3D打印技術應用與發(fā)展對策分析

孫佳巍

（湖南文理學院，湖南 常德415000）

1 引言

3D 打印技術要求的專業(yè)技術水平較高，專業(yè)技術人才稀缺，也因此導致應用范圍小，不能有更多的體驗。材質(zhì)比較貴，成本大，不利于其在市場的發(fā)展和推廣。技術推廣方向相對于其他普通互聯(lián)網(wǎng)技術增加了不少的難題。

2 3D 打印技術的發(fā)展

2.1 3D 打印技術發(fā)展開端

3D 打印技術起初是在19世紀末的美國發(fā)展起來的[3]。在數(shù)字模型文件的基礎之上，利用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，經(jīng)過一層層打印的方式構(gòu)造出所需物品。這在最初也被稱為快速成型技術和三維打印。可是當時技術條件并不允許3D 打印技術的發(fā)展與推廣。但是在較小范圍之內(nèi)3D 打印技術還是會被應用，20世紀90年代恩里科發(fā)明的3D 打印機讓人大開眼界。一幢完整的建筑或者航天員所需物品被打印機“打印”了出來。當然，3D 打印技術隨著科技時代的發(fā)展也在逐漸進步。

2.2 3D 打印技術的發(fā)展進程

3D 打印技術通常應用于工業(yè)與醫(yī)學領域，應用范圍很廣泛，但是技術不完善，所以限制了3D 打印技術的應用[4]。不過在技術發(fā)展初期階段，美國一直在研究3D 打印技術可以應用的范圍，并且在不斷地進行推廣與應用，將3D 打印技術應用在可以涉及的生活領域當中[7]。這項技術在我國的推廣有很大的難題，所以直到現(xiàn)在我們所看見的3D 打印技術也是少之又少，僅僅只有幾個領域為人所知，其中，3D 造房造車是人們所熟知的，但具體是哪個時間人們并不知道。可見，目前我們國家的3D 打印技術的應用并不廣泛，值得進一步研究，推動3D打印技術的發(fā)展。表1為3D 打印技術的發(fā)展時間表。

1986 1993 1995 2005 2010 2011 2012 2013美國科學家Hull 開發(fā)了第一臺商業(yè)3D 印刷機麻省理工學院獲得3D 印刷技術專利美國ZCOrp 公司開始授權(quán)并開發(fā)3D 打印機市場上出現(xiàn)了首個高清晰彩色打印機美國打造出世界上第一輛3D 打印汽車Urbee全球第一款3D 打印比基尼、飛機人造肝臟組織被首次打印3D 打印藝術品與手槍

2.3 3D 打印技術的發(fā)展推廣

從2018年8月開始，美國開始推廣3D 打印技術下的槍支，使用3D 槍支在美國是合法的。人們也可以根據(jù)自己需要在互聯(lián)網(wǎng)上隨意下載3D 手槍打印的設計圖。俄羅斯在2018年12月份就利用3D 生物打印技術打印出了實驗鼠的甲狀腺，并且是在零重力下利用3D 生物打印機完成的操作。隨后美國便利用3D 打印技術制造出了脊髓支架，這是一種模仿中樞神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的支架，可以幫助大鼠恢復運動功能，這是3D 打印技術首次被用在醫(yī)學實驗上，針對的就是脊髓嚴重受損的脊柱。3D 打印雖然是打印技術，但它不僅僅只是一種材質(zhì)，它也可以模擬人體器官，打印出可以適應人體的骨架。由于它在醫(yī)學上的應用優(yōu)勢很多，并且可以起到在細胞中生長的作用[2]。所以2018年的3D 打印技術就已經(jīng)在醫(yī)學上被逐漸認可，并且被研究與推廣。但因為其材質(zhì)特殊所以也有缺點和不能代替?zhèn)鹘y(tǒng)技術的地方，因此，直到現(xiàn)在3D 打印技術的推廣也并沒有進入大眾耳熟能詳?shù)姆秶畠?nèi)，要推廣這項技術還有很長的路要走，要對其進行不斷地開發(fā)。

