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3D打印機(jī)
來(lái)源：作者：日期：2017-11-10 11:24:10點(diǎn)擊：8164次
3D打印
3D打印機(jī)（3D Printers）是可以“打印”出真實(shí)的3D物體的一種設(shè)備，把數(shù)據(jù)和原料放進(jìn)3D打印中，機(jī)器會(huì)按照程序把產(chǎn)品一層層造出來(lái)。打印出的產(chǎn)品，可以即時(shí)使用。
目錄
1、3D打印的簡(jiǎn)介
2、3D打印的歷史發(fā)展
3、3D打印的原理技術(shù)
4、3D打印的過(guò)程
5、3D打印的限制因素
6、3D打印的社會(huì)評(píng)價(jià)
7、3D打印應(yīng)用領(lǐng)域
8、3D打印的重要事件
9、3D打印的發(fā)展方向
10、3D打印的功能
11、3D打印的操作流程
12、3D打印的主要特點(diǎn)
13、3D打印故障排除
14、3D打印發(fā)展現(xiàn)狀
15、3D打印政策引領(lǐng)
1. 3D打印簡(jiǎn)介：
3D打印（3DP)即快速成型技術(shù)的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)。
3D打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。常在模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域被用于制造模型，后逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造，已經(jīng)有使用這種技術(shù)打印而成的零部件。該技術(shù)在珠寶、鞋類、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑、工程和施工（AEC）、汽車，航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程、槍支以及其他領(lǐng)域都有所應(yīng)用。
2. 3D打印歷史發(fā)展：
3D打印技術(shù)出現(xiàn)在20世紀(jì)90年代中期，1986年，美國(guó)科學(xué)家Charles Hull開(kāi)發(fā)了第一臺(tái)商業(yè)3D印刷機(jī)。實(shí)際上是利用光固化和紙層疊等技術(shù)的最新快速成型裝置。它與普通打印工作原理基本相同，打印機(jī)內(nèi)裝有液體或粉末等“打印材料”，與電腦連接后，通過(guò)電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來(lái)，最終把計(jì)算機(jī)上的藍(lán)圖變成實(shí)物。這打印技術(shù)稱為3D立體打印技術(shù)。
德國(guó)發(fā)布了一款迄今為止最高速的納米級(jí)別微型3d打印機(jī)——Photonic Professional GT。 這款Photonic Professional GT 3D打印機(jī)，能制作納米級(jí)別的微型結(jié)構(gòu)，以最高的分辨率，快速的打印寬度，打印出不超過(guò)人類頭發(fā)直徑的三維物體。
2) 最小的3D打印機(jī)
世上最小的3D打印機(jī)來(lái)自維也納技術(shù)大學(xué)，由其化學(xué)研究員和機(jī)械工程師研制。這款迷你3D打印機(jī)只有大裝牛奶盒大小，重量約3.3磅（約1.5公斤），造價(jià)1200歐元（約1.1萬(wàn)元人民幣）。相比于其他的打印技術(shù)，這款3D打印機(jī)的成本大大降低。研發(fā)人員還在對(duì)打印機(jī)進(jìn)行材料和技術(shù)的進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)，希望能夠早日面世。
3) 最大的3D打印
華中科技大學(xué)史玉升科研團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)十多年努力，實(shí)現(xiàn)重大突破，研發(fā)出全球最大的“3D打印機(jī)”。這一“3D打印機(jī)”可加工零件長(zhǎng)寬最大尺寸均達(dá)到1.2米。從理論上說(shuō)，只要長(zhǎng)寬尺寸小于1.2米的零件（高度無(wú)需限制），都可通過(guò)這部機(jī)器“打印”出來(lái)。這項(xiàng)技術(shù)將復(fù)雜的零件制造變?yōu)楹?jiǎn)單的由下至上的二維疊加，大大降低了設(shè)計(jì)與制造的復(fù)雜度，讓一些傳統(tǒng)方式無(wú)法加工的奇異結(jié)構(gòu)制造變得快捷，一些復(fù)雜鑄件的生產(chǎn)由傳統(tǒng)的3個(gè)月縮短到10天左右。
大連理工大學(xué)參與研發(fā)的最大加工尺寸達(dá)1.8米的世界最大激光3D打印機(jī)進(jìn)入調(diào)試階段，其采用“輪廓線掃描”的獨(dú)特技術(shù)路線，可以制作大型工業(yè)樣件及結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鑄造模具。這種基于“輪廓失效”的激光三維打印方法已獲得兩項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利。該激光3D打印機(jī)只需打印零件每一層的輪廓線，使輪廓線上砂子的覆膜樹(shù)脂碳化失效，再按照常規(guī)方法在180℃加熱爐內(nèi)將打印過(guò)的砂子加熱固化和后處理剝離，就可以得到原型件或鑄模。這種打印方法的加工時(shí)間與零件的表面積成正比，大大提升打印效率，打印速度可達(dá)到一般3D打印的5—15倍。
4) 彩印3D打印
2013年5月上市了這種類型的3D打印機(jī)新產(chǎn)品“ProJet x60”系列。ProJet品牌主要有四種造型方法的裝置。其余三種均是使用光硬化性樹(shù)脂的類型，包括用激光硬化光硬化性樹(shù)脂液面的類型、從噴嘴噴出光硬化性樹(shù)脂后照射光進(jìn)行硬化的類型（這種類型的造型材料還可以使用蠟）、向薄膜上的光硬化性樹(shù)脂照射經(jīng)過(guò)掩模的光的類型。高端機(jī)型ProJet 660Pro和ProJet 860Pro可以使用CMYK（青色、洋紅、黃色、黑色）4種顏色的粘合劑，實(shí)現(xiàn)600萬(wàn)色以上的顏色ProJet 260C和ProJet 460Plus使用CMY三種顏色的粘合劑）。
5) 3D打印機(jī)器人
2013年11月23日，西安電子科技大學(xué)展出3D打印機(jī)器人，這是一臺(tái)遠(yuǎn)程體感控制服務(wù)機(jī)器人，最主要的功能是照顧老人。很多老人行動(dòng)不便，有了機(jī)器人助手，只要對(duì)著攝像頭做出手勢(shì)，機(jī)器人就能模仿動(dòng)作去做家務(wù)。
3. 3D打印原理技術(shù)：
日常生活中使用的普通打印機(jī)可以打印電腦設(shè)計(jì)的平面物品，而所謂的3D打印機(jī)與普通打印機(jī)工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，普通打印機(jī)的打印材料是墨水和紙張，而3D打印機(jī)內(nèi)裝有金屬、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是實(shí)實(shí)在在的原材料，打印機(jī)與電腦連接后，通過(guò)電腦控制可以把“打印材料”一層層疊加起來(lái)，最終把計(jì)算機(jī)上的藍(lán)圖變成實(shí)物。通俗地說(shuō)，3D打印機(jī)是可以“打印”出真實(shí)的3D物體的一種設(shè)備，比如打印一個(gè)機(jī)器人、打印玩具車，打印各種模型，甚至是食物等等。之所以通俗地稱其為“打印機(jī)”是參照了普通打印機(jī)的技術(shù)原理，因?yàn)榉謱蛹庸さ倪^(guò)程與噴墨打印十分相似。這項(xiàng)打印技術(shù)稱為3.1 3D立體打印技術(shù)：
3D打印存在著許多不同的技術(shù)。它們的不同之處在于以可用的材料的方式，并以不同層構(gòu)建創(chuàng)建部件。 3D打印常用材料有尼龍玻纖、耐用性尼龍材料、石膏材料、鋁材料、鈦合金、不銹鋼、鍍銀、鍍金、橡膠類材料。選擇性激光燒結(jié)、直接金屬激光燒結(jié)、熔融沉積成型、立體平版印刷、數(shù)字光處理、熔絲制造、電子束熔化成型、選擇性熱燒結(jié)、粉末層噴頭三維打印等等。
3.2 專利技術(shù)
熔融沉積快速成型（Fused Deposition Modeling，F(xiàn)DM）
光固化成型（Stereolithigraphy Apparatus，SLA）
三維粉末粘接（Three Dimensional Printing and Gluing,3DP）
選擇性激光燒結(jié)（Selecting Laser Sintering，SLS）[12-13]
4. 3D打印過(guò)程
4.1三維設(shè)計(jì)
三維打印的設(shè)計(jì)過(guò)程是：先通過(guò)計(jì)算機(jī)建模軟件建模，再將建成的三維模型“分區(qū)”成逐層的截面，即切片，從而指導(dǎo)打印機(jī)逐層打印。
設(shè)計(jì)軟件和打印機(jī)之間協(xié)作的標(biāo)準(zhǔn)文件格式是STL文件格式。一個(gè)STL文件使用三角面來(lái)近似模擬物體的表面。三角面越小其生成的表面分辨率越高。PLY是一種通過(guò)掃描產(chǎn)生的三維文件的掃描器，其生成的VRML或者WRL文件經(jīng)常被用作全彩打印的輸入文件。
4.2切片處理
打印機(jī)通過(guò)讀取文件中的橫截面信息，用液體狀、粉狀或片狀的材料將這些截面逐層地打印出來(lái)，再將各層截面以各種方式粘合起來(lái)從而制造出一個(gè)實(shí)體。這種技術(shù)的特點(diǎn)在于其幾乎可以造出任何形狀的物品。
打印機(jī)打出的截面的厚度（即Z方向）以及平面方向即X-Y方向的分辨率是以dpi（像素每英寸）或者微米來(lái)計(jì)算的。一般的厚度為100微米，即0.1毫米，也有部分打印機(jī)如ObjetConnex 系列還有三維 Systems' ProJet 系列可以打印出16微米薄的一層。而平面方向則可以打印出跟激光打印機(jī)相近的分辨率。打印出來(lái)的“墨水滴”的直徑通常為50到100個(gè)微米。 用傳統(tǒng)方法制造出一個(gè)模型通常需要數(shù)小時(shí)到數(shù)天，根據(jù)模型的尺寸以及復(fù)雜程度而定。而用三維打印的技術(shù)則可以將時(shí)間縮短為數(shù)個(gè)小時(shí)，當(dāng)然其是由打印機(jī)的性能以及模型的尺寸和復(fù)雜程度而定的。
傳統(tǒng)的制造技術(shù)如注塑法可以以較低的成本大量制造聚合物產(chǎn)品，而三維打印技術(shù)則可以以更快，更有彈性以及更低成本的辦法生產(chǎn)數(shù)量相對(duì)較少的產(chǎn)品。一個(gè)桌面尺寸的三維打印機(jī)就可以滿足設(shè)計(jì)者或概念開(kāi)發(fā)小組制造模型的需要。
4.3完成打印
