淺談3D打印技術及應用

徐玉杰

摘 要 當前3D打印機所使用的范圍非常廣泛，涵蓋了各行各業，只要是需要模型和原型的行業都可以使用。本文就分析了3D打印的普及現狀，特點，技術原理，實際應用及優勢。

關鍵詞 3D打印技術 模具制造 應用

0引言

3D技術于16年在我國發展起來，是一種先進的現代高科技技術手段。最開始時只是打印一些小型的產品模型、零件，還有小孩的玩具，因技術方面的不成熟，沒有被廣泛應用。隨著時間的推移，發展至今，3D打印技術已經應用到各個領域。比如在醫療保健、服裝配飾、汽車制造等各行各業中，3D打印技術在模具制造中應用也十分廣泛。從以前的模具手工制造，到現在的機械流水制造，模具制造業的發展速度是相對比較慢的。而當下模具制造中應用的3D打印技術讓模具制造業發展到一個新的高度，實現了該行業的轉型。

1 3D打印的普及現狀

隨著3D打印技術近兩年來的快速發展，很多行業都將自己的傳統制作工藝和3D技術相結合，制作出更有設計感、更復雜的產品。在很多領域里3D打印技術被應用，例如人們日常穿的衣服、鞋子、佩戴的首飾珠寶；日常生活中所使用的家具等等都可以用3D打印機制作。總之3D打印技術目前已普遍存在于人們的日常生活中，它不再是虛擬的數字化，也不是單一的中小型工藝產品制作技術，它慢慢走近人們的生活，改變著人們日常生活習慣，給人們帶來無限方便與快捷。相信隨著以后的快速發展，3D打印技術會徹底改變我們的生活，為現代化工業提供一個更好的未來。

2 3D打印的特點

（1）3D打印周期短。3D打印技術制作過程速度快，只需要在3D制作軟件上建好需要打印的產品模型，再將黏性材料通過打印機分層打印出來，這樣通過層層累積的方式快速地將產品制作出來。3D打印機的速度已經達到了600mm/s，可以在5分鐘時間類完成一個60mm的三維模型，這對于普通制作工藝來講，需要至少十個小時左右，極大了節約了時間成本，更適合于工廠車間批量生產。

（2）3D打印精度高。3D打印技術是利用計算機三維制作軟件來完成初步建模操作的，這一過程需要精確細心。將每一個產品模型的尺寸大小都記錄在計算機里，對于復雜一些的模型來講，通過計算機的運算要比傳統手工制作的精確度高很多，制作出來的產品的精度當然也高。尤其是對于曲面模具的制作，要求精度更高，而3D打印技術制作能夠精準地完成。

（3）3D打印效率高。傳統的固化材料制作工藝（SLA）制作模具原理是一定波長的激光作用光固化材料上，一定強度的激光讓其凝固，完成二維制作之后再層層疊加，從而制作出三維模型。這種制作工藝造價高、操作復雜、運算量大，后期設備維護的費用相對也較高，最主要的是工作效率低。而3D打印技術操作簡單，成品速度快，工作效率高，是普通傳統工藝制作水平的百倍，這對于整個模具制造業是一個很大的改革。

3 3D打印技術原理

3D打印技術工作眼里是通過三維軟件CAD進行建模，將這些信息傳遞到相連接的3D打印機上，打印機將黏性材料在二維層面上打印出來，每層在打印時都是用一層的膠水再加一層的粉末狀材料打印完成，然后進行第二層打印，這樣通過層層積累來完成三維模型的制作。目前建模軟件系統還需要更加完善系統化，對于打印所需材料也是研究的熱點，相信今后會有更加意想不到的原料通過3D打印機打印出來。

4 3D打印技術實際應用

3D打印技術在服裝行業的應用。目前在知名的各大走秀品牌中，他們利用3D設計軟件將產品的三維模型設計出來，再通過3D打印機打印出具有高科技感的衣服鞋子，直接可以進行銷售。這類服裝具有環保性，材質輕便，可以回收利用，深受人們的喜愛。

3D打印技術還在航空航天領域廣泛應用，航空航天設備與其他相比要求比較復雜，因材料特殊，制作精密度要求高，利用傳統制作工藝時需要花大量的時間和金錢來進行反復的試驗，造成極大的浪費，而3D制作技術很好地解決了這些不足之處。通過3D建模，將需要打印的零件模型制作出來，這個過程需要非常精準，直接決定最后成品是否達標。

此外還有家庭3D打印機現在已經有成品在網絡有銷售，操作非常簡單，成本低，可以打印一些小的三維模型，作為觀賞；還有3D打印筆，跟普通筆外觀相似，可在三維面上進行繪畫，完成的是三維模型，可以用來多方位立體表達出模型構圖，這多用于教學研究中；還有一些特殊領域應用里，3D打印技術還可以制作成機器人，這些機器人可以通過特殊的遠程操作程序來控制來完成一些行業的要求，比如服務行業，減少人工成本，實現高科技化操作。

5 3D打印技術行業優勢

3D打印技術在各行各業中的越來越被廣泛的應用，相對于傳統制作工藝，3D打印技術在模具制作上具有不可替代的優勢。以往的模具制作工程中有很大一部分是依據師傅的經驗來掌握，操作誤差根據人員的不同而不同，沒有統一的標準。對于一些復雜的模具而言，精度要求高，人工制作完成的可能性不大。發展到后期，應用機械制造，此操作過程復雜，且前期制作模具時需要反復的實驗，需要大量的時間和人工。3D打印技術的應用成功地解決了這些問題，提高了模具制作效率，提高了產品的精確度，增加了生產效益，加快了經濟效益。

6結語

隨著3D打印技術在各個行業中的廣泛應用，人們日常生活用品中也越來越多地出現了利用3D技術制作的產品，3D打印改變了人們日常生活模式。現代化高科技發展已走近了人們的日常生活中，這是今后現代化技術發展的一個趨勢。而在模具制造工藝中，3D打印技術有強大的優勢，改善了傳統模具制作耗時、成本高、產品精密度低、工作效率低等缺點，實現了工廠效益最大化，讓模具制造行業走上了更高一層臺階。

參考文獻

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