3 3D 打印技術應用的優(yōu)缺點

3.1 3D 打印技術應用在醫(yī)學領域的優(yōu)點

作為醫(yī)學方面的新型技術，3D 打印對醫(yī)學領域具有重大意義。它可以使藥物不再難溶于水分，見效也會比之前快很多。同時也會被用于手術中的止痛和鎮(zhèn)靜[1]，并且對記憶力的改善和思維力的調(diào)節(jié)都有很大的作用。而3D 打印技術下的骨架準確率更高，節(jié)省成本，效果明顯，并且可以縮短手術的時間，修復的也比較快，手術成功率高，在臨床醫(yī)學上被大力推廣[10]。因此，3D 打印技術在藥物制作、骨架建造、烤瓷牙齒等領域逐漸興起。

3.2 3D 打印技術在設計與教育上的優(yōu)點

3D 打印技術有很多優(yōu)點可以利用。很多藝術設計師就利用3D 打印技術創(chuàng)作藝術作品。它可以精確完美地打造出精致的藝術品，也可以節(jié)省很多材料，提高了材料的利用率。傳統(tǒng)工藝做法無法做到的精美工藝可以利用3D 打印技術完美打印出來，這是藝術家創(chuàng)作較高難度和較復雜作品的首選方法[8]。由此可以看出，自動、快速、準確是3D 打印技術的優(yōu)勢，它大大縮短了產(chǎn)品開發(fā)的周期，使設計者空余出很多時間完善其他事情，同時也打破了傳統(tǒng)技術對藝術作品在結(jié)構(gòu)制造方面的限制，讓藝術創(chuàng)意發(fā)展的更加順利。3D 打印在教育領域也有很大的益處。在教學上可以應用3D 打印與現(xiàn)在課程相結(jié)合，創(chuàng)建新的教學模式，用3D 模型更精準地將圖形立體地呈現(xiàn)在學生面前，不但提高了學生的學習質(zhì)量，還調(diào)節(jié)了課堂氣氛，幫助學生主動學習，開發(fā)大腦，提高了學生的創(chuàng)新與創(chuàng)作能力[6]。

3.3 3D 打印技術在工業(yè)上的缺點

3D 打印技術應用于工業(yè)領域會簡化不少程序，使材料的利用率增加。但是有時也會有表面材料不穩(wěn)定，材料氣味大的缺點，在工業(yè)中應用3D 打印技術還是不夠成熟[5]，技術難題還是沒有突破，材料造價高的狀況還是需要進一步改善。

4 3D 打印技術的發(fā)展對策

3D 打印技術可以節(jié)省很多材料，也可以做到很多傳統(tǒng)手工做不到的精致。應該將3D 打印多應用于醫(yī)學上，3D 醫(yī)學材料可以做到傳統(tǒng)手術無法達到的精準，重要的是可以節(jié)約時間成本、準確高效。同時，我們也可以嘗試在淘寶上應用3D 打印技術，比如利用現(xiàn)有技術模擬穿衣與搭配。根據(jù)現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)市場前景可以進行推廣。消費者可以根據(jù)自己任意搭配與選擇，進行模擬試穿，有利于增加購買量，同時也解決了搭配煩惱，推動商家銷售。

3D 打印技術雖然應用范圍較廣，但是制作成本高，是一種比較昂貴的技術[9]。不能取代傳統(tǒng)技術。打印材料也受到很大限制，所以即使應用范圍廣也無法拓展。應用人才比較稀缺，不利于團隊的開發(fā)，同時，能夠維持其發(fā)展的條件也較少。因此，應大力引進人才，打造專業(yè)團隊，加強宣傳力度，并且將3D 打印技術應用的更加具體，充分利用其優(yōu)勢，避開劣勢，推動3D 打印技術的進一步發(fā)展。

5 結(jié)語

3D 打印技術有利也有弊，我們應對其優(yōu)勢加以開發(fā)利用，避免其劣勢。3D 打印技術所用材料的稀缺問題是一個值得相關人員進行深入探究的問題。

為什么線上淘寶雖然設有這一板塊專門研究3D 打印技術，據(jù)說已經(jīng)可以模擬人體穿衣比例，但是卻很少有人知道與使用。調(diào)查顯示，3D 打印不只是材料稀缺，人才也稀缺，這可以說是導致3D 打印技術發(fā)展緩慢的重要原因之一。3D 打印技術的發(fā)展離不開技術、人才、政府的支持，三者缺一不可。因此，我們應該重視3D 打印技術在重要領域的開發(fā)與應用，同時要逐步向市場推廣，擴大其應用范圍，從而讓3D 打印技術得到更好的發(fā)展。