3d打印技术范文第1篇

一、3D打印的简介

（一）3D打印的定义

3D打印技术，学术上又称“添加制造”（additve manufacturing）技术，也称为增材制造或增量制造。3D打印技术是以计算机三维设计模型为蓝本，通过软件分层离散和数控成型系统，利用激光束、热熔喷嘴等方式将塑料、金属粉末、陶瓷粉末、细胞组织等特殊材料进行逐层堆积黏结，最终叠加成型，制造出实体产品的制造方法[1]。这种数字化制造模式不需要复杂的工艺，不需要庞大的机床，也不需要众多的人力，直接由数字化文件生成任何形状的零件，使生产制造得以向更广的生产人群范围延伸。

（二）3D打印的过程

对于大多数人来说，提到“打印”，首先想到的是能打印文稿或照片等平面内容的普通打印机，事实上传统的喷墨打印机和某些工艺类型的3D打印在技术上确实比较接近。3D打印使用特制的设备将材料一层层地喷涂或熔结到三维空间中，最后形成所需的实体，所用设备即3D打印机。一般来说，通过3D打印获得实体需要经历建模、分层、打印和后期处理四个主要阶段。

1.三维建模

三维模型通常有两种途径获取，一是通过3D扫描仪获取对象的三维数据，并且以数字化方式生成三维模型；二是使用三维建模软件从零开始建立三维数字化模型。

2.分层切割

由于描述方式的差异，3D打印机并不能直接操作3D模型。当3D模型输入电脑中后，需要通过打印机配备的专业软件进一步处理，即将模型切分为一层层薄片，每个薄片的厚度由喷涂材料的属性和打印机的精度决定。

3.打印喷涂

由打印机将打印耗材逐层喷涂或熔结到三维空间中，根据工作原理的不同，有多种实现方法。常见的有光固化方法（SLA）、熔融沉积制造（FDM）、选择性激光烧结法（SLS）等。

4.后期处理

模型打印完成后一般都会有毛刺或粗糙的截面。这时需要对模型进行后期加工，如固化处理、剥离、修整、上色等，才能最终完成所需要的模型的制造。

（三）3D打印的特点

数字制造：借助CAD等软件将产品结构数字化，驱动机器设备加工制造成器件；数字化文件还可借助网络进行传递，实现异地分散化制造的生产模式。

降维制造：把三维结构的物体先分解成二维层状结构，逐层累加形成三维物品。因此，原理上3D打印技术可以制造出任何复杂的结构，而且制造过程更柔性化。

堆积制造：采用分层制造的堆积方式对实现非匀致材料、功能梯度的器件更具优势。

直接制造：任何高性能难成型的部件均可通过打印方式一次性直接制造出来，不需要通过组装拼接等过程实现。

快速制造：3D打印制造工艺流程短、全自动、可实现现场制造，因此，制造更快速、更高效。

绿色制造：3D打印技术是增材制造技术，与传统减材制造相比具有较高的材料利用率，同时可以采用复杂的结构减少材料使用量，降低能源消耗，从而实现制造的绿色可持续发展。

二、3D打印常见成型工艺

现在常见的3D打印工艺有SLS、SLA、FDM。

（一）SLS（Selective Laser Sintering，选择性激光烧结）

选择性激光烧结是采用激光有选择地分层烧结固体粉末，并使烧结成型的固化层一层层叠加生成所需形状的零件。工艺原理（见图1）。该工艺通常采用金属、石蜡、陶瓷粉末等作为成型材料。成型件强度高、无须设计支撑结构，但是成型后的工件表面比较粗糙，后期处理工艺比较复杂。

（二）SLA（Stereo lithography Appearance 立体光固化成型法）

立体光固化成型法是最早商用的3D打印技术，它采用的成型材料是液态光敏树脂，当特定波长与强度的激光照射到液态材料表面时，光敏树脂则会凝固为固体。激光由点到线再由线到面的依次扫描就形成一层面的成型作业，然后工作台升降一个层片的高度，在成型下一个层面，通过这种方式制造三维实体（见图2）

光固化成型法技术成熟度高、成型速度较快、表面精度较高，但是系统造价昂贵，成型件强度较低，所以还无法大范围使用。

（三）FDM（Fused Deposition Modeling，熔融沉积制造）

熔融沉积制造是采用低熔点的丝状材料作为成型材料，通过热喷嘴把熔融的材料涂覆在工作台上，喷头作X-Y平面运动，工作台做Z向运动，然后逐层叠加成型（见图3）。这种成型工艺虽然需要设计辅助支撑结构，但是因为不需要复杂的能量束，使用维护简单，成本低，同时耗材种类相对丰富，所以该工艺使用较广泛，目前FDM系统在全球已安装快速成型系统中的份额大约为30%。

当然还有其他3D打印成型工艺，例如，分层实体制造（Laminated Object Manufactuing，LOM）、电子束选区熔化（Electron Beam Melting，EBM）、激光选区熔化（Selective Laser Melting，SLM）。每种技术都有各自的优缺点，应根据使用场景、材料、成本等因素选择合适的成型工艺。