三維打印機(jī)的分辨率對(duì)大多數(shù)應(yīng)用來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠（在彎曲的表面可能會(huì)比較粗糙，像圖像上的鋸齒一樣），要獲得更高分辨率的物品可以通過(guò)如下方法：先用當(dāng)前的三維打印機(jī)打出稍大一點(diǎn)的物體，再稍微經(jīng)過(guò)表面打磨即可得到表面光滑的“高分辨率”物品。
有些技術(shù)可以同時(shí)使用多種材料進(jìn)行打印。有些技術(shù)在打印的過(guò)程中還會(huì)用到支撐物，比如在打印出一些有倒掛狀的物體時(shí)就需要用到一些易于除去的東西（如可溶的東西）作為支撐物。
5. 3D打印限制因素
5.1材料的限制
雖然高端工業(yè)印刷可以實(shí)現(xiàn)塑料、某些金屬或者陶瓷打印， 但無(wú)法實(shí)現(xiàn)打印的材料都是比較昂貴和稀缺的。另外，打印機(jī)也還沒(méi)有達(dá)到成熟的水平，無(wú)法支持日常生活中所接觸到的各種各樣的材料。
研究者們?cè)诙嗖牧洗蛴∩弦呀?jīng)取得了一定的進(jìn)展，但除非這些進(jìn)展達(dá)到成熟并有效，否則材料依然會(huì)是3D打印的一大障礙。
5.2機(jī)器的限制
3D打印技術(shù)在重建物體的幾何形狀和機(jī)能上已經(jīng)獲得了一定的水平，幾乎任何靜態(tài)的形狀都可以被打印出來(lái)，但是那些運(yùn)動(dòng)的物體和它們的清晰度就難以實(shí)現(xiàn)了。這個(gè)困難對(duì)于制造商來(lái)說(shuō)也許是可以解決的，但是3D打印技術(shù)想要進(jìn)入普通家庭，每個(gè)人都能隨意打印想要的東西，那么機(jī)器的限制就必須得到解決才行。
5.3知識(shí)產(chǎn)權(quán)的憂慮
在過(guò)去的幾十年里，音樂(lè)、電影和電視產(chǎn)業(yè)中對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的關(guān)注變得越來(lái)越多。3D打印技術(shù)也會(huì)涉及到這一問(wèn)題，因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)中的很多東西都會(huì)得到更加廣泛的傳播。人們可以隨意復(fù)制任何東西，并且數(shù)量不限。如何制定3D打印的法律法規(guī)用來(lái)保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)，也是我們面臨的問(wèn)題之一，否則就會(huì)出現(xiàn)泛濫的現(xiàn)象。
5.4道德的挑戰(zhàn)
道德是底線。什么樣的東西會(huì)違反道德規(guī)律是很難界定的，如果有人打印出生物器官和活體組織，在不久的將來(lái)會(huì)遇到極大的道德挑戰(zhàn)。
5.5花費(fèi)的承擔(dān)
3D打印技術(shù)需要承擔(dān)的花費(fèi)是高昂的。第一臺(tái)3D打印機(jī)的售價(jià)為1萬(wàn)5。如果想要普及到大眾，降價(jià)是必須的，但又會(huì)與成本形成沖突。
每一種新技術(shù)誕生初期都會(huì)面臨著這些類似的障礙，但相信找到合理的解決方案3D打印技術(shù)的發(fā)展將會(huì)更加迅速，就如同任何渲染軟件一樣，不斷地更新才能達(dá)到最終的完善。
6. 3D打印社會(huì)評(píng)價(jià)
3D打印技術(shù)是無(wú)法應(yīng)用于大量生產(chǎn)，所以有些專家鼓吹3D打印是第三次工業(yè)革命，這個(gè)說(shuō)法只是個(gè)噱頭。富士康為蘋(píng)果代工生產(chǎn)iPhone已經(jīng)多年。郭臺(tái)銘以3D打印制造的手機(jī)為例，說(shuō)明3D打印的產(chǎn)品只能看不能用，因?yàn)檫@些產(chǎn)品上不能加上電子元器件，無(wú)法為電子產(chǎn)品量產(chǎn)。3D打印即使不生產(chǎn)電子產(chǎn)品，但受材料的限制，可以生產(chǎn)的其他產(chǎn)品也很少，“即使生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品，也無(wú)法量產(chǎn)，而且一摔就碎。
“3D打印的確更適合一些小規(guī)模制造，尤其是高端的定制化產(chǎn)品，比如汽車零部件制造。雖然主要材料還是塑料，但未來(lái)金屬材料肯定會(huì)被運(yùn)用到3D打印中來(lái)，”克倫普說(shuō)，3D打印技術(shù)先后進(jìn)入了牙醫(yī)、珠寶、醫(yī)療行業(yè)，未來(lái)可應(yīng)用的范圍會(huì)越來(lái)越廣。2014年11月末，3D打印技術(shù)被《時(shí)代》周刊為2014年25項(xiàng)年度最佳發(fā)明。對(duì)消費(fèi)者和企業(yè)而言，這是個(gè)福音。僅在過(guò)去一年中，中學(xué)生們3D打印了用于物理課實(shí)驗(yàn)的火車車廂，科學(xué)家們3D打印了人類器官組織，通用電氣公司則使用3D打印技術(shù)改進(jìn)了其噴氣引擎的效率。美國(guó)三維系統(tǒng)公司的3D打印機(jī)能打印糖果和樂(lè)器等，該公司首席執(zhí)行官阿維·賴興塔爾說(shuō):“這的確是一種巧奪天工的技術(shù)。”
7. 3D打印應(yīng)用領(lǐng)域
7.1海軍艦艇
2014年7月1日，美國(guó)海軍試驗(yàn)了利用3D打印等先進(jìn)制造技術(shù)快速制造艦艇零件，希望借此提升執(zhí)行任務(wù)速度并降低成本。
2014年6月24日至6月26日，美海軍在作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)活動(dòng)中舉辦了第一屆制匯節(jié)，開(kāi)展了一系列“打印艦艇”研討會(huì)，并在此期間向水手及其他相關(guān)人員介紹了3D打印及增材制造技術(shù)。
美國(guó)海軍致力于未來(lái)在這方面培訓(xùn)水手。采用3D打印及其他先進(jìn)制造方法，能夠顯著提升執(zhí)行任務(wù)速度及預(yù)備狀態(tài)，降低成本，避免從世界各地采購(gòu)艦船配件。
美國(guó)海軍作戰(zhàn)艦隊(duì)后勤科副科長(zhǎng)Phil Cullom表示，考慮到成本及海軍后勤及供應(yīng)鏈現(xiàn)存的漏洞，以及面臨的資源約束，先進(jìn)制造與3D打印的應(yīng)用越來(lái)越廣，他們?cè)O(shè)想了一個(gè)由技術(shù)嫻熟的水手支持的先進(jìn)制造商的全球網(wǎng)絡(luò)，找出問(wèn)題并制造產(chǎn)品.
7.2航天科技
2014年9月底，NASA預(yù)計(jì)將完成首臺(tái)成像望遠(yuǎn)鏡，所有元件基本全部通過(guò)3D打印技術(shù)制造。NASA也因此成為首家嘗試使用3D打印技術(shù)制造整臺(tái)儀器的單位。
這款太空望遠(yuǎn)鏡功能齊全，其50.8毫米的攝像頭使其能夠放進(jìn)立方體衛(wèi)星（CubeSat，一款微型衛(wèi)星）當(dāng)中。據(jù)了解，這款太空望遠(yuǎn)鏡的外管、外擋板及光學(xué)鏡架全部作為單獨(dú)的結(jié)構(gòu)直接打印而成，只有鏡面和鏡頭尚未實(shí)現(xiàn)。該儀器將于2015年開(kāi)展震動(dòng)和熱真空測(cè)試。
這款長(zhǎng)50.8毫米的望遠(yuǎn)鏡將全部由鋁和鈦制成，而且只需通過(guò)3D打印技術(shù)制造4個(gè)零件即可，相比而言，傳統(tǒng)制造方法所需的零件數(shù)是3D打印的5-10倍。此外，在3D打印的望遠(yuǎn)鏡中，可將用來(lái)減少望遠(yuǎn)鏡中雜散光的儀器擋板做成帶有角度的樣式，這是傳統(tǒng)制作方法在一個(gè)零件中所無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。
2014年8月31日，美國(guó)宇航局的工程師們剛剛完成了3D打印火箭噴射器的測(cè)試，本項(xiàng)研究在于提高火箭發(fā)動(dòng)機(jī)某個(gè)組件的性能，由于噴射器內(nèi)液態(tài)氧和氣態(tài)氫一起混合反應(yīng)，這里的燃燒溫度可達(dá)到6000華氏度，大約為3315攝氏度，可產(chǎn)生2萬(wàn)磅的推力，約為9噸左右，驗(yàn)證了3D打印技術(shù)在火箭發(fā)動(dòng)機(jī)制造上的可行性。本項(xiàng)測(cè)試工作位于阿拉巴馬亨茨維爾的美國(guó)宇航局馬歇爾太空飛行中心，這里擁有較為完善的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試條件，工程師可驗(yàn)證3D打印部件在點(diǎn)火環(huán)境中的性能。
制造火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的噴射器需要精度較高的加工技術(shù)，如果使用3D打印技術(shù)，就可以降低制造上的復(fù)雜程度，在計(jì)算機(jī)中建立噴射器的三維圖像，打印的材料為金屬粉末和激光，在較高的溫度下，金屬粉末可被重新塑造成我們需要的樣子?；鸺l(fā)動(dòng)機(jī)中的噴射器內(nèi)有數(shù)十個(gè)噴射元件，要建造大小相似的元件需要一定的加工精度，該技術(shù)測(cè)試成功后將用于制造RS-25發(fā)動(dòng)機(jī)，其作為美國(guó)宇航局未來(lái)太空發(fā)射系統(tǒng)的主要?jiǎng)恿Γ摶鸺蛇\(yùn)載宇航員超越近地軌道，進(jìn)入更遙遠(yuǎn)的深空。馬歇爾中心的工程部主任克里斯認(rèn)為3D打印技術(shù)在火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴油器上應(yīng)用只是第一步，我們的目的在于測(cè)試3D打印部件如何能徹底改變火箭的設(shè)計(jì)與制造，并提高系統(tǒng)的性能，更重要的是可以節(jié)省時(shí)間和成本，不太容易出現(xiàn)故障。本次測(cè)試中，兩具火箭噴射器進(jìn)行了點(diǎn)火，每次5秒，設(shè)計(jì)人員創(chuàng)建的復(fù)雜幾何流體模型允許氧氣和氫氣充分混合，壓力為每平方英寸1400磅。
2014年10月11日，英國(guó)一個(gè)發(fā)燒友團(tuán)隊(duì)用3D打印技術(shù)制出了一枚火箭，他們還準(zhǔn)備讓這個(gè)世界上第一個(gè)打印出來(lái)的火箭升空。該團(tuán)隊(duì)于當(dāng)?shù)貢r(shí)間在倫敦的辦公室向媒體介紹這個(gè)世界第一架用3D打印技術(shù)制造出的火箭。團(tuán)隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)海恩斯說(shuō)，有了3D打印技術(shù)，要制造出高度復(fù)雜的形狀并不困難。就算要修改設(shè)計(jì)原型，只要在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的軟件上做出修改，打印機(jī)將會(huì)做出相對(duì)的調(diào)整。這比之前的傳統(tǒng)制造方式方便許多。既然美國(guó)宇航局已經(jīng)在使用3D打印技術(shù)制造火箭的零件，3D打印技術(shù)的前景是十分光明的。
