)市場(chǎng)3D打印技術(shù)實(shí)際發(fā)展情況和趨勢(shì)特點(diǎn)[4]，科學(xué)合理制定出國(guó)家行業(yè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范對(duì)3D打印技術(shù)應(yīng)用材料和印制件的質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，杜絕劣質(zhì)3D打印材料和產(chǎn)品流入到市場(chǎng)中，影響到我國(guó)3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)建設(shè)穩(wěn)定持續(xù)的發(fā)展。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，3D打印技術(shù)作為現(xiàn)代市場(chǎng)上一種先進(jìn)的產(chǎn)品制造技術(shù)，具有非常廣闊的應(yīng)用前景，比起傳統(tǒng)產(chǎn)品制造技術(shù)工藝，3D打印技術(shù)能夠幫助企業(yè)在短時(shí)間內(nèi)制造加工成更多高質(zhì)量的復(fù)雜結(jié)構(gòu)產(chǎn)品，滿足市場(chǎng)消費(fèi)用戶的各種設(shè)計(jì)生產(chǎn)要求。國(guó)家政府部門要加大對(duì)3D打印技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)工作的扶持力度，有效制定頒布各項(xiàng)優(yōu)惠政策，推動(dòng)企業(yè)共同去研發(fā)應(yīng)用3D打印技術(shù)，優(yōu)化改進(jìn)3D打印技術(shù)應(yīng)用原材料和設(shè)備，降低3D打印技術(shù)的原材料成本，完善3D打印技術(shù)設(shè)備，促使該項(xiàng)技術(shù)能夠在各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域中發(fā)揮出最大的價(jià)值作用，促進(jìn)社會(huì)建設(shè)穩(wěn)定持續(xù)的發(fā)展進(jìn)步。

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