三、3D打印的应用及其意义

3d打印技术范文第2篇

首辆“3D打印汽车”问世

据英国媒体报道，世界上第一辆“打印汽车”不久前在加拿大亮相，其耐用又环保时尚的特点令许多传统汽车都相形见绌。

这辆3D“打印汽车”名叫Urbee，是一辆三轮、双座混合动力车。它使用电池和汽油作为动力。虽然单缸发动机功率只有8马力，但由于其小巧轻便，最高时速可达112公里。

先进的3D立体打印技术不仅使Urbee具有时尚前卫的流线型外观，还减少了制造过程中对原材料的浪费，可谓是名副其实的环保车型。

与许多其他奇特的“新概念汽车”不同，这款汽车将会更加经久耐用，至少能使用30年。据估计，Urbee售价可能在5万美元左右，但批量生产后价格会下降。

该发明团队的负责人吉姆・科尔说：“可以说，这辆汽车的研发具有里程碑意义。”

3D打印人造血管研制成功

无独有偶，德国科学家去年利用3D立体打印技术成功研制出了一种人造血管。该项研究成果将有望被用于人体试验和药物测试。

随着生物医疗技术的飞速发展，科学家们已经成功制造出了人造肠道和人造气管等小型人体器官。但大型人造器官的制造却频频遭遇瓶颈，其主要原因是缺乏制造毛细血管的相应技术，进而不能给大型人造器官输送必要的养料，也就不能维持其正常存活和运行。

经过多年的不懈探索，这一难题现在已经被德国弗劳霍夫研究所的科学家们攻克。他们运用化合高分子材料结合能够有效抵抗排异反应的生物分子制作出了一种特殊的“印刷墨水”，其印制出来的物质经化学反应后能够形成一种有弹性的固体，方便科学家根据人类血管构造将其雕塑成3D立体人造血管。

实际上，3D立体打印技术的精细度十分惊人。为了制造出相似度最高的人造血管，科学家还运用了双光子聚合技术，利用镭射光刺激人造血管材料分子交联化，之后将成形的血管植入细胞内壁。

据悉，此项研究成果将有力推动大型人体器官的制造。虽然移植人造器官的梦想还很遥远，不过人体器官制造技术的飞速发展可以给人类医学研究带来更有效、更人道的实验手段，譬如研发新药物时用人造器官取代动物来做实验。

什么是3D打印技术？

那么，什么是3D打印技术？它的应用将会在哪些方面改变我们的生活呢？

虽然在多数人看来3D打印还是一个新生事物，其实在20年前3D打印设想已开始酝酿。在设计领域，许多人都知道3D计算机辅助设计（3D CAD）。从上世纪70年代诞生到现在，3D CAD 经历了几十年的发展，已经成为广大设计人员的有力工具之一和很多设计领域的重要标准。我们既可以轻易地用CAD设计和绘出外形复杂的机械零件图，也可以用它设计出整幢大厦的内外立体效果图。其实，人们从使用3D CAD 的那天起就希望方便地将设计“转化”为实物，因此也就有了发明3D打印机的必要。

所谓3D打印机就是可以“打印”出真实3D物体的一种设备，功能上与激光成型技术一样，采用分层加工、迭加成形，即通过逐层增加材料来生成3D实体。这与我们传统的制造工艺――我们总是用一块原材料通过切削磨等等各种手段，去除不要的部分――完全不同。称之为“打印机”，因为它参照了激光打印机的技术原理，而分层加工的过程与喷墨打印十分相似。

每一层的打印过程分为两步，首先在需要成型的区域喷洒一层特殊胶水，胶水液滴本身很小，且不易扩散。然后是喷洒一层均匀的粉末，粉末遇到胶水会迅速固化黏结，而没有胶水的区域仍保持松散状态。这样在一层胶水一层粉末的交替下，实体模型将会被“打印”成型，打印完毕后只要扫除松散的粉末即可“刨”出模型，而剩余粉末还可循环利用。

说得简单一点，3D打印是断层扫描（我们在医院常做的“CT”，实际上就是断层扫描）的逆过程，断层扫描是把某个东西“切”成无数叠加的片，3D打印就是一片一片地打印，然后叠加到一起，成为一个立体物体。

2010年3月，一位名为恩里科・迪尼的发明家设计并造出了这种神奇的3D打印机。据恩里科・迪尼介绍，这种打印机的原料主要是沙子。当打印机开始工作时，它的上千个喷嘴中会同时喷出沙子和一种镁基胶。这种特制的胶水会将沙子粘成像岩石一样坚固的固体，并形成特定的形状，然后只需要按照预先设定的形状一层层喷上这种材料，最终就可以“打印”一个完整的雕塑。

3D打印技术作为一种高科技技术，综合应用了CAD 技术、激光技术、光化学以及材料科学等诸多方面的技术和知识，让产品设计、建筑设计、工业设计、医疗用品设计等领域的设计者，第一时间方便轻松地获得全彩色实物模型，便于重新修订CAD 设计模型，从而节省了为某项错误设计制造工艺装备的费用，并节省了研制时间。