據(jù)介紹，這個(gè)名為“低軌道氦輔助導(dǎo)航”的工程項(xiàng)目由一家德國(guó)數(shù)據(jù)分析公司贊助。打印出的這枚火箭重3公斤，高度相當(dāng)于一般成年人身高，是該團(tuán)隊(duì)用4年時(shí)間、花了6000英鎊制造出來(lái)的。等一筆1.5萬(wàn)英鎊的資助確定之后，他們將于今年底在新墨西哥州的美國(guó)航天港發(fā)射該火箭。一個(gè)裝滿氦的巨型氣球?qū)鸦鸺嵘?0000米高空，裝置在火箭里的全球定位系統(tǒng)將啟動(dòng)火箭引擎，火箭噴射速度將達(dá)到每小時(shí)1610公里。之后，火箭上的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)將引導(dǎo)火箭回返地球，而里頭的攝像機(jī)將把整個(gè)過(guò)程拍攝下來(lái)。
美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）官網(wǎng)2015年4月21日?qǐng)?bào)道，NASA工程人員正通過(guò)利用增材制造技術(shù)制造首個(gè)全尺寸銅合金火箭發(fā)動(dòng)機(jī)零件以節(jié)約成本，NASA空間技術(shù)任務(wù)部負(fù)責(zé)人表示，這是航空航天領(lǐng)域3D打印技術(shù)應(yīng)用的新里程碑。
2015年6月22日?qǐng)?bào)道，國(guó)營(yíng)企業(yè)俄羅斯技術(shù)集團(tuán)公司以3D打印技術(shù)制造出一架無(wú)人機(jī)樣機(jī)，重3.8公斤，翼展2.4米，飛行時(shí)速可達(dá)90至100公里，續(xù)航能力1至1.5小時(shí)。
公司發(fā)言人弗拉基米爾·庫(kù)塔霍夫介紹，公司用兩個(gè)半月實(shí)現(xiàn)了從概念到原型機(jī)的飛躍，實(shí)際生產(chǎn)耗時(shí)僅為31小時(shí)，制造成本不到20萬(wàn)盧布(約合3700美元)。
2016年4月19日，中科院重慶綠色智能技術(shù)研究院3D打印技術(shù)研究中心
對(duì)外宣布，經(jīng)過(guò)該院和中科院空間應(yīng)用中心兩年多的努力，并在法國(guó)波爾多完成拋物線失重飛行試驗(yàn)，國(guó)內(nèi)首臺(tái)空間在軌3D打印機(jī)宣告研制成功。這臺(tái)3D打印機(jī)可打印最大零部件尺寸達(dá)200×130mm，它可以幫助宇航員在失重環(huán)境下自制所需的零件，大幅提高空間站實(shí)驗(yàn)的靈活性，減少空間站備品備件的種類與數(shù)量和運(yùn)營(yíng)成本，降低空間站對(duì)地面補(bǔ)給的依賴性。
7.3醫(yī)學(xué)領(lǐng)域
1) 3D打印肝臟模型
日本筑波大學(xué)和大日本印刷公司組成的科研團(tuán)隊(duì)2015年7月8日宣布，已研發(fā)出用3D打印機(jī)低價(jià)制作可以看清血管等內(nèi)部結(jié)構(gòu)的肝臟立體模型的方法。據(jù)稱，該方法如果投入應(yīng)用就可以為每位患者制作模型，有助于術(shù)前確認(rèn)手術(shù)順序以及向患者說(shuō)明治療方法。這種模型是根據(jù)CT等醫(yī)療檢查獲得患者數(shù)據(jù)用3D打印機(jī)制作的。模型按照表面外側(cè)線條呈現(xiàn)肝臟整體形狀，詳細(xì)地再現(xiàn)其內(nèi)部的血管和腫瘤。由于肝臟模型內(nèi)部基本是空洞，重要血管等的位置一目了然。據(jù)稱，制作模型需要少量?jī)r(jià)格不菲的樹(shù)脂材料，使原本約30萬(wàn)至40萬(wàn)日元(約合人民幣1.5萬(wàn)至2萬(wàn)元)的制作費(fèi)降到原先的三分之一以下。
利用3D打印技術(shù)制作的內(nèi)臟器官模型主要用于研究，由于價(jià)格高昂，在臨床上沒(méi)有得到普及?？蒲袌F(tuán)隊(duì)表示，他們一方面爭(zhēng)取到2016年度實(shí)現(xiàn)肝臟模型的實(shí)際應(yīng)用，另一方面將推進(jìn)對(duì)胰臟等器官模型制作技術(shù)的研發(fā)。
2) 3D打印頭蓋骨
2014年8月28日，46歲的周至農(nóng)民胡師傅在自家蓋房子時(shí)，從3層樓墜落后砸到一堆木頭上，左腦蓋被撞碎，在當(dāng)?shù)蒯t(yī)院手術(shù)后，胡師傅雖然性命無(wú)損，但左腦蓋凹陷，在別人眼里成了個(gè)“半頭人”。
除了面容異于常人，事故還傷了胡師傅的視力和語(yǔ)言功能。醫(yī)生為幫其恢復(fù)形象，采用3D打印技術(shù)輔助設(shè)計(jì)缺損顱骨外形，設(shè)計(jì)了鈦金屬網(wǎng)重建缺損顱眶骨，制作出缺損的左“腦蓋”，最終實(shí)現(xiàn)左右對(duì)稱。
醫(yī)生稱手術(shù)約需5至10小時(shí)，除了用鈦網(wǎng)支撐起左邊腦蓋外，還需要從腿部取肌肉進(jìn)行填補(bǔ)。手術(shù)后，胡師傅的容貌將恢復(fù)，至于語(yǔ)言功能還得術(shù)后看恢復(fù)情況。
3) 3D打印脊椎植入人體
2014年8月，北京大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)成功地為一名12歲男孩植入了3D打印脊椎，這屬全球首例。據(jù)了解，這位小男孩的脊椎在一次足球受傷之后長(zhǎng)出了一顆惡性腫瘤，醫(yī)生不得不選擇移除掉腫瘤所在的脊椎。不過(guò)，這次的手術(shù)比較特殊的是，醫(yī)生并未采用傳統(tǒng)的脊椎移植手術(shù)，而是嘗試先進(jìn)的3D打印技術(shù)。
研究人員表示，這種植入物可以跟現(xiàn)有骨骼非常好地結(jié)合起來(lái)，而且還能縮短病人的康復(fù)時(shí)間。由于植入的3D脊椎可以很好地跟周圍的骨骼結(jié)合在一起，所以它并不需要太多的“錨定”。此外，研究人員還在上面設(shè)立了微孔洞，它能幫助骨骼在合金之間生長(zhǎng)，換言之，植入進(jìn)去的3D打印脊椎將跟原脊柱牢牢地生長(zhǎng)在一起，這也意味著未來(lái)不會(huì)發(fā)生松動(dòng)的情況。
4) 3D打印手掌治療殘疾
2014年10月，醫(yī)生和科學(xué)家們使用3D打印技術(shù)為英國(guó)蘇格蘭一名5歲女童裝上手掌。
這名女童名為海莉·弗雷澤，出生時(shí)左臂就有殘疾，沒(méi)有手掌，只有手腕。在醫(yī)生和科學(xué)家的合作下，為她設(shè)計(jì)了專用假肢并成功安裝。
5) 3D打印心臟救活2周大先心病嬰兒
2014年10月13日，紐約長(zhǎng)老會(huì)醫(yī)院的埃米爾·巴查博士(Dr.Emile Bacha)醫(yī)生就講述了他使用3D打印的心臟救活一名2周大嬰兒的故事。這名嬰兒患有先天性心臟缺陷，它會(huì)在心臟內(nèi)部制造“大量的洞”。在過(guò)去，這種類型的手術(shù)需要停掉心臟，將其打開(kāi)并進(jìn)行觀察，然后在很短的時(shí)間內(nèi)來(lái)決定接下來(lái)應(yīng)該做什么。
但有了3D打印技術(shù)之后，巴查醫(yī)生就可以在手術(shù)之前制作出心臟的模型，從而使他的團(tuán)隊(duì)可以對(duì)其進(jìn)行檢查，然后決定在手術(shù)當(dāng)中到底應(yīng)該做什么。這名嬰兒原本需要進(jìn)行3-4次手術(shù)，而現(xiàn)在一次就夠了，這名原本被認(rèn)為壽命有限的嬰兒可以過(guò)上正常的生活。
巴查醫(yī)生說(shuō)，他使用了嬰兒的MRI數(shù)據(jù)和3D打印技術(shù)制作了這個(gè)心臟模型。整個(gè)制作過(guò)程共花費(fèi)了數(shù)千美元，不過(guò)他預(yù)計(jì)制作價(jià)格會(huì)在未來(lái)降低。
3D打印技術(shù)能夠讓醫(yī)生提前練習(xí)，從而減少病人在手術(shù)臺(tái)上的時(shí)間。3D模型有助于減少手術(shù)步驟，使手術(shù)變得更為安全。
2015年1月，在邁阿密兒童醫(yī)院，有一位患有“完全型肺靜脈畸形引流(TAPVC)”的4歲女孩Adanelie Gonzalez，由于疾病她的呼吸困難免疫系統(tǒng)薄弱，如果不實(shí)施矯正手術(shù)僅能存活數(shù)周甚至數(shù)日。
心血管外科醫(yī)生借助3D心臟模型的幫助，通過(guò)對(duì)小女孩心臟的完全復(fù)制3D模型，成功地制定出了一個(gè)復(fù)雜的矯正手術(shù)方案。最終根據(jù)方案，成功地為小女孩實(shí)施了永久手術(shù)，現(xiàn)在小女孩的血液恢復(fù)正常流動(dòng)，身體在治療中逐漸恢復(fù)正常。
6) 3D打印制藥
2015年8月5日，首款由Aprecia制藥公司采用3D打印技術(shù)制備的SPRITAM（左乙拉西坦，levetiracetam）速溶片得到美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）上市批準(zhǔn)，并將于2016年正式售賣。這意味著3D打印技術(shù)繼打印人體器官后進(jìn)一步向制藥領(lǐng)域邁進(jìn)，對(duì)未來(lái)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)性制藥、針對(duì)性制藥有重大的意義。該款獲批上市的“左乙拉西坦速溶片”采用了Aprecia公司自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的ZipDose3D打印技術(shù)。
通過(guò)3D打印制藥生產(chǎn)出來(lái)的藥片內(nèi)部具有豐富的孔洞，具有極高的內(nèi)表面積，故能在短時(shí)間內(nèi)迅速被少量的水融化。這樣的特性給某些具有吞咽性障礙的患者帶來(lái)了福音。
這種設(shè)想主要針對(duì)病人對(duì)藥品數(shù)量的需求問(wèn)題，可以有效地減少由于藥品庫(kù)存而引發(fā)的一系列藥品發(fā)潮變質(zhì)、過(guò)期等問(wèn)題。事實(shí)上，3D打印制藥最重要的突破是它能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)為病人量身定做藥品的夢(mèng)想。
7) 3D打印胸腔
最近科學(xué)家們?yōu)閭鹘y(tǒng)的3D打印身體部件增添了一種鈦制的胸骨和胸腔—3D打印胸腔。
這些3D打印部件的幸運(yùn)接受者是一位54歲的西班牙人，他患有一種胸壁肉瘤，這種腫瘤形成于骨骼、軟組織和軟骨當(dāng)中。醫(yī)生不得不切除病人的胸骨和部分肋骨，以此阻止癌細(xì)胞擴(kuò)散。
這些切除的部位需要找到替代品，在正常情況下所使用的金屬盤(pán)會(huì)隨著時(shí)間變得不牢固，并容易引發(fā)并發(fā)癥。澳大利亞的CSIRO公司創(chuàng)造了一種鈦制的胸骨和肋骨，與患者的幾何學(xué)結(jié)構(gòu)完全吻合。
