“3D打印技術”的優點與局限探討

基金項目：2019年度北海職業學院教育教學改革研究項目（第二批）（2019YJY54）。

摘要：

隨著科學技術的不斷發展，3D打印技術實現了較強的技術飛躍。在此類技術的長期發展中，人們逐漸總結出其在當前各行業應用中的優點與局限。隨著3D打印技術能推動第三次工業革命的論點推出，相關研究人員及技術應用行業應加強對其現狀及發展的關注。本文首先簡單敘述了3D打印技術的概念，其次針對3D打印技術的優點與局限展開討論，從而為關注這一話題的人們提供參考。

關鍵詞：

3D打印技術;優點;局限

中圖分類號：

TP334.8

文獻標識碼：

A

文章編號：

1672-9129（2020）15-0143-01

引言：3D打印技術不僅擁有高精度材料制造優勢，其應用成本亦相對低廉，受到各行各業的廣泛好評。當代科學家提出數字化及智能化為第三次工業革命的核心發展趨勢，并表示3D打印技術的高效發展或會引導此次革命的推進。在此種境況下，人們不應僅注重3D打印技術的優勢，亦應注重其長期應用中展現的局限性。因此，本文對3D打印技術的優點與局限進行探討，具有重要的意義。

13D打印技術概述

3D打印技術最早起源于美國軍方的“快速成型”技術，在近兩年其發展相對較快，現已實現廣泛的商用。3D打印屬于添加劑制造術的一種，通過參照打印機的技術原理，采用分層疊加的加工方法，實現3D實體的生成。此類技術聯合計算機藍圖應用，能大大提升各類配件的生產效率，且操作便捷，硬件設施啟用量小，適用于多種中小企業的產品制造。當前此類技術不僅在商品生產應用方面發展成熟，在航天及醫療方面亦有一定程度的滲透[1]。

23D打印技術的優點與局限

2.13D打印技術的優點。3D打印技術的使用優點眾多，其亦是此類技術廣泛應用的原因。首先，3D打印技術能顯著提升產品生產率。啟用此類技術，產品設計及相關制圖均可通過軟件實現。當前計算機軟件功能涵蓋全面，能協助設計人員高效得出設計方案。事物的生產亦通過電子設計圖的傳送即刻展開，相關設備掃描識別設計藍圖后，應用金屬粉或各種記憶材料進行層層疊加，最終實現設計產品的實物呈現。通過實際應用觀察，3D打印技術能在生產效率上超出傳統生產3倍。此類技術摒棄了模具的應用，可根據設計內容靈活實現各種規格的產品生產。不僅有效降低了產品生產成本，縮短生產周期，亦提升了生產材料的利用率。

其次，是量身定制。3D打印技術在拓展設計與便捷實驗等方面表現卓越。通過此類技術高效便捷的生產操作，能加強各行業個性化產品定制服務的推行。如當前部分品牌鍵盤廣受大眾喜愛，但其顏色及款式相對單一。產品生產者可通過3D打印技術實現各類鍵帽的定制生產。顏色變換屬于相對基礎的定制，利用技術的分層疊加，亦可在原鍵帽材質的基礎上進行加涂處理，實現不同觸感。此類技術能實現少量高定制化的產品生產服務，充分迎合顧客思路及市場發展需求。不僅能為生產企業帶來更多的利益，還能在多種發展需求的探索下總結經驗，不斷優化當前產品的生產工藝及產品生產質量。

最后，是降低生產成本。3D打印技術的生產流程降低了人工依賴性，舍棄模型生產，沒有邊角廢料。同時通過信息技術的高效傳遞性，可實現設計與生產的異地化，部分工廠亦可由此節省產品運輸開支。同時在產品開發階段存在多種原料應用的實驗，3D打印技術可實現少量產品及部件的生產，節省開發階段實驗的成本應用，在縮短開發周期上，同樣迎合了成本降低這一技術應用目標[2]。

2.23D打印技術的局限。3D打印技術同樣存在應用局限。首先，是使用材料單一。此類問題同樣是整體技術的發展瓶頸。當前3D打印技術多數應用與模型制作，在民用方面其實用性的展現亦應材料構成而受限。3D打印的材料開發應順應市場發展需求，但需求量較高的金屬3D打印素材的開發技術尚未完全突破，無法實現切實的生產應用。據當前發展進度來看，實現3D打印材料的豐富性，仍需十年乃至以上的時間予以實現。

其次，是啟用成本較高。3D打印技術雖然在后期應用的過程中利用自身高效便捷的生產優勢為企業節約了諸多成本，但為迎合自身生產需求，進行全套生產設備及相關技術培訓的成本則相對較高。在啟用過后，生產企業應對其后續發展加以關注，并在其中不斷投入維護發展資金，此種情勢下，多數中小企業對其啟用的優勢逐漸削弱，或存在“仍需填坑”的投資趨勢[3]。

最后，是規?；a短板。3D打印技術的生產優勢往往由小型及創新型部件生產體現。如展開大規模生產，首當其沖的局限，便是其受限于設備原材料承裝容量。在長期的應用中人們不難發現，當前3D打印技術僅支持相對簡單構造的產品生產，在大型器械及其商品的生產過程中如啟用3D打印技術，在實行多種部件的生產時需要進行多次原料更換及人工部件拼裝。傳統廠商在進行產品生產時，生產及組裝工序均呈高度自動化，其成熟應用的生產體系往往分工明確，流程清晰，同時支持大量生產。與之相比，3D打印技術的生產短板一目了然。

結論：總的來說，盡管當前我國多數行業應用了3D打印技術，但其仍需持續發展，不斷完善。人們應在第三次工業革命相關推論的影響下，積極探尋此類技術的應用潛力，開拓思路，勇于創新，在科研與實際應用中不斷積累經驗，有效改善其打印材料、精度、速度及打印成品實際應用的諸多問題。在航天及醫療行業的3D技術應用過程中，相關人員亦高效應用其技術優勢，探尋各類功能部件的材質優化，促進此類部件應用工作的水平提升，進而有效推進相關行業的切實發展。

參考文獻：

[1]周菊林，彭才望，石毅新.3D打印技術在大學生創新設計中的應用研究[J].中國現代教育裝備，2020（13）：19-21.

[2]房鑫卿.3D打印技術的發展歷程及應用前景[J].輕工科技，2019，35（05）：77-78.

[3]劉玥.3D打印技術應用前景展望[J].信息與電腦（理論版），2018（07）：20-21.

作者簡介：劉璟（1989年——），男，廣西北海人，學士，助理工程師，研究方向：機械設計。