家用3D打印机已售出3000台

2011年年初，在美国拉斯韦加斯商品贸易展上展出一款新颖设计――“3D塑料打印机”，它能够在数十分钟之内打印出三维塑料物体。以前，当家中洗碗机的塑料旋钮损坏时，或许你只好给生产厂商拨打电话，要求邮寄相关的零配件，最好的情况下也需要等待几周时间，在此期间人们只能改为手洗碗筷，但这款3D塑料打印机能够解决这一问题。3D塑料打印机可以打印出浴缸塞、塑料瓶、镜框、支架垫、螺帽，以及任何几何形状物体。

这款3D塑料打印机被称为“盒子工厂”，它能够在短短数十分钟内制造出任何三维形状塑料物体，这款新颖装置主要用于制造家庭厨房使用的一些零配件。据称，现已售出3000多台3D塑料打印机，不久它们将成为人们家庭中的得力助手。

目前，3D塑料打印机的售价为790英镑，仅限于制造较小的塑料配件，但该产品的设计师称，未来改良型设计将结合塑料合金，从而可以打印 按钮等电子元件。

这款产品设计者、纽约市Makerbot公司总裁布雷・佩特斯说：“我们希望该产品能够为普通家庭带来更多的便利！”3D塑料打印机所打印的塑料物体最大尺寸是：6英寸×6英寸×7英寸（1英寸约合2.54cm）。虽然还不能打印铰链那样的物体，却可以打印盒盖、管子和要求精准的几何物体。目前Makerbot公司可提供5000多种物体的3D图像打印模型。

用户将3D塑料打印机与计算机通过标准USB数据线连接，依据相关计算机软件指令将打印物体的指令传达至3D塑料打印机。该打印机能将普通塑料加热至200 ℃，然后喷射至打印机内的一个平台上，最终逐层地形成3D物体。任何多余的塑料毛边将通过化学试剂清洗除去，并且追加打磨处理。在拉斯维加斯商品贸易展上演示时，该打印机仅用30分钟便制造出一个开瓶器。

佩特斯称，这款3D塑料打印机对于家庭维修十分有用，使用者仅需测量受损物体尺寸，通过计算机模型即可打印出相关的物体。

此外，其他研制中的3D打印机可以制造出各种各样的东西：从形状复杂的结构模型、乐器、自行车到“美味佳肴”，以及上文提到的人体组织器官。

科学家正根据病人的细胞样本采用专用3D打印机制作人体器官组织

3D打印技术的发展前景

现在看来，3D打印的应用趋势还没有特别明朗，我们所能看到的是，3D打印机在建筑设计、食品制作、微模型、复杂结构、零配件、趣味模型等领域已经有了一定的应用，通过3D打印机，能将电子化的三维模型快速成品化，缩短了模具开发的周期，节省了成本，在建筑设计、小商品设计、制造业是非常有意义的应用。

从市场了解得知，在国外市场，3D打印机已经是一类比较成熟的设备，按照输出物体的大小和材质不同，有小、中、大型等不同规格的立体打印机，价格也不一，这种打印机还有一个名字：快速成型机，也就是说3D打印机是为了快速形成特殊结构的物体所设计的。

该类设备有几个特点：体积小、速度快、价格便宜、易用性高，在珠宝首饰、鞋类、工业设计、建筑、汽车、航天、牙科及医疗方面都能得到广泛的应用。

3d打印技术范文第3篇

关键词：3D打印；传统雕塑；促进作用

3D打印技术出现在20世纪90年代中期，三维打印先通过计算机建模，再将建成的三维模型分区成切片，从而指导打印机逐层打印。它与普通打印工作原理基本相同，普通打印机的打印材料是墨水和纸张，而3D打印机内装有尼龙玻纤、耐用性尼龙材料、石膏材料、铝材料、钛合金、不锈钢、橡胶类材料。随着技术的进步和新型材料的出现，3D打印的影响范围越来越大，目前，已在航空航天、医疗、建筑、汽车、雕塑等行业进行了应用，而且发展势头强劲，仅从雕塑来说，3D打印技术已极大的促进了雕塑艺术的发展，并对雕塑艺术产生越来越大的影响，具体体现在以下几个方面：

一、3D打印技术节约雕塑的时间

传统雕塑艺术的创作过程要经过纸上小稿、泥塑小稿、放大稿、翻硬质模具、注入成型材料、表面处理等多个步骤才能完成，整个过程历时较长，即便是在翻模等工序顺利的前提下，一件雕塑作品的完成任需要一个月左右的时间。而利用3D打印技术，在设计完成的前提下，打印过程是按照小时计时的。2014年8月，在上海张江高新青浦园区利用3D打印技术，按照电脑设计的图纸和方案，经一台大型3D打印机层层叠加打印了10幢建筑，整个打印过程仅花费24小时。

二、3D打印技术极大的节约了雕塑的材料

3D打印技术直接从计算机图形数据生成作品，摈弃了传统雕塑艺术的创作过程中翻模等复杂的中间环节，极大的节约了传统雕塑艺术中间环节材料的使用。且3D打印技术一般使用金属、尼龙、石膏等可重复利用材料，甚至在青浦园区打印的房屋中主要材料是建筑垃圾。在世界各国越来越重视环境问题，人们环保意识不断增强的今天，3D打印技术在某些方面替代传统雕塑艺术的创作对环境保护做了不小的贡献。