CSIRO公司根據(jù)病人的CT掃描設(shè)計(jì)并制造所需的身體部件。工作人員會(huì)借助CAD軟件設(shè)計(jì)身體部分，輸入到3D打印機(jī)中。手術(shù)完成兩周后，病人就被允許離開(kāi)醫(yī)院了，而且一切狀況良好。
8) 3D血管打印機(jī)
2015年10月，我國(guó)863計(jì)劃3D打印血管項(xiàng)目取得重大突破，世界首創(chuàng)的3D生物血管打印機(jī)由四川藍(lán)光英諾生物科技股份有限公司成功研制問(wèn)世。
該款血管打印機(jī)性能先進(jìn)，僅僅2分鐘便打出10厘米長(zhǎng)的血管。不同于市面上現(xiàn)有的3D生物打印機(jī)，3D生物血管打印機(jī)可以打印出血管獨(dú)有的中空結(jié)構(gòu)、多層不同種類細(xì)胞，這是世界首創(chuàng)。
7.3房屋建筑
2014年8月，10幢3D打印建筑在上海張江高新青浦園區(qū)內(nèi)交付使用，作為當(dāng)?shù)貏?dòng)遷工程的辦公用房。這些“打印”的建筑墻體是用建筑垃圾制成的特殊“油墨”，按照電腦設(shè)計(jì)的圖紙和方案，經(jīng)一臺(tái)大型3D打印機(jī)層層疊加噴繪而成，10幢小屋的建筑過(guò)程僅花費(fèi)24小時(shí)。
2014年9月5日，世界各地的建筑師們正在為打造全球首款3D打印房屋而競(jìng)賽。3D打印房屋在住房容納能力和房屋定制方面具有意義深遠(yuǎn)的突破。在荷蘭首都阿姆斯特丹，一個(gè)建筑師團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開(kāi)始制造全球首棟3D打印房屋，而且采用的建筑材料是可再生的生物基材料。這棟建筑名為“運(yùn)河住宅（Canal House）”，由13間房屋組成。這個(gè)項(xiàng)目位于阿姆斯特丹北部運(yùn)河的一塊空地上，有望3年內(nèi)完工。
在建中的“運(yùn)河住宅”已經(jīng)成了公共博物館，美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬曾經(jīng)到那里參觀。荷蘭DUS建筑師漢斯·韋爾默朗（Hans Vermeulen）在接受BI采訪時(shí)表示，他們的主要目標(biāo)是“能夠提供定制的房屋。”
2014年1月，數(shù)幢使用3D打印技術(shù)建造的建筑亮相蘇州工業(yè)園區(qū)。這批建筑包括一棟面積1100平方米的別墅和一棟6層居民樓。這些建筑的墻體由大型3D打印機(jī)層層疊加噴繪而成，而打印使用的“油墨”則由建筑垃圾制成。
2015年7月17日上午，由3D打印的模塊新材料別墅現(xiàn)身西安，
建造方在三個(gè)小時(shí)完成了別墅的搭建。據(jù)建造方介紹，這座三個(gè)小時(shí)建成的精裝別墅，只要擺上家具就能拎包入住。
7.4汽車行業(yè)
2014年10 月10日，世界首款3D打印汽車終成現(xiàn)實(shí)，這輛由“本地汽車”公司打造的3D打印汽車只有兩個(gè)座位，名字叫“斯特拉迪”，它的制作周期為44個(gè)小時(shí)，并且最高時(shí)速可以達(dá)到80公里每小時(shí)。“斯特拉迪”全身是碳纖維及塑料，利用“3D打印技術(shù)”制造而成。據(jù)悉，全車只使用了40個(gè)零件，且依靠電動(dòng)能源，充一次電花費(fèi)3.5小時(shí)，可以行駛大約100公里
7.5電子行業(yè)
2014年11月10日，全世界首款3D打印的筆記本電腦已開(kāi)始預(yù)售了，它允許任何人在自己的客廳里打印自己的設(shè)備，價(jià)格僅為傳統(tǒng)產(chǎn)品的一半。
這款筆記本電腦名為Pi-Top，將會(huì)到2015年五月才會(huì)正式推出。但是，通過(guò)口耳相傳，它現(xiàn)在已在兩周內(nèi)累計(jì)獲得了7.6萬(wàn)英鎊的預(yù)訂單。
7.6服裝服飾
許多女人深知，遇到一件很合身的衣服是很不容易的事，用3D打印機(jī)制作的衣服，可謂是解決女人們挑選服裝時(shí)遇到困境的萬(wàn)能鑰匙。一個(gè)設(shè)計(jì)工作室已經(jīng)成功使用3D打印技術(shù)制作出服裝，使用此技術(shù)制作出的服裝不但外觀新穎，而且舒適合體。
這件裙子價(jià)格為1.9萬(wàn)人民幣，制作過(guò)程中使用了2，279個(gè)印刷板塊，由3316條鏈子連接。這種被稱作“4D裙”的服裝，就像編織的衣服一樣，很容易就可以從壓縮的狀態(tài)中舒展開(kāi)來(lái)。創(chuàng)始人之一，并擔(dān)任創(chuàng)意總監(jiān)的杰西卡回憶說(shuō)這件衣服花費(fèi)了大約48個(gè)小時(shí)來(lái)印制。這家位于美國(guó)馬薩諸塞州的公司還編寫(xiě)了一個(gè)適用于智能手機(jī)和平板電腦的應(yīng)用程序，這有助于用戶調(diào)整自己的衣服。使用這個(gè)應(yīng)用程序，可以改變衣服的風(fēng)格和舒適性。
7.7無(wú)影高跟鞋
2015年8月27日，深圳美女創(chuàng)客SexyCyborg發(fā)明了“無(wú)影高跟鞋”。它里面是空的，可以裝進(jìn)去一套安全滲透測(cè)試工具包。“無(wú)影高跟鞋”足以令一些美女級(jí)黑客輕松攻破某些企業(yè)或政府機(jī)構(gòu)的防御，獲取到有價(jià)值的重要信息。每只鞋里面都有一個(gè)抽屜，使用者不用脫鞋就能把它拿下來(lái)。然后再把一套滲透測(cè)試套件裝進(jìn)去，其中的部件都是黑客用的裝備。
7.8美容護(hù)膚
3D打印技術(shù)未來(lái)也可能會(huì)幫助愛(ài)美人士進(jìn)行整容，說(shuō)不定未來(lái)最有效果的青春痘的治療方法就是通過(guò)3D打印技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)呢！不僅青春痘,包括祛斑、美白等領(lǐng)域都有希望使用到3D打印技術(shù)的！
2013年9至12月，日本橫濱某大學(xué)職員居村佳知(28歲)用家里的電腦和3D打印機(jī)制作出樹(shù)脂材料的槍支部件，并組裝成兩把手槍。
2013年11月，涉案男子居村佳知在社交網(wǎng)絡(luò)上稱“雖然已經(jīng)依照《槍刀法》進(jìn)行了改造，但仍有被警察搜查的風(fēng)險(xiǎn)，可這是有意義的行為”、“我要進(jìn)行日本第一把6連發(fā)3D打印左輪手槍的試射”，暗示將公布試射視頻。居村隨后在視頻網(wǎng)站上傳了自制左輪手槍的射擊視頻。神奈川警方2014年掌握這些線索后，隨即對(duì)其展開(kāi)了調(diào)查。
2014年4月居村佳知在家中持有這些槍支。
2014年10月20日，日本橫濱地方法院對(duì)前大學(xué)職員居村佳知(28歲)被控違反《槍刀法》和《武器等制造法》用3D打印機(jī)自制手槍案做出判決，判處被告有期徒刑兩年。檢方求刑3年零6個(gè)月。檢方在總結(jié)陳詞中指出，被告在網(wǎng)上公開(kāi)槍支制造方法和3D數(shù)據(jù)，濫用3D打印機(jī)可能會(huì)從根本上顛覆通過(guò)槍支管制維護(hù)的社會(huì)治安，“刑事責(zé)任重大”。辯方則表示“被告并未意識(shí)到自己違法”，要求判處緩刑。
9. 3D打印發(fā)展方向
9.1標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)的制定機(jī)構(gòu)
當(dāng)一間實(shí)驗(yàn)室作出了圖紙，需要拿出來(lái)共享時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)有太多的格式和標(biāo)準(zhǔn)了，因此，3D 打印原型機(jī)這個(gè)領(lǐng)域看起來(lái)像是野蠻生長(zhǎng)，毫無(wú)標(biāo)準(zhǔn)。
9.2開(kāi)源的設(shè)計(jì)、配置和軟件
當(dāng)有了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)后，3D 打印行業(yè)將會(huì)迎來(lái)開(kāi)源?，F(xiàn)在，太多的團(tuán)隊(duì)注重提高自己的3D 打印水平，在自我的閉環(huán)中發(fā)展。實(shí)際上，行業(yè)需要設(shè)備和軟件的開(kāi)源，在統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)下產(chǎn)生更多有用、高效、開(kāi)放的創(chuàng)新。
9.3原型機(jī)實(shí)驗(yàn)室
原型機(jī)打印并不受到重視，所以現(xiàn)在很多醫(yī)療器械商都是在一個(gè)臟亂、布滿灰塵的地方放置打印設(shè)備。其實(shí)，現(xiàn)在已經(jīng)有商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的3D 打印實(shí)驗(yàn)室，來(lái)幫助這些企業(yè)打印出質(zhì)量更高的原型機(jī)。
10. 3D打印機(jī)的功能
10.1速度快，時(shí)間短，質(zhì)量高
10.2成本低省錢省力省料更快更環(huán)保
10.3外形美更美觀更環(huán)保
10.4太空夢(mèng)就地取材批量打印
10.5不同的顏色和硬、軟、不透明或透明塑料一次將原型完整的打印。
10.6支持任何顏色、透明度和硬度。此外顏色紋理可以通過(guò)從CAD工具導(dǎo)入VRML文件實(shí)現(xiàn)充分完整地加載。
10.7能夠制作生產(chǎn)工具、模具、教學(xué)、醫(yī)學(xué)、等等用具及其他模型，真正將3D打印的多功能應(yīng)用推向新的高度。
使用3D打印機(jī)的流程是：
a. 輕點(diǎn)電腦屏幕上的“打印”按鈕，一份數(shù)字文件便被傳送到一臺(tái)噴墨打印機(jī)上，它將一層墨水噴到紙的表面以形成一副二維圖像。
b. 而在3D打印時(shí)，軟件通過(guò)電腦輔助設(shè)計(jì)技術(shù)（CAD）完成一系列數(shù)字切片，并將這些切片的信息傳送到3D打印機(jī)上，后者會(huì)將連續(xù)的薄型層面堆疊起來(lái)，直到一個(gè)固態(tài)物體成型。
12. 3D打印的主要特點(diǎn)
12.1 3D打印帶來(lái)了世界性制造業(yè)革命，以前是部件設(shè)計(jì)完全依賴于生產(chǎn)工藝能否實(shí)現(xiàn)，而12.2 3D打印機(jī)的出現(xiàn)，將會(huì)顛覆這一生產(chǎn)思路，這使得企業(yè)在生產(chǎn)部件的時(shí)候不再考慮生產(chǎn)工藝問(wèn)題，任何復(fù)雜形狀的設(shè)計(jì)均可以通過(guò)3D打印機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
12.3 3D打印無(wú)需機(jī)械加工或模具，就能直接從計(jì)算機(jī)圖形數(shù)據(jù)中生成任何形狀的物體， 從而極大地縮短了產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)率。盡管仍有待完善，但3D打印技術(shù)市場(chǎng)潛力巨大，勢(shì)必成為未來(lái)制造業(yè)的眾多突破技術(shù)之一。
