3D打印技術及應用趨勢

潘舟

摘 要：近年來，全球范圍內都掀起了“3D打印”熱潮。作為一種全新的高科技技術，3D打印技術因其廣泛的應用性、價值性，以及未來的普及性，受到人們的熱切關注和討論。高中生的好奇心強，喜歡并樂于接觸新興事物，3D打印技術的先導性與新穎性，不僅可調動高中生的探究熱情，同時了解3D打印技術的基本含義以及應用趨勢，對于高中生自身眼界的提升和綜合素質的發展，具有十分積極的促進作用。本文從高中生角度，針對3D打印技術探討了其在醫學、教育、航空、考古、日常生活等多個領域的應用趨勢。

關鍵詞：3D；打印技術；應用趨勢

3D打印技術自誕生之日起，就被視作人類社會文明又一次的重大突破。短短數年間，3D打印技術不僅在不同領域取得了顯著成就，同時也開始被人們廣泛的關注和討論。3D打印技術之所以有如此“魔力”，在于這項技術能從根本上改變人們現有的生產生活觀念和方式。3D打印技術在未來數十年內都將是世界范圍內的重要研究課題。

一、3D打印技術

3D打印技術簡單來說就是一種利用3D打印機可將實物進行快速模擬成型的技術。3D打印技術不僅有著極高的實物還原能力，同時其打印厚度最薄僅為0.025mm。3D打印技術并非全新的技術，而是綜合了計算機、材料、機電、激光等各種先進技術。有學者甚至稱3D打印技術將引領人類社會的第三次工業革命，由此可見3D打印技術在未來之于人類社會的重要作用。

二、3D打印技術應用趨勢

（一）醫學領域

3D打印技術在醫學領域的應用不亞于一場革命，利用3D打印技術可實現人體器官的打印。人體骨骼可利用3D打印技術打印，這種打印出的骨骼，可暫時代替人體骨骼的支撐作用，在受損骨骼重新恢復后，打印的骨骼會自然無害溶解。2013年，3D打印技術首次成功救治了一位下顎骨感染患者。同時人體血管也可利用3D打印技術打印，目前這一應用在德國已經取得突破性進展。此外，3D打印技術還可打印軟骨組織，如半月板。目前這一應用在美國已經開始逐步普及。3D打印技術在醫學領域未來的應用前景極其廣闊，其可使更多的人免于病痛。

（二）航空領域

3D打印技術在航空領域可用于先進機械零部件的加工制造，以對傳統制造加工業存在的缺陷進行改善。2013年，美國相關科研技術人員，成功使用了3D打印技術制作出了火箭發動機噴射器。測試結果顯示，3D打印技術制作的噴射器，無論是在質量還是在精細度上都優于傳統工業制作的噴射器。在火箭噴射器制造中應用3D打印技術還可有效減小工作量、縮短制造周期，并大幅降低成本。在2013年，我國也利用3D打印技術制造出了飛機關鍵鈦合金構件，在這一領域首次取得重大突破。

（三）考古領域

在考古領域，尤其是文物修復中3D打印技術的應用，對于破損古文物的修復具有極其顯著的效果。破損古文物經3D掃描，完成數據采集和處理，即可建立模型并打印，具備操作簡單、成型快速、還原度高等諸多優點。在美國兩名技術人員成功使用3D打印技術將一件被打碎的，具有三千年歷史的獅子造型瓷器進行成功修復還原。同時我國杭州一技術公司，也通過3D打印技術實現了天龍山石窟嚴重破損石像的成功修復還原。在考古領域隨著3D打印技術應用的不斷成熟，對于人類古代文明的還原與保護都具有重要作用。

（四）食品領域

3D打印技術還可被用于食品的打印。相較于手工或機械制作的食品，利用3D打印技術打印的食品無論是外觀還是口味，都無差別。目前已有技術人員利用3D打印技術成功制作出了意大利的特產——披薩餅。3D打印技術在食品領域的應用，人們可根據自身的需要，通過互聯網，定制各種軟質材料如面包、漢堡、巧克力等美味食品。3D打印技術將逐漸改變人們傳統的飲食方式。

（五）制造領域

在制造業利用，3D打印技術有著極其廣泛和巨大的應用價值，利用3D打印技術傳統制造模式中的切割材料、部件組裝等工序都可省略。這不僅可大幅減低傳統制造業的人力成本，擴大生產規模，同時還可有效提升生產效率、精度和質量。目前，世界上已有利用3D打印技術制造出的有皮劃艇、汽車等。近期，康奈爾大學甚至利用3D打印技術成功制作出了機器人。

（六）生活領域

3D打印技術一旦成熟并普及后，將會對人們日常生活造成巨大沖擊。在日常生活中人們可利用3D打印技術制作出獨一無二的專屬生活用品，利用戒指、手機外殼、項鏈等等。目前，已可利用3D打印技術制作出電子產品，如英國技術人員在近期內就利用3D打印技術成功打印超出一套音樂擴音器。在未來，3D打印技術將徹底顛覆人們傳統觀念。

（七）其他領域

除上述領域外，3D打印技術在建筑、時尚、教育等領域也有著廣泛的應用。利用3D打印技術可打印出環保又精美的建筑模型。在時尚界，美國一工作室利用3D打印技術打印出了世界上第一雙3D時尚高跟涼鞋，以及首款3D打印的晚禮服，引起巨大轟動和廣泛討論。在教育領域，3D打印技術可為教師教學和學生學習提供極大的便利，例如可利用3D打印技術制作化學3D分子模型，讓學生更加清晰觀察分子結構。

三、結語

綜合以上幾項論述，我國的3D打印技術及其發展尚有很大的改進空間及進步之處，在技術相對他國而言不太成熟，短期之內仍處于探索階段以及3D打印技術普及度不高的情形之下，我國更應注重3D打印技術的發展，將其作為一項首要推行的高新技術發展，與時俱進，順應新興科技發展的潮流，在國際上爭取做到技術、研究方向的領先，走向該領域發展的前沿位置，并不斷探尋其在各領域的相關應用。同時，將3D打印技術普及化，讓民眾知道、了解以及真正使用上該項技術，同時通過技術攻關，將材料的成本，以及設備的整體價格降低，讓3D打印技術走向民眾的生活當中，成為一項便民的工具。

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