三、3D打印技术降低了雕塑风险和成本

一直以来，不论泥塑、金属雕塑、木雕还是石雕，手工劳动是传统雕塑艺术创作的主要手段，雕塑家的劳动量是显而易见的，这种手工劳动对技术的要求较高，且在进行雕塑前雕塑家对材料本身的内部构造、材料本身的承重能力等因素的掌握往往不是很到位，无形中在创作的过程中时时存在着失败的风险。3D打印技术可以替代手工劳动，雕塑家只需进行精心的设计即可，手工劳动部分交给3D打印机来完成，既避免了传统雕塑在创作的过程中失败的风险，又极大节约了人工和材料成本。

四、3D打印能让所要表现的雕塑更精准

雕塑作品是情感的表达，在创作的过程中极易受到外部因素的制约，使得传统雕塑的最终作品存在着变数，且这个变数是不可逆的；传统雕塑艺术要经过翻硬质模具等中间过程，而翻模出现的变形现象是令雕塑家无法回避的问题，由于以上原因，无法让雕塑作品完全精准的反应设计者的意图。雕塑家只要制出小样，通过软件生成数字化的模型，3D打印机就能准确无误的打印出成品，使得雕塑家所要表现的作品能够精准的得到表达。

五、3D打印能表现高复杂度的雕塑形态

3D打印机不仅能打印出能通过手工制作制成的作品，还能打印出手工无法完成的作品。2015年10月，我国863计划3D打印血管项目取得重大突破，世界首创的3D生物血管打印机问世。该款血管打印机可以打印出血管独有的中空结构、多层不同种类细胞。传统的雕塑手法无法完成比如说一些曲面繁复、线条穿插等复杂的形态。而通过3D打印技术只要能设计出模型来，就可以轻而易举的打印出来，而且基本不会有次品或是废品产生，真正达到了“设计即所得”的地步。

六、3D打印具有很强的复制性

雕塑作品是雕塑家思想和情感的表达，强调的是传统性、手工技艺以及完成作品所耗用的工时，在整个创作过程中受到雕塑所用的材质不同、想法的改变、情感的波动、手法的娴熟程度等诸多方面因素的制约，导致雕塑作品具有唯一性的特点。而3D打印技术作为一种新工具，它虽然不能取代传统雕塑，但它可以作为传统雕塑的有益补充。3D打印技术在博物馆文物保护工作中做出了巨大的贡献，利用3D打印技术完全是有可能实现电影里演的那样复制出一件一模一样的文物。3D打印技术不仅可以对无法翻模或不适于翻模的文物进行复制，还可以用于残缺文物的局部修复。

七、3D打印适合定制化雕塑产品

牙模打印机能快速3D打印出高精确度的齿科模型、采用3D打印技术辅助设计并打印缺损颅骨外形，3D打印机还可以打印汽车、食品、服饰等高端定制产品等，随着3D打印技术的成熟和成本的降低，定制化产品在各领域得到了广泛的应用，高端定制化产品可以做到“量体裁衣”，可以根据客户需求进行产品的定制，在设计过程中还可以通过与客户的交流，把客户的想法随时反应到设计当中，制作出真正反映客户意愿的满意的高端定制化产品。

参考文献：

[1]黄德荃.3D打印极致盛放[J].装饰,2015(8).

3d打印技术范文第4篇

关键词：3D打印 快速成型 工作原理 发展展望

中图分类号：TP391.73 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）01（c）-0001-03

3D打印（Three Dimensional Printing，3DP），是根据数字模型，运用塑料、金属等粉末状的可粘合材料，通过逐层构造的方法来生成实体物品的一种成形技术。目前，3D打印被普遍关注，随着大部分组织和个人对其的大力推进， 3D打印技术在科学研究、航空航天、医疗等许多重要领域得到了应用，并对上述行业发展产生了极其显著的影响（见图1）。[1]因此对3D打印的调研工作非常具有价值和时效性。

1 3D打印技术的分类及原理

1.1 3D打印技g的分类

3D打印技术从20世纪90年展到现在，已发展出多个分支，为了更直观清楚并全面地表现3D打印技术的类别，故列出表1供读者查阅。

1.2 FDM技术的原理

鉴于调研的时间和条件限制，该文在此只介绍熔融沉积型技术（FDM）的原理，此技术是该文在创新项目中主要依托的技术，也是近年来世界上使用最多，得到应用最为普遍的3D打印技术，在3D打印中具有代表性。对FDM技术的开发开始于20世纪90年代，同时期电脑电子控制模块也发展迅猛，对信息技术的依托使得3D打印的产品在制造精度和速度上得到了显著提升，再加上塑料材料的便宜易得，使得FDM技术力压群雄，在所有3D打印技术中发展最为迅速。该技术通俗地说类似于“搭积木”，其使用的硬件包括：送丝机构、热熔喷头、动作控制机构、成型室、工作平台。FDM工作原理是将丝状的塑料材料，通过送丝机构挤进已提前加热的喷嘴中，材料在喷嘴中融化，从而具有流动性以供打印。动作控制装置根据数字建模将喷头送至指定位置，喷头将熔融的塑料材料挤出凝固，此时动作控制系统根据先前设定好的路径在二维平面上运动，当一层制作完成后，运动控制系统上升一层，继续按上述构造平面，最后层层堆积形成了最终的产品。其系统组成和工作原理如图2所示[5]。