12.4 3D打印使得人們可以在一些電子產(chǎn)品商店購(gòu)買到這類打印機(jī)，工廠也在進(jìn)行直接銷售?？茖W(xué)家們表示，三維打印機(jī)的使用范圍還很有限，不過(guò)在未來(lái)的某一天人們一定可以通過(guò)3D打印機(jī)打印出更實(shí)用的物品。
12.5 3D打印技術(shù)對(duì)美國(guó)太空總署的太空探索任務(wù)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，國(guó)際空間站現(xiàn)有的三成以上的備用部件都可由這臺(tái)3D打印機(jī)制造。這臺(tái)設(shè)備將使用聚合物和其他材料，利用擠壓增量制造技術(shù)逐層制造物品。3D打印實(shí)驗(yàn)是美國(guó)太空總署未來(lái)重點(diǎn)研究項(xiàng)目之一，3D打印零部件和工具將增強(qiáng)太空任務(wù)的可靠性和安全性，同時(shí)由于不必從地球運(yùn)輸，可降低太空任務(wù)成本。
13. 3D打印故障排除
13.1翹邊
首先調(diào)節(jié)平臺(tái)下旋鈕使平臺(tái)降至最低 然后打印機(jī)選擇設(shè)置中的平臺(tái)校準(zhǔn)；然后在每次噴頭下降到校準(zhǔn)點(diǎn)時(shí) 調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)平臺(tái)角的旋鈕使平臺(tái)剛好與噴頭接觸；照此方法將四個(gè)平臺(tái)角校準(zhǔn)一遍 然后進(jìn)行第二次校準(zhǔn) 這次不需要降低平臺(tái)只需要對(duì)噴頭和平臺(tái)間的距離進(jìn)行微調(diào)使之完美貼合（如果剛剛好就不要調(diào)節(jié)）然后確認(rèn)機(jī)器重啟大功告成；
13.2噴頭堵塞
通過(guò)操作軟件把噴頭關(guān)閉，再移開(kāi)噴頭離開(kāi)打印中的模型；
把原料從噴頭上扒開(kāi)，防止進(jìn)一步堵塞；
把噴嘴殘留的塑料清走；
開(kāi)啟噴頭工作，等噴頭里面的塑料融化后會(huì)自動(dòng)噴出；
從新把塑料耗材插上噴頭；
3D打印機(jī)擱置時(shí)
① 平臺(tái)清理
找一塊不掉毛的絨布，在上面加上一點(diǎn)點(diǎn)外用酒精或者一些丙酮指甲油清洗劑，輕輕的擦拭，就可將平臺(tái)清理干凈了。
② 噴嘴內(nèi)殘料清理
先預(yù)熱噴頭到220℃左右，然后用鑷子慢慢將里面的廢絲拔出來(lái)，或者拆下噴嘴進(jìn)行徹底清理。
③ 其他清理
將3D打印機(jī)機(jī)箱下面的垃圾收拾干凈，給缺油的部件做好潤(rùn)滑，用干凈的布將電機(jī)、絲桿等組件上面的油污擦拭干凈。
做好以上幾點(diǎn)清理后，將機(jī)器遮蓋好后便可長(zhǎng)期存放。設(shè)備日常使用過(guò)程中，養(yǎng)成良好的保養(yǎng)習(xí)慣可延長(zhǎng)它的使用時(shí)間。
14. 3D打印發(fā)展現(xiàn)狀
14.1價(jià)格因素
大多數(shù)桌面級(jí)3D打印機(jī)的售價(jià)在2萬(wàn)元人民幣左右，一些國(guó)內(nèi)研發(fā)的產(chǎn)品價(jià)格2000~20000元。但是據(jù)3D打印機(jī)代理商透露，國(guó)產(chǎn)的3D打印機(jī)雖然價(jià)格低，但質(zhì)量很難保障。對(duì)于桌面級(jí)3D打印機(jī)來(lái)說(shuō)，由于僅能打印塑料產(chǎn)品，因此使用范圍非常有限，而且對(duì)于家庭用戶來(lái)說(shuō)，3D打印機(jī)的使用成本仍然很高。因?yàn)樵诖蛴∫粋€(gè)物品之前，人們必須會(huì)懂得3建模，然后將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成3D打印機(jī)能夠讀取的格式，最后再進(jìn)行打印。
14.2原材料
3D打印不是一項(xiàng)高深艱難的技術(shù)。它與普通打印的區(qū)別就在于打印材料。以色列的Object是掌握最多打印材料的公司。它已經(jīng)可以使用14種基本材料并在此基礎(chǔ)上混搭出107種材料，兩種材料的混搭使用、上色也已經(jīng)是現(xiàn)實(shí)。但是，這些材料種類與人們生活的大千世界里的材料相比，還相差甚遠(yuǎn)。不僅如此，這些材料的價(jià)格便宜的幾百元一公斤，最貴的要四萬(wàn)元左右。
14.3風(fēng)險(xiǎn)成本
如同核反應(yīng)既能發(fā)電，又能破壞一樣。3D打印技術(shù)在初期就讓人們看到了一系列隱憂，而未來(lái)的發(fā)展也會(huì)令不少人擔(dān)心。如果什么都能徹底復(fù)制，想到什么就能制造出什么，聽(tīng)上去很美的同時(shí)，也著實(shí)讓人恐懼。
14.4 3D打印悖論
3d打印是一層層來(lái)制作物品，如果想把物品制作的更精細(xì)，則需要每層厚度減?。蝗绻胩岣叽蛴∷俣?，則需要增加層厚，而這勢(shì)必影響產(chǎn)品的精度質(zhì)量。若生產(chǎn)同樣精度的產(chǎn)品，同傳統(tǒng)的大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)相比，沒(méi)有成本上的優(yōu)勢(shì)，尤其是考慮到時(shí)間成本，規(guī)模成本之后。
14.5行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
21世紀(jì)3D打印機(jī)生產(chǎn)商是百花齊放。 3D打印機(jī)缺乏標(biāo)準(zhǔn)，同一個(gè)3D模型給不同的打印機(jī)打印，所得到的結(jié)果是大不相同的。此外，打印原材料也缺乏標(biāo)準(zhǔn)，2012-2013年3D打印機(jī)廠商都想讓消費(fèi)者買自己提供的打印原料，這樣他們能獲取穩(wěn)定的收入。這樣做雖然可以理解，畢竟普通打印機(jī)也走這一模式，但3d打印機(jī)生產(chǎn)商所用的原料一致性太差，從形式到內(nèi)容千差萬(wàn)別，這讓材料生產(chǎn)商很難進(jìn)入，研發(fā)成本和供貨風(fēng)險(xiǎn)都很大，難以形成產(chǎn)業(yè)鏈。
14.6工序問(wèn)題
很多人可能以為3D打印就是電腦上設(shè)計(jì)一個(gè)模型，不管多復(fù)雜的內(nèi)面，結(jié)構(gòu)，摁一下按鈕，3D打印機(jī)就能打印一個(gè)成品。這個(gè)印象其實(shí)不正確。真正設(shè)計(jì)一個(gè)模型，特別是一個(gè)復(fù)雜的模型，需要大量的工程，結(jié)構(gòu)方面的知識(shí)，需要精細(xì)的技巧，并根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整。用塑料熔融打印來(lái)舉例，如果在一個(gè)復(fù)雜部件內(nèi)部沒(méi)有設(shè)計(jì)合理的支撐，打印的結(jié)果很可能是會(huì)變形的。后期的工序也通常避免不了。媒體將3D打印描述成打印完畢就能直接使用的神器?？墒聦?shí)上制作完成后還需要一些后續(xù)工藝：或打磨，或燒結(jié)，或組裝，或切割，這些過(guò)程通常需要大量的手工工作。
14.7健康危害
3D打印技術(shù)日漸普及，應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、建筑和軍事等范疇，甚至開(kāi)始家用化。但該技術(shù)在逐漸被廣泛應(yīng)用的同時(shí)，危害也日趨暴露出來(lái)。家用3D打印機(jī)在室內(nèi)運(yùn)作時(shí)，會(huì)釋放大量有毒超微細(xì)粒子（UFP），有害程度相當(dāng)于吸食香煙，影響人體健康。市面上的3D打印機(jī)首先將塑料加熱，然后通過(guò)噴嘴噴出，造出設(shè)計(jì)模型。這過(guò)程類似工業(yè)生產(chǎn)，會(huì)釋出有毒物質(zhì)，但一般家用者不會(huì)使用防護(hù)裝備。微粒會(huì)在空中飄浮，容易被人吸入肺部甚至腦部，過(guò)度積聚可能會(huì)引發(fā)肺病、血液及神經(jīng)系統(tǒng)疾病，甚至導(dǎo)致死亡。研究員測(cè)試五款市面熱銷的3D打印機(jī)，發(fā)現(xiàn)它們釋放的超微細(xì)粒子數(shù)量驚人。例如，以PLA聚合物作低溫打印，最低每分鐘釋放二百億微粒;在高溫下以其他物料打印，每分鐘釋放的微粒更可多達(dá)二千億粒。這些3D打印機(jī)的微粒釋放量，有如在室內(nèi)開(kāi)火爐、燒香味蠟燭或燃燒香煙。
14.8缺乏設(shè)計(jì)
都說(shuō)3D打印能給人們巨大的生產(chǎn)自由度，能生產(chǎn)前所未有的東西?？芍钡?012年，這種“殺手”級(jí)別的產(chǎn)品還很少，幾乎沒(méi)有。做些小規(guī)模的飾品，藝術(shù)品是可以的，做逆向工程也可以的，但要談到大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，3D打印還不能取代傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式。如果3D打印能生產(chǎn)別的工藝所不能生產(chǎn)的產(chǎn)品，而這種產(chǎn)品又能極大提高某些性能，或能極大改善生活的品質(zhì)，這樣或許能更快的促進(jìn)3d打印機(jī)的普及?？?012-2013年3D打印機(jī)這方面并不盡如人意。
15. 3D打印政策引領(lǐng)
2015年8月23日，中共中央政治局常委、國(guó)務(wù)院總理李克強(qiáng)主持國(guó)務(wù)院專題講座，討論加快發(fā)展先進(jìn)制造與3D打印等問(wèn)題。
3D打印機(jī)（3D Printers）是可以“打印”出真實(shí)的3D物體的一種設(shè)備，把數(shù)據(jù)和原料放進(jìn)3D打印中，機(jī)器會(huì)按照程序把產(chǎn)品一層層造出來(lái)。打印出的產(chǎn)品，可以即時(shí)使用。
| 中文名 | 英文名 | 分 類 |
功 能 |
| 打印 | 3D printing | 計(jì)算機(jī) | 計(jì)算機(jī)圖形數(shù)據(jù)中生成物體 |
目錄
1、3D打印的簡(jiǎn)介
2、3D打印的歷史發(fā)展
3、3D打印的原理技術(shù)
4、3D打印的過(guò)程
5、3D打印的限制因素
6、3D打印的社會(huì)評(píng)價(jià)
7、3D打印應(yīng)用領(lǐng)域
8、3D打印的重要事件
9、3D打印的發(fā)展方向
10、3D打印的功能
11、3D打印的操作流程
12、3D打印的主要特點(diǎn)
13、3D打印故障排除
14、3D打印發(fā)展現(xiàn)狀
15、3D打印政策引領(lǐng)
1. 3D打印簡(jiǎn)介：
3D打印（3DP)即快速成型技術(shù)的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)。