2 3D打印技术的应用

当前3D打印技术应用很是普遍，限于调研的时间限制，该文仅以FDM技术和EBSM技术为例介绍3D打印技术当前的应用。FDM技术以塑料、树脂为原料，是目前为止所使用的3D打印技术中最为普及的。EBSM技术是目前主流的以金属为原料的3D打印技术。以这两种技术为例能够充分体现目前3D打印技术所获得的应用。（如图3）

2.1 FDM技术的应用

FDM技术作为研发时间最长、应用最为普遍、最为成熟的3D打印技术之一，在多个领域均得到很好的使用。在工业上，FDM技术使数字模型快速转变为实体模型的设想变成了现实，相对于以零件切割、焊接技术为主的传统加工方法。FDM技术实现了对拥有复杂曲面、加工难度大的小型零件的快速精确制造，并且不需提前制造模具等辅助工具，使得生产成本显著下降。在医学上，利用FDM技术，能够打印出一些组织与器官模型，为医生进一步了解患者病情、制定医疗方案提供便利。甚至可以直接打印出人的骨骼和器官，拯救无数人的生命；在食品加工行业，3D打印巨头3D Systems公司与好时合作，正在全力研发可用于制造食品的3D打印机，将适合3D打印的巧克力等食材融化后，制造出个性化的食品。

2.2 EBSM技术的应用

电子束选区熔化技术（EBSM）采用高能电子束作为加工热源，扫描成形可以通过操纵磁偏转线圈进行，且电子束具有的真空环境，还可以避免金属粉末在液相烧结或熔化过程中被氧化。近年来，世界上主要的大国都在加紧对EBSM技术的研发。目前看来，在医学方面的研究已接近成熟，而在航空航天等领域的研究也在有条不紊地进行着。美国波音机器人工厂及NASA Marshall 空间飞行器中心的研究方向，是飞行器及火箭发动机结构制造以及月球或空间站环境下的金属直接成形制造。（如图4）

3 3D打印技术的发展现状

3D打印技术从20世纪90年代开始研发至今，已经历了几十年的发展与创新，目前技术较先前已有了飞跃式的发展，技术近乎成熟，最新的科研成果表明，现在的3D打印技术已能够在10 μm厚度的平面上打印超过600 dpi的物体，并可实现24位色彩的彩色打印。

就当前而言，在快速成型设备行业中，有代表性的设计制造商有美国的3D Systems、Stratasys以及英国的wiiboox、Reprap等。

3D Systems公司作为目前国际上最大的3D打印开发公司，在快速成型设备领域有着主导地位。目前，3D systems公司已制造出可实现600万彩表现的全彩3D打印机。

4 3D打印技术当前所遇到的拦阻

虽然经历了几十年的创新探索并且如今在各个领域得到普遍的应用，但3D打印技术仍然有许多缺陷有待解决，如支撑材料消耗量巨大、系统精度低、制造过程冗长以及支持的打印材料的局限性等。

缺陷一：支撑材料消耗量大，目前的3D打印不可避免地要使用支撑材料，不然模型是无法成型的，但当需要制作一个结构复杂、表面不平整的物体时，3D打印机往往需要使用大量的支撑材料，使得制作成本大大提高，并且降低了制作效率。对此，该文建议可引入五轴加工技术，使得打印机可以不局限在一个平面里进行打印，并综合运用车铣技术，使得支撑材料的使用量降低并在一定程度上加快3D打印的速度。

缺陷二：打印材料限制性较大。当前3D打印可使用的材料存在许多限制。而能够用于打印的材料也有一定的缺陷，如FDM技术所用的塑料、树脂等材料易受潮，这将使材料在打印时无法完全熔融，并造成热熔喷头的堵塞，对物体的最终成型产生十分不利的影响。塑料在熔融到凝固的过程中，由于其拥有收缩性的特性，可能会导致在打印中物体的变形，导致加工精度下降，材料浪费，该文在此提出的改进办法主要是选用收缩率低的材料、采用恒温舱等。

5 3D打印技术的展望――无支撑化3D打印技术的实现

3D打印技术发展至今，一直绕不开的一个话题便是支撑材料，支撑材料使得3D打印物体的种类和样式得到了巨大的扩展，但同时也带来了使用成本的提升，如果可以实现无支撑化的3D打印，实现打印的零耗损，3D打印的材料和时间成本将大大降低。该文在此介绍两种可能实现无支撑的3D打印技术。

5.1 悬浮3D打印技术

这是一项波音公司提出并主导的项目，该技术主要的目的是利用磁悬浮技术使得被打印物体可以悬浮于空中，若这项技术实现，那么在3D打印^程中物体将可以一直保持自己的结构而不变形。并且喷头可以从任意角度对物体进行打印。当前这项技术还处于理论层面，并没有得到实际应用，但是这项技术一旦成功，必将使3D打印乃至整个快速成型行业得到质的飞跃。