3D打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。常在模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域被用于制造模型，后逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造，已經(jīng)有使用這種技術(shù)打印而成的零部件。該技術(shù)在珠寶、鞋類、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑、工程和施工（AEC）、汽車，航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程、槍支以及其他領(lǐng)域都有所應(yīng)用。
2. 3D打印歷史發(fā)展：
3D打印技術(shù)出現(xiàn)在20世紀(jì)90年代中期，1986年，美國(guó)科學(xué)家Charles Hull開(kāi)發(fā)了第一臺(tái)商業(yè)3D印刷機(jī)。實(shí)際上是利用光固化和紙層疊等技術(shù)的最新快速成型裝置。它與普通打印工作原理基本相同，打印機(jī)內(nèi)裝有液體或粉末等“打印材料”，與電腦連接后，通過(guò)電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來(lái)，最終把計(jì)算機(jī)上的藍(lán)圖變成實(shí)物。這打印技術(shù)稱為3D立體打印技術(shù)。
2.1研發(fā)產(chǎn)品
1) 家用3D打印德國(guó)發(fā)布了一款迄今為止最高速的納米級(jí)別微型3d打印機(jī)——Photonic Professional GT。 這款Photonic Professional GT 3D打印機(jī)，能制作納米級(jí)別的微型結(jié)構(gòu)，以最高的分辨率，快速的打印寬度，打印出不超過(guò)人類頭發(fā)直徑的三維物體。
2) 最小的3D打印機(jī)
世上最小的3D打印機(jī)來(lái)自維也納技術(shù)大學(xué)，由其化學(xué)研究員和機(jī)械工程師研制。這款迷你3D打印機(jī)只有大裝牛奶盒大小，重量約3.3磅（約1.5公斤），造價(jià)1200歐元（約1.1萬(wàn)元人民幣）。相比于其他的打印技術(shù)，這款3D打印機(jī)的成本大大降低。研發(fā)人員還在對(duì)打印機(jī)進(jìn)行材料和技術(shù)的進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)，希望能夠早日面世。
3) 最大的3D打印
華中科技大學(xué)史玉升科研團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)十多年努力，實(shí)現(xiàn)重大突破，研發(fā)出全球最大的“3D打印機(jī)”。這一“3D打印機(jī)”可加工零件長(zhǎng)寬最大尺寸均達(dá)到1.2米。從理論上說(shuō)，只要長(zhǎng)寬尺寸小于1.2米的零件（高度無(wú)需限制），都可通過(guò)這部機(jī)器“打印”出來(lái)。這項(xiàng)技術(shù)將復(fù)雜的零件制造變?yōu)楹?jiǎn)單的由下至上的二維疊加，大大降低了設(shè)計(jì)與制造的復(fù)雜度，讓一些傳統(tǒng)方式無(wú)法加工的奇異結(jié)構(gòu)制造變得快捷，一些復(fù)雜鑄件的生產(chǎn)由傳統(tǒng)的3個(gè)月縮短到10天左右。
大連理工大學(xué)參與研發(fā)的最大加工尺寸達(dá)1.8米的世界最大激光3D打印機(jī)進(jìn)入調(diào)試階段，其采用“輪廓線掃描”的獨(dú)特技術(shù)路線，可以制作大型工業(yè)樣件及結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鑄造模具。這種基于“輪廓失效”的激光三維打印方法已獲得兩項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利。該激光3D打印機(jī)只需打印零件每一層的輪廓線，使輪廓線上砂子的覆膜樹(shù)脂碳化失效，再按照常規(guī)方法在180℃加熱爐內(nèi)將打印過(guò)的砂子加熱固化和后處理剝離，就可以得到原型件或鑄模。這種打印方法的加工時(shí)間與零件的表面積成正比，大大提升打印效率，打印速度可達(dá)到一般3D打印的5—15倍。
4) 彩印3D打印
2013年5月上市了這種類型的3D打印機(jī)新產(chǎn)品“ProJet x60”系列。ProJet品牌主要有四種造型方法的裝置。其余三種均是使用光硬化性樹(shù)脂的類型，包括用激光硬化光硬化性樹(shù)脂液面的類型、從噴嘴噴出光硬化性樹(shù)脂后照射光進(jìn)行硬化的類型（這種類型的造型材料還可以使用蠟）、向薄膜上的光硬化性樹(shù)脂照射經(jīng)過(guò)掩模的光的類型。高端機(jī)型ProJet 660Pro和ProJet 860Pro可以使用CMYK（青色、洋紅、黃色、黑色）4種顏色的粘合劑，實(shí)現(xiàn)600萬(wàn)色以上的顏色ProJet 260C和ProJet 460Plus使用CMY三種顏色的粘合劑）。
5) 3D打印機(jī)器人
2013年11月23日，西安電子科技大學(xué)展出3D打印機(jī)器人，這是一臺(tái)遠(yuǎn)程體感控制服務(wù)機(jī)器人，最主要的功能是照顧老人。很多老人行動(dòng)不便，有了機(jī)器人助手，只要對(duì)著攝像頭做出手勢(shì)，機(jī)器人就能模仿動(dòng)作去做家務(wù)。
3. 3D打印原理技術(shù)：
日常生活中使用的普通打印機(jī)可以打印電腦設(shè)計(jì)的平面物品，而所謂的3D打印機(jī)與普通打印機(jī)工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，普通打印機(jī)的打印材料是墨水和紙張，而3D打印機(jī)內(nèi)裝有金屬、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是實(shí)實(shí)在在的原材料，打印機(jī)與電腦連接后，通過(guò)電腦控制可以把“打印材料”一層層疊加起來(lái)，最終把計(jì)算機(jī)上的藍(lán)圖變成實(shí)物。通俗地說(shuō)，3D打印機(jī)是可以“打印”出真實(shí)的3D物體的一種設(shè)備，比如打印一個(gè)機(jī)器人、打印玩具車，打印各種模型，甚至是食物等等。之所以通俗地稱其為“打印機(jī)”是參照了普通打印機(jī)的技術(shù)原理，因?yàn)榉謱蛹庸さ倪^(guò)程與噴墨打印十分相似。這項(xiàng)打印技術(shù)稱為3.1 3D立體打印技術(shù)：
3D打印存在著許多不同的技術(shù)。它們的不同之處在于以可用的材料的方式，并以不同層構(gòu)建創(chuàng)建部件。 3D打印常用材料有尼龍玻纖、耐用性尼龍材料、石膏材料、鋁材料、鈦合金、不銹鋼、鍍銀、鍍金、橡膠類材料。選擇性激光燒結(jié)、直接金屬激光燒結(jié)、熔融沉積成型、立體平版印刷、數(shù)字光處理、熔絲制造、電子束熔化成型、選擇性熱燒結(jié)、粉末層噴頭三維打印等等。
3.2 專利技術(shù)
熔融沉積快速成型（Fused Deposition Modeling，F(xiàn)DM）
光固化成型（Stereolithigraphy Apparatus，SLA）
三維粉末粘接（Three Dimensional Printing and Gluing,3DP）
選擇性激光燒結(jié)（Selecting Laser Sintering，SLS）[12-13]
4. 3D打印過(guò)程
4.1三維設(shè)計(jì)
三維打印的設(shè)計(jì)過(guò)程是：先通過(guò)計(jì)算機(jī)建模軟件建模，再將建成的三維模型“分區(qū)”成逐層的截面，即切片，從而指導(dǎo)打印機(jī)逐層打印。
設(shè)計(jì)軟件和打印機(jī)之間協(xié)作的標(biāo)準(zhǔn)文件格式是STL文件格式。一個(gè)STL文件使用三角面來(lái)近似模擬物體的表面。三角面越小其生成的表面分辨率越高。PLY是一種通過(guò)掃描產(chǎn)生的三維文件的掃描器，其生成的VRML或者WRL文件經(jīng)常被用作全彩打印的輸入文件。
4.2切片處理
打印機(jī)通過(guò)讀取文件中的橫截面信息，用液體狀、粉狀或片狀的材料將這些截面逐層地打印出來(lái)，再將各層截面以各種方式粘合起來(lái)從而制造出一個(gè)實(shí)體。這種技術(shù)的特點(diǎn)在于其幾乎可以造出任何形狀的物品。
打印機(jī)打出的截面的厚度（即Z方向）以及平面方向即X-Y方向的分辨率是以dpi（像素每英寸）或者微米來(lái)計(jì)算的。一般的厚度為100微米，即0.1毫米，也有部分打印機(jī)如ObjetConnex 系列還有三維 Systems' ProJet 系列可以打印出16微米薄的一層。而平面方向則可以打印出跟激光打印機(jī)相近的分辨率。打印出來(lái)的“墨水滴”的直徑通常為50到100個(gè)微米。 用傳統(tǒng)方法制造出一個(gè)模型通常需要數(shù)小時(shí)到數(shù)天，根據(jù)模型的尺寸以及復(fù)雜程度而定。而用三維打印的技術(shù)則可以將時(shí)間縮短為數(shù)個(gè)小時(shí)，當(dāng)然其是由打印機(jī)的性能以及模型的尺寸和復(fù)雜程度而定的。
傳統(tǒng)的制造技術(shù)如注塑法可以以較低的成本大量制造聚合物產(chǎn)品，而三維打印技術(shù)則可以以更快，更有彈性以及更低成本的辦法生產(chǎn)數(shù)量相對(duì)較少的產(chǎn)品。一個(gè)桌面尺寸的三維打印機(jī)就可以滿足設(shè)計(jì)者或概念開(kāi)發(fā)小組制造模型的需要。
4.3完成打印
三維打印機(jī)的分辨率對(duì)大多數(shù)應(yīng)用來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠（在彎曲的表面可能會(huì)比較粗糙，像圖像上的鋸齒一樣），要獲得更高分辨率的物品可以通過(guò)如下方法：先用當(dāng)前的三維打印機(jī)打出稍大一點(diǎn)的物體，再稍微經(jīng)過(guò)表面打磨即可得到表面光滑的“高分辨率”物品。
有些技術(shù)可以同時(shí)使用多種材料進(jìn)行打印。有些技術(shù)在打印的過(guò)程中還會(huì)用到支撐物，比如在打印出一些有倒掛狀的物體時(shí)就需要用到一些易于除去的東西（如可溶的東西）作為支撐物。
5. 3D打印限制因素
5.1材料的限制
雖然高端工業(yè)印刷可以實(shí)現(xiàn)塑料、某些金屬或者陶瓷打印， 但無(wú)法實(shí)現(xiàn)打印的材料都是比較昂貴和稀缺的。另外，打印機(jī)也還沒(méi)有達(dá)到成熟的水平，無(wú)法支持日常生活中所接觸到的各種各樣的材料。
研究者們?cè)诙嗖牧洗蛴∩弦呀?jīng)取得了一定的進(jìn)展，但除非這些進(jìn)展達(dá)到成熟并有效，否則材料依然會(huì)是3D打印的一大障礙。