5.2 HSS技术

高速激光烧结技术（High Speed Sintering，HSS）是目前谢菲尔德大学增材制造研究中心（The Centre for Advanced Additive Manufacturing （AdAM） at The University of Sheffield）重点研究的项目，并且已取得了一定的进展。把熔融的粉末状金属在低温烧结成打印物体，从而摆脱3D打印对支撑材料的依赖。HSS技术的实现主要基于低共熔合金，这种合金由于熔点的差别，会在一个较低的温度便急速冷却凝固，在这个速度下，无论是拥有多么复杂曲面的几何物体，都可以在没有支撑结构的情况下成形，从而实现无支撑打印。

6 大学生创新创业训练项目――3D打印平台的制作与改进

6.1 研究目的

3D打印是根据数字模型，运用塑料、金属等粉末状的可粘合材料，通过逐层构造的方法来生成实体物品的一种技术。目前，3D打印技术在各个领域都有着普遍的运用，该小组希望通过细致并深入的调研，全面了解3D打印技术，并制造出有实用性的3D打印机。

6.2 项目简介

该小组通过查阅国内外多种期刊文献，并通过实际使用3D打印机，观察其打印过程，对3D打印技术的原理、现状及今后的发展趋势都有了一定的了解并产生了自己对此技术的见解。并基于前期深入的调查研究和Reprap公司的开源3D打印机Prusa I3，自行制造出可用的、稳定的3D打印平台。

6.3 预期效果

基于前期深入的调查研究，该小组将会基于Reprap公司的开源3D打印机Prusa I3，自行制造出可用的、稳定的3D打印平台。制作材料主要包括金属、亚克力板、电路板及用3D打印技术制作出的零件，硬件构建完成后，经过一系列的软件调试和精度调控后，做成可以制作合乎要求的3D打印成品的3D打印平台。（如图5）

6.4 项目特色与创新体现

（1）3D打印技术作为一种简单快捷的快速成型技术，目前已在多个领域得到了普遍应用，具有很强的实用性和深入研究价值。

（2）该组将自行制造出完全可用，精度合乎要求的3D打印平台。

（3）3D打印机的部分硬件由3D打印技术制造完成，充分体现3D打印技术的创新性和相较传统制造业的优势制成的打印平台将可以制造出各种模型及零件，节约时间及经济成本。

7 结语

3D打印技术现在还在发展的上升阶段，虽然我们看到了现在还有很多技术难关，比如彩色打印和悬浮打印很难实现，这都是目前急需改进和发展的东西。不过也有许多地方是目前就可以进行改进和发展的，可以像我们刚才提到的那样从材料上进行改进，或对加工水平进行改进，比如用五轴加工进行改进，把五轴加工结合起来或者是通过对算法和控制系统的改进，达到提高加工精度的目的。相信在不久的将来，3D打印技术能有更好的发展，能做到想打印什么就打印什么，当然，这就需要我们大家共同的努力了。

参考文献

[1] 李轩，莫红，李双双，等.3D 打印技术过程控制问题研究进展[J].自动化学报，2016，42（7）：983-1003.

[2] How a new manufacturing technology will change the world[J].The Economist，2012（9）.

[3] 郭日阳.3D 打印技术及产业前景[J].自动化仪表，2015（3）：5-8.

3d打印技术范文第5篇

关键词：3D打印技术；服装设计；技术创新；应用优势；优化策略

3D打印技术是2D打印切片逐层黏合的三维产品制造技术，通过采用工业印刷技术，能够避免人工誊抄的错误问题，还能够提高信息传输时效性与准确性。在现代服装设计领域中，传统的设计技术局限性逐渐暴露，被称为可能是第三次工业革命开端的3D打印技术，在很大程度上改变了服装设计模式。通过采用3D打印技术，使得服装设计方法得以全面创新，相比于传统的设计方法而言，3D打印技术具有更多的优势，能够全面推动服装设计创新。

13D打印技术简要分析

3D打印技术是以数字化模型为基础的一项快速成型技术，对于部分具有黏合性的材料，利用2D打印方法对基础三维物体，相比于二维打印技术使得空间维度增加。

1.13D打印技术的基本概念

3D打印技术应用在服装设计领域中，能够使得服装设计构思与最终成型实现一致，在各个环节中都能够利用数字控制的方式完成，且所有形状与结构都能过每一层的逐层变化界面与前一层自动连接制造三维形态。现阶段，3D打印技术主要包括挤压技术、线装技术、粒末技术、粉末层喷头技术、层压技术以及光聚合技术等多种形式，挤压技术主要是利用对具有热塑性材料进行逐层挤压的方式进行打印；线装技术通常可以在合金中进行应用；粒末技术主要应用在技术、陶瓷等粉末打印中；粉末层喷头技术也就是石膏打印技术，只在石膏材料中应用；层压技术的打印材料对象较多，包括金属膜、纸张以及塑料薄膜等；光聚合技术的打印材料主要为硬化树脂，利用对光的控制逐层硬化液态材料，使其能够成型。利用3D打印技术对产品进行生产，需要对产品结构进行三维建模处理，之后通过分层技术将模型进行切片处理，每一片路径打印后都需要进行黏合[1]。

1.23D打印技术在服装设计中的应用现状

在2010年前后，荷兰某时装设计师开始将3D打印技术应用在服装设计中，在其作品中展现出了3D打印技术的良好造型能力，极高的精度无法通过传统工艺实现，从而使得具有极强立体感的服装开始出现。尽管服装无法达到具有立体建筑感的立体主义设计效果，但是所设计的固装产品质地较硬，难以实现正常的穿脱，只是作为展示性展品在模特身上进行组装，拆卸后则成为零件状态；在2015年的时装周中，某设计师采用3D打印技术，应用了柔软的质感，在贴合人体曲线的基础上，展现出了3D打印技术的效果，所设计的服装不仅具有良好的观赏性，同时具有实用性。3D打印技术在服装领域的应用经过一段时间发展后，从无法正常穿脱的硬质服装逐渐发展到可以穿脱的柔性服装，3D打印技术采用的设备、方式以及材料等都出现了很大的变化，如图1。我国3D打印行业起步时间较晚，当前较为领先的为龙尼科技打印的3D服装，可以打印硬质与柔性两种不同材料，所以我国3D打印服装领域虽然起步较晚，但是技术创新能力较强，整体发展速度较快[2]。

1.33D打印服装材料分析

现阶段，3D打印技术在服装领域中的应用，主要以FDM、SLS以及SLA三种工艺为主，FDM是指将塑胶材料进行加热熔化后，利用机器挤压到固定位置凝固成型；SLS技术是指将粉末材料加热后，利用高效激光进行烧结打印处理，使其能够成型；SLA技术是指通过紫外光对液态材料进行扫描处理，每一次扫描都会形成一层较薄的切片，从而完成三维模型构建。不同技术对应的材料具有一定差异，比如PLA材料的打印温度在195～210℃范围内，具有不易变形、立体感较强以及完成度较高的优势，但是柔韧性较差，且质感较为僵硬；ABS材料的打印温度在230～250℃范围内，具有不易变形、立体感强的优势，但是柔韧性较差，质感较为僵硬，且不适合家用；TPE材料的打印温度在220～320℃范围内，具有不易变形、质感柔软以及韧性较好的优势，但是造价较高，且当前接受度较低；未来8000树脂材料的打印温度在210～230℃范围内，具有时效性较好、立体感较强以及完成度较高的优势，但是质感较为僵硬，且容易出现破碎问题；塑料粉末材料的打印温度在180～200℃范围内，具有利用率高以及不需要支构等优势，但是产品结构较为疏松，且存在一定的有毒粉尘[3]。

23D打印技术在服装设计中的创新实践

将3D打印技术应用在服装设计中，首先需要完成服装设计方案的图纸绘制，对服装的外形、尺寸以及弧度等数据进行初步设计；之后需要在三维软件中构建服装产品的立体模型，模型设计需要考虑到服装的支撑力、最优厚度以及产品最终效果，支撑力是服装产品能够成型的决定性因素，最优厚度是保证服装设计效果以及打印技术应用效果的基础，产品效果对于三维图纸的设计方案具有指导性作用；之后需要将服装产品进行打印处理，不同产品对于打印设备以及材料的要求不同，为了确保服装3D打印整体效果，需要做好服装产品、打印设备以及打印材料的统一化处理；最后，需要对服装产品进行优化处理，主要是修复3D打印过程中存在的缺陷型问题，并构建实际服装产品与三维设计方案数据库，为后续的服装打印生产提供基础。

2.1确定3D打印设备与材料

服装构件的3D打印材料、3D打印设备分别采用未来8000树脂与3D激光固化打印设备；打印材料为液体状态，聚合固化条件设计为350nm波长的紫外光，打印精度能够达到100um。未来8000树脂材料具有打印成本较低、精度较高、时效性良好以及装配性良好等优势，打印后产品表面较为光滑，打印可以利用丝印技术、电镀技术以及喷漆技术等方式进行处理；未来8000树脂材料的热变形温度为45℃，抗拉伸强度为46MPa，弯曲强度为66MPa，吸水率为0.5%；所采用3D打印设备能够打印的尺寸较大，且精度能够满足需求。

2.2零件成型处理

在服装3D打印技术应用过程中，其基本流程为：（1）对服装产品的结构进行三维建模处理。（2）采用分层技术进行切片，每片路径数据经过扫描后，能够精确地控制在激光器与升降台的工作模式，在激光器紫外线光大道固化套件后，利用计算机数控方式照射液态未来8000树脂材料表面，使其能够固化为一层切片，之后升降台会下降到第二层切片的位置中，按照该顺序规划构成每层切片，实现与上一层的黏合，在服装产品打印完成后，从液体中整体拉出。（3）最后需要做好后期的优化处理，在服装产品全部打印完成后，用砂纸对其进行细化处理，使得服装产品的各个立面更加光滑，保证其良好的光泽度。

2.3服装制作采用

3D打印技术处理的服装，其构件质地较硬，无法与人体实现良好的贴合，需要与传统面料进行结合，在保证服装产品科技感的基础上，提升3D打印服装穿着舒适度。在本次设计中，服装采用的面料特点与花纹，能够与3D打印材料、纹样保持一致；采用双层螺纹织物方式，具有良好的弹性，不仅能够与人体实现良好的贴合，同时具有充分的韧性，使得3D打印服装不会出现变形问题；采用花纹设计感较好，底色和镂空的3D打印衣片融合，立体造型能够透出底布的特点[4]。