5.2機(jī)器的限制
3D打印技術(shù)在重建物體的幾何形狀和機(jī)能上已經(jīng)獲得了一定的水平，幾乎任何靜態(tài)的形狀都可以被打印出來(lái)，但是那些運(yùn)動(dòng)的物體和它們的清晰度就難以實(shí)現(xiàn)了。這個(gè)困難對(duì)于制造商來(lái)說(shuō)也許是可以解決的，但是3D打印技術(shù)想要進(jìn)入普通家庭，每個(gè)人都能隨意打印想要的東西，那么機(jī)器的限制就必須得到解決才行。
5.3知識(shí)產(chǎn)權(quán)的憂慮
在過(guò)去的幾十年里，音樂(lè)、電影和電視產(chǎn)業(yè)中對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的關(guān)注變得越來(lái)越多。3D打印技術(shù)也會(huì)涉及到這一問(wèn)題，因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)中的很多東西都會(huì)得到更加廣泛的傳播。人們可以隨意復(fù)制任何東西，并且數(shù)量不限。如何制定3D打印的法律法規(guī)用來(lái)保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)，也是我們面臨的問(wèn)題之一，否則就會(huì)出現(xiàn)泛濫的現(xiàn)象。
5.4道德的挑戰(zhàn)
道德是底線。什么樣的東西會(huì)違反道德規(guī)律是很難界定的，如果有人打印出生物器官和活體組織，在不久的將來(lái)會(huì)遇到極大的道德挑戰(zhàn)。
5.5花費(fèi)的承擔(dān)
3D打印技術(shù)需要承擔(dān)的花費(fèi)是高昂的。第一臺(tái)3D打印機(jī)的售價(jià)為1萬(wàn)5。如果想要普及到大眾，降價(jià)是必須的，但又會(huì)與成本形成沖突。
每一種新技術(shù)誕生初期都會(huì)面臨著這些類似的障礙，但相信找到合理的解決方案3D打印技術(shù)的發(fā)展將會(huì)更加迅速，就如同任何渲染軟件一樣，不斷地更新才能達(dá)到最終的完善。
6. 3D打印社會(huì)評(píng)價(jià)
3D打印技術(shù)是無(wú)法應(yīng)用于大量生產(chǎn)，所以有些專家鼓吹3D打印是第三次工業(yè)革命，這個(gè)說(shuō)法只是個(gè)噱頭。富士康為蘋(píng)果代工生產(chǎn)iPhone已經(jīng)多年。郭臺(tái)銘以3D打印制造的手機(jī)為例，說(shuō)明3D打印的產(chǎn)品只能看不能用，因?yàn)檫@些產(chǎn)品上不能加上電子元器件，無(wú)法為電子產(chǎn)品量產(chǎn)。3D打印即使不生產(chǎn)電子產(chǎn)品，但受材料的限制，可以生產(chǎn)的其他產(chǎn)品也很少，“即使生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品，也無(wú)法量產(chǎn)，而且一摔就碎。
“3D打印的確更適合一些小規(guī)模制造，尤其是高端的定制化產(chǎn)品，比如汽車零部件制造。雖然主要材料還是塑料，但未來(lái)金屬材料肯定會(huì)被運(yùn)用到3D打印中來(lái)，”克倫普說(shuō)，3D打印技術(shù)先后進(jìn)入了牙醫(yī)、珠寶、醫(yī)療行業(yè)，未來(lái)可應(yīng)用的范圍會(huì)越來(lái)越廣。2014年11月末，3D打印技術(shù)被《時(shí)代》周刊為2014年25項(xiàng)年度最佳發(fā)明。對(duì)消費(fèi)者和企業(yè)而言，這是個(gè)福音。僅在過(guò)去一年中，中學(xué)生們3D打印了用于物理課實(shí)驗(yàn)的火車車廂，科學(xué)家們3D打印了人類器官組織，通用電氣公司則使用3D打印技術(shù)改進(jìn)了其噴氣引擎的效率。美國(guó)三維系統(tǒng)公司的3D打印機(jī)能打印糖果和樂(lè)器等，該公司首席執(zhí)行官阿維·賴興塔爾說(shuō):“這的確是一種巧奪天工的技術(shù)。”
7. 3D打印應(yīng)用領(lǐng)域
7.1海軍艦艇
2014年7月1日，美國(guó)海軍試驗(yàn)了利用3D打印等先進(jìn)制造技術(shù)快速制造艦艇零件，希望借此提升執(zhí)行任務(wù)速度并降低成本。
2014年6月24日至6月26日，美海軍在作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)活動(dòng)中舉辦了第一屆制匯節(jié)，開(kāi)展了一系列“打印艦艇”研討會(huì)，并在此期間向水手及其他相關(guān)人員介紹了3D打印及增材制造技術(shù)。
美國(guó)海軍致力于未來(lái)在這方面培訓(xùn)水手。采用3D打印及其他先進(jìn)制造方法，能夠顯著提升執(zhí)行任務(wù)速度及預(yù)備狀態(tài)，降低成本，避免從世界各地采購(gòu)艦船配件。
美國(guó)海軍作戰(zhàn)艦隊(duì)后勤科副科長(zhǎng)Phil Cullom表示，考慮到成本及海軍后勤及供應(yīng)鏈現(xiàn)存的漏洞，以及面臨的資源約束，先進(jìn)制造與3D打印的應(yīng)用越來(lái)越廣，他們?cè)O(shè)想了一個(gè)由技術(shù)嫻熟的水手支持的先進(jìn)制造商的全球網(wǎng)絡(luò)，找出問(wèn)題并制造產(chǎn)品.
7.2航天科技
2014年9月底，NASA預(yù)計(jì)將完成首臺(tái)成像望遠(yuǎn)鏡，所有元件基本全部通過(guò)3D打印技術(shù)制造。NASA也因此成為首家嘗試使用3D打印技術(shù)制造整臺(tái)儀器的單位。
這款太空望遠(yuǎn)鏡功能齊全，其50.8毫米的攝像頭使其能夠放進(jìn)立方體衛(wèi)星（CubeSat，一款微型衛(wèi)星）當(dāng)中。據(jù)了解，這款太空望遠(yuǎn)鏡的外管、外擋板及光學(xué)鏡架全部作為單獨(dú)的結(jié)構(gòu)直接打印而成，只有鏡面和鏡頭尚未實(shí)現(xiàn)。該儀器將于2015年開(kāi)展震動(dòng)和熱真空測(cè)試。
這款長(zhǎng)50.8毫米的望遠(yuǎn)鏡將全部由鋁和鈦制成，而且只需通過(guò)3D打印技術(shù)制造4個(gè)零件即可，相比而言，傳統(tǒng)制造方法所需的零件數(shù)是3D打印的5-10倍。此外，在3D打印的望遠(yuǎn)鏡中，可將用來(lái)減少望遠(yuǎn)鏡中雜散光的儀器擋板做成帶有角度的樣式，這是傳統(tǒng)制作方法在一個(gè)零件中所無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。
2014年8月31日，美國(guó)宇航局的工程師們剛剛完成了3D打印火箭噴射器的測(cè)試，本項(xiàng)研究在于提高火箭發(fā)動(dòng)機(jī)某個(gè)組件的性能，由于噴射器內(nèi)液態(tài)氧和氣態(tài)氫一起混合反應(yīng)，這里的燃燒溫度可達(dá)到6000華氏度，大約為3315攝氏度，可產(chǎn)生2萬(wàn)磅的推力，約為9噸左右，驗(yàn)證了3D打印技術(shù)在火箭發(fā)動(dòng)機(jī)制造上的可行性。本項(xiàng)測(cè)試工作位于阿拉巴馬亨茨維爾的美國(guó)宇航局馬歇爾太空飛行中心，這里擁有較為完善的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試條件，工程師可驗(yàn)證3D打印部件在點(diǎn)火環(huán)境中的性能。
制造火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的噴射器需要精度較高的加工技術(shù)，如果使用3D打印技術(shù)，就可以降低制造上的復(fù)雜程度，在計(jì)算機(jī)中建立噴射器的三維圖像，打印的材料為金屬粉末和激光，在較高的溫度下，金屬粉末可被重新塑造成我們需要的樣子?；鸺l(fā)動(dòng)機(jī)中的噴射器內(nèi)有數(shù)十個(gè)噴射元件，要建造大小相似的元件需要一定的加工精度，該技術(shù)測(cè)試成功后將用于制造RS-25發(fā)動(dòng)機(jī)，其作為美國(guó)宇航局未來(lái)太空發(fā)射系統(tǒng)的主要?jiǎng)恿Γ摶鸺蛇\(yùn)載宇航員超越近地軌道，進(jìn)入更遙遠(yuǎn)的深空。馬歇爾中心的工程部主任克里斯認(rèn)為3D打印技術(shù)在火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴油器上應(yīng)用只是第一步，我們的目的在于測(cè)試3D打印部件如何能徹底改變火箭的設(shè)計(jì)與制造，并提高系統(tǒng)的性能，更重要的是可以節(jié)省時(shí)間和成本，不太容易出現(xiàn)故障。本次測(cè)試中，兩具火箭噴射器進(jìn)行了點(diǎn)火，每次5秒，設(shè)計(jì)人員創(chuàng)建的復(fù)雜幾何流體模型允許氧氣和氫氣充分混合，壓力為每平方英寸1400磅。
2014年10月11日，英國(guó)一個(gè)發(fā)燒友團(tuán)隊(duì)用3D打印技術(shù)制出了一枚火箭，他們還準(zhǔn)備讓這個(gè)世界上第一個(gè)打印出來(lái)的火箭升空。該團(tuán)隊(duì)于當(dāng)?shù)貢r(shí)間在倫敦的辦公室向媒體介紹這個(gè)世界第一架用3D打印技術(shù)制造出的火箭。團(tuán)隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)海恩斯說(shuō)，有了3D打印技術(shù)，要制造出高度復(fù)雜的形狀并不困難。就算要修改設(shè)計(jì)原型，只要在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的軟件上做出修改，打印機(jī)將會(huì)做出相對(duì)的調(diào)整。這比之前的傳統(tǒng)制造方式方便許多。既然美國(guó)宇航局已經(jīng)在使用3D打印技術(shù)制造火箭的零件，3D打印技術(shù)的前景是十分光明的。
據(jù)介紹，這個(gè)名為“低軌道氦輔助導(dǎo)航”的工程項(xiàng)目由一家德國(guó)數(shù)據(jù)分析公司贊助。打印出的這枚火箭重3公斤，高度相當(dāng)于一般成年人身高，是該團(tuán)隊(duì)用4年時(shí)間、花了6000英鎊制造出來(lái)的。等一筆1.5萬(wàn)英鎊的資助確定之后，他們將于今年底在新墨西哥州的美國(guó)航天港發(fā)射該火箭。一個(gè)裝滿氦的巨型氣球?qū)鸦鸺嵘?0000米高空，裝置在火箭里的全球定位系統(tǒng)將啟動(dòng)火箭引擎，火箭噴射速度將達(dá)到每小時(shí)1610公里。之后，火箭上的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)將引導(dǎo)火箭回返地球，而里頭的攝像機(jī)將把整個(gè)過(guò)程拍攝下來(lái)。