33D打印技术在服装设计中的应用问题与发展

通过上文的分析可以明确，3D打印技术已经在服装设计领域取得较为广泛的应用，但是由于3D打印技术的应用实践经验缺乏，与传统设计技术存在较大差异，当前在具体应用中还存在着一些问题，导致3D打印技术的优势难以无法全面发挥。

3.13D打印技术应用局限性分析

首先，发展3D打印服装打印技术受到成本的限制，较高的成本使得3D打印服装难以顺利浸入市场，尽管3D打印技术已经可以在不同质感、不同材料的服装设计中应用，但是3D打印服装的市场价格依然较高，使得3D打印服装难以进入群众的生活，无法成为主流服饰。其次，3D打印服装设计师与模型建造师难以对服装产品达到一致意见，所以要求3D打印服装设计人员能够熟练地应用3D打印技术以及相关建模技术，3D打印服装的设计对于设计人员的专业技术能力具有更高的要求，当前大部分设计师都无法熟练应用3D设计软件，需要较高的学习成本与时间，从而导致3D打印技术难以在服装设计领域中普及，虽然3D打印设备可以实现家用，设计师能够按照自身的想法完成服装设计，但是通常设计师无法自主建模，从而导致3D打印技术的推广难度较高。最后，3D打印服装与传统服饰的制作方式不同，3D打印技术的三维扫描方式能够对高精度产品进行复制与打印，还能够没有误差地对服装进行打印，从而会导致服装设计版权受到侵害，在服装设计知识产权保护方面存在着一定局限性问题，容易引起知识产权纠纷问题[5]。

3.23D打印技术在服装设计中的应用创新策略

虽然3D打印技术在服装设计领域具有众多的优势，但是依然不可避免地存在着一些局限性问题，为了能够推动我国服装设计领域创新发展，需要明确3D打印技术在服装设计领域中的发展性，具体包括如下几项优化措施：（1）3D打印服装产品价格会随着技术的不断成熟而降低，从而逐渐被群众接受与认可，在基础生产设施与技术水平达到一定程度后，针对3D打印服装领域的投资会不断提升，从而形成3D打印服装产业模式，3D打印服装的生产成本自然就会降低，所以需要不断加强基础设施完善，并加强对投资的吸引，使得3D打印服装的生产成本能够得到均摊，进而降低与优化3D打印服装市场价格，使其达到群众可接受的价格范围内，是促进3D打印服装行业发展的有效措施，在具有广阔市场消费空间的基础上，能够推动3D打印服装产业发展。（2）在3D打印技术日益成熟的形势下，3D打印服装的虚拟试衣技术更加人性化，通过虚拟试穿技术能够实现3D打印服装的网络化定制，符合当前服装行业网络化发展的趋势，通过虚拟机器人模型，能够为消费者提供虚拟试穿服务，从而能够按照消费者的自身需求，对3D打印服装的细节进行优化，能够有效提升3D打印服装市场竞争力，还能够降低传统服装领域中模型、仓储等环节的成本支出，进一步降低3D打印服装的生产成本，能够按照消费者的身体特征，对3D打印服装的具体细节进行优化，拉近3D打印服装设计与消费者之间的距离，还能够提升沟通交流效率，使得3D打印服装的建模处理等难度不断降低，所以需要加强对虚拟试穿技术的研发与创新[6]。（3）需要做好3D打印服装产品的产权保护工作，健全相关法律法规体系，保证3D打印服装产品设计知识产权能够得到保护，从而能够激发设计人员积极性，在3D打印服装领域形成以创新为推动力的发展模式，避免3D打印服装知识产权拥有者的合法权益受到侵害，需要在法律以及法规方面不断进行完善，确保3D打印服装领域健康发展，避免抄袭、侵权等问题发生，引导3D打印服装行业不断向前发展，需要相关部门以及管理人员做好基础性工作。

4结束语

综上所述，本文简要阐述了3D打印技术的基本内涵与应用现状，并结合具体实例对3D打印技术的应用方式进行分析，最后总结了当前3D打印技术在服装设计领域中应用存在问题，提出对应的解决措施，希望能够对我国服装设计人员起到一定的借鉴与帮助作用，不断提高3D打印技术应用水平，推动设计理念创新。

参考文献：

[1]王思懿.3D打印技术在服装设计中的应用研究—评《3D服装设计与应用》[J].印染助剂，2020，37(005):1.

[2]薛博文.3D打印技术在服装设计中的应用研究[J].文化产业，2020，000(13):2.

[3]王斯佳，唐红玉，鲍伟，等.3D打印技术应用于服装设计的研究现状[J].纺织科技进展，2020，36(006):4.

[4]严洁如，黄玉冰.3D打印技术对服装设计范式的改变与重构[J].美与时代:创意(上)，2021.12(10):4.

[5]陈常娟.3D打印技术在纺织服装产品设计中的应用[J].上海纺织科技，2020，48(008):5.