美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）官網(wǎng)2015年4月21日?qǐng)?bào)道，NASA工程人員正通過(guò)利用增材制造技術(shù)制造首個(gè)全尺寸銅合金火箭發(fā)動(dòng)機(jī)零件以節(jié)約成本，NASA空間技術(shù)任務(wù)部負(fù)責(zé)人表示，這是航空航天領(lǐng)域3D打印技術(shù)應(yīng)用的新里程碑。
2015年6月22日?qǐng)?bào)道，國(guó)營(yíng)企業(yè)俄羅斯技術(shù)集團(tuán)公司以3D打印技術(shù)制造出一架無(wú)人機(jī)樣機(jī)，重3.8公斤，翼展2.4米，飛行時(shí)速可達(dá)90至100公里，續(xù)航能力1至1.5小時(shí)。
公司發(fā)言人弗拉基米爾·庫(kù)塔霍夫介紹，公司用兩個(gè)半月實(shí)現(xiàn)了從概念到原型機(jī)的飛躍，實(shí)際生產(chǎn)耗時(shí)僅為31小時(shí)，制造成本不到20萬(wàn)盧布(約合3700美元)。
2016年4月19日，中科院重慶綠色智能技術(shù)研究院3D打印技術(shù)研究中心
對(duì)外宣布，經(jīng)過(guò)該院和中科院空間應(yīng)用中心兩年多的努力，并在法國(guó)波爾多完成拋物線失重飛行試驗(yàn)，國(guó)內(nèi)首臺(tái)空間在軌3D打印機(jī)宣告研制成功。這臺(tái)3D打印機(jī)可打印最大零部件尺寸達(dá)200×130mm，它可以幫助宇航員在失重環(huán)境下自制所需的零件，大幅提高空間站實(shí)驗(yàn)的靈活性，減少空間站備品備件的種類與數(shù)量和運(yùn)營(yíng)成本，降低空間站對(duì)地面補(bǔ)給的依賴性。
7.3醫(yī)學(xué)領(lǐng)域
1) 3D打印肝臟模型
日本筑波大學(xué)和大日本印刷公司組成的科研團(tuán)隊(duì)2015年7月8日宣布，已研發(fā)出用3D打印機(jī)低價(jià)制作可以看清血管等內(nèi)部結(jié)構(gòu)的肝臟立體模型的方法。據(jù)稱，該方法如果投入應(yīng)用就可以為每位患者制作模型，有助于術(shù)前確認(rèn)手術(shù)順序以及向患者說(shuō)明治療方法。這種模型是根據(jù)CT等醫(yī)療檢查獲得患者數(shù)據(jù)用3D打印機(jī)制作的。模型按照表面外側(cè)線條呈現(xiàn)肝臟整體形狀，詳細(xì)地再現(xiàn)其內(nèi)部的血管和腫瘤。由于肝臟模型內(nèi)部基本是空洞，重要血管等的位置一目了然。據(jù)稱，制作模型需要少量?jī)r(jià)格不菲的樹(shù)脂材料，使原本約30萬(wàn)至40萬(wàn)日元(約合人民幣1.5萬(wàn)至2萬(wàn)元)的制作費(fèi)降到原先的三分之一以下。
利用3D打印技術(shù)制作的內(nèi)臟器官模型主要用于研究，由于價(jià)格高昂，在臨床上沒(méi)有得到普及?？蒲袌F(tuán)隊(duì)表示，他們一方面爭(zhēng)取到2016年度實(shí)現(xiàn)肝臟模型的實(shí)際應(yīng)用，另一方面將推進(jìn)對(duì)胰臟等器官模型制作技術(shù)的研發(fā)。
2) 3D打印頭蓋骨
2014年8月28日，46歲的周至農(nóng)民胡師傅在自家蓋房子時(shí)，從3層樓墜落后砸到一堆木頭上，左腦蓋被撞碎，在當(dāng)?shù)蒯t(yī)院手術(shù)后，胡師傅雖然性命無(wú)損，但左腦蓋凹陷，在別人眼里成了個(gè)“半頭人”。
除了面容異于常人，事故還傷了胡師傅的視力和語(yǔ)言功能。醫(yī)生為幫其恢復(fù)形象，采用3D打印技術(shù)輔助設(shè)計(jì)缺損顱骨外形，設(shè)計(jì)了鈦金屬網(wǎng)重建缺損顱眶骨，制作出缺損的左“腦蓋”，最終實(shí)現(xiàn)左右對(duì)稱。
醫(yī)生稱手術(shù)約需5至10小時(shí)，除了用鈦網(wǎng)支撐起左邊腦蓋外，還需要從腿部取肌肉進(jìn)行填補(bǔ)。手術(shù)后，胡師傅的容貌將恢復(fù)，至于語(yǔ)言功能還得術(shù)后看恢復(fù)情況。
3) 3D打印脊椎植入人體
2014年8月，北京大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)成功地為一名12歲男孩植入了3D打印脊椎，這屬全球首例。據(jù)了解，這位小男孩的脊椎在一次足球受傷之后長(zhǎng)出了一顆惡性腫瘤，醫(yī)生不得不選擇移除掉腫瘤所在的脊椎。不過(guò)，這次的手術(shù)比較特殊的是，醫(yī)生并未采用傳統(tǒng)的脊椎移植手術(shù)，而是嘗試先進(jìn)的3D打印技術(shù)。
研究人員表示，這種植入物可以跟現(xiàn)有骨骼非常好地結(jié)合起來(lái)，而且還能縮短病人的康復(fù)時(shí)間。由于植入的3D脊椎可以很好地跟周圍的骨骼結(jié)合在一起，所以它并不需要太多的“錨定”。此外，研究人員還在上面設(shè)立了微孔洞，它能幫助骨骼在合金之間生長(zhǎng)，換言之，植入進(jìn)去的3D打印脊椎將跟原脊柱牢牢地生長(zhǎng)在一起，這也意味著未來(lái)不會(huì)發(fā)生松動(dòng)的情況。
4) 3D打印手掌治療殘疾
2014年10月，醫(yī)生和科學(xué)家們使用3D打印技術(shù)為英國(guó)蘇格蘭一名5歲女童裝上手掌。
這名女童名為海莉·弗雷澤，出生時(shí)左臂就有殘疾，沒(méi)有手掌，只有手腕。在醫(yī)生和科學(xué)家的合作下，為她設(shè)計(jì)了專用假肢并成功安裝。
5) 3D打印心臟救活2周大先心病嬰兒
2014年10月13日，紐約長(zhǎng)老會(huì)醫(yī)院的埃米爾·巴查博士(Dr.Emile Bacha)醫(yī)生就講述了他使用3D打印的心臟救活一名2周大嬰兒的故事。這名嬰兒患有先天性心臟缺陷，它會(huì)在心臟內(nèi)部制造“大量的洞”。在過(guò)去，這種類型的手術(shù)需要停掉心臟，將其打開(kāi)并進(jìn)行觀察，然后在很短的時(shí)間內(nèi)來(lái)決定接下來(lái)應(yīng)該做什么。
但有了3D打印技術(shù)之后，巴查醫(yī)生就可以在手術(shù)之前制作出心臟的模型，從而使他的團(tuán)隊(duì)可以對(duì)其進(jìn)行檢查，然后決定在手術(shù)當(dāng)中到底應(yīng)該做什么。這名嬰兒原本需要進(jìn)行3-4次手術(shù)，而現(xiàn)在一次就夠了，這名原本被認(rèn)為壽命有限的嬰兒可以過(guò)上正常的生活。
巴查醫(yī)生說(shuō)，他使用了嬰兒的MRI數(shù)據(jù)和3D打印技術(shù)制作了這個(gè)心臟模型。整個(gè)制作過(guò)程共花費(fèi)了數(shù)千美元，不過(guò)他預(yù)計(jì)制作價(jià)格會(huì)在未來(lái)降低。
3D打印技術(shù)能夠讓醫(yī)生提前練習(xí)，從而減少病人在手術(shù)臺(tái)上的時(shí)間。3D模型有助于減少手術(shù)步驟，使手術(shù)變得更為安全。
2015年1月，在邁阿密兒童醫(yī)院，有一位患有“完全型肺靜脈畸形引流(TAPVC)”的4歲女孩Adanelie Gonzalez，由于疾病她的呼吸困難免疫系統(tǒng)薄弱，如果不實(shí)施矯正手術(shù)僅能存活數(shù)周甚至數(shù)日。
心血管外科醫(yī)生借助3D心臟模型的幫助，通過(guò)對(duì)小女孩心臟的完全復(fù)制3D模型，成功地制定出了一個(gè)復(fù)雜的矯正手術(shù)方案。最終根據(jù)方案，成功地為小女孩實(shí)施了永久手術(shù)，現(xiàn)在小女孩的血液恢復(fù)正常流動(dòng)，身體在治療中逐漸恢復(fù)正常。
6) 3D打印制藥
2015年8月5日，首款由Aprecia制藥公司采用3D打印技術(shù)制備的SPRITAM（左乙拉西坦，levetiracetam）速溶片得到美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）上市批準(zhǔn)，并將于2016年正式售賣。這意味著3D打印技術(shù)繼打印人體器官后進(jìn)一步向制藥領(lǐng)域邁進(jìn)，對(duì)未來(lái)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)性制藥、針對(duì)性制藥有重大的意義。該款獲批上市的“左乙拉西坦速溶片”采用了Aprecia公司自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的ZipDose3D打印技術(shù)。
通過(guò)3D打印制藥生產(chǎn)出來(lái)的藥片內(nèi)部具有豐富的孔洞，具有極高的內(nèi)表面積，故能在短時(shí)間內(nèi)迅速被少量的水融化。這樣的特性給某些具有吞咽性障礙的患者帶來(lái)了福音。
這種設(shè)想主要針對(duì)病人對(duì)藥品數(shù)量的需求問(wèn)題，可以有效地減少由于藥品庫(kù)存而引發(fā)的一系列藥品發(fā)潮變質(zhì)、過(guò)期等問(wèn)題。事實(shí)上，3D打印制藥最重要的突破是它能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)為病人量身定做藥品的夢(mèng)想。
7) 3D打印胸腔
最近科學(xué)家們?yōu)閭鹘y(tǒng)的3D打印身體部件增添了一種鈦制的胸骨和胸腔—3D打印胸腔。
這些3D打印部件的幸運(yùn)接受者是一位54歲的西班牙人，他患有一種胸壁肉瘤，這種腫瘤形成于骨骼、軟組織和軟骨當(dāng)中。醫(yī)生不得不切除病人的胸骨和部分肋骨，以此阻止癌細(xì)胞擴(kuò)散。
這些切除的部位需要找到替代品，在正常情況下所使用的金屬盤(pán)會(huì)隨著時(shí)間變得不牢固，并容易引發(fā)并發(fā)癥。澳大利亞的CSIRO公司創(chuàng)造了一種鈦制的胸骨和肋骨，與患者的幾何學(xué)結(jié)構(gòu)完全吻合。
CSIRO公司根據(jù)病人的CT掃描設(shè)計(jì)并制造所需的身體部件。工作人員會(huì)借助CAD軟件設(shè)計(jì)身體部分，輸入到3D打印機(jī)中。手術(shù)完成兩周后，病人就被允許離開(kāi)醫(yī)院了，而且一切狀況良好。
8) 3D血管打印機(jī)
2015年10月，我國(guó)863計(jì)劃3D打印血管項(xiàng)目取得重大突破，世界首創(chuàng)的3D生物血管打印機(jī)由四川藍(lán)光英諾生物科技股份有限公司成功研制問(wèn)世。
該款血管打印機(jī)性能先進(jìn)，僅僅2分鐘便打出10厘米長(zhǎng)的血管。不同于市面上現(xiàn)有的3D生物打印機(jī)，3D生物血管打印機(jī)可以打印出血管獨(dú)有的中空結(jié)構(gòu)、多層不同種類細(xì)胞，這是世界首創(chuàng)。
7.3房屋建筑
2014年8月，10幢3D打印建筑在上海張江高新青浦園區(qū)內(nèi)交付使用，作為當(dāng)?shù)貏?dòng)遷工程的辦公用房。這些“打印”的建筑墻體是用建筑垃圾制成的特殊“油墨”，按照電腦設(shè)計(jì)的圖紙和方案，經(jīng)一臺(tái)大型3D打印機(jī)層層疊加噴繪而成，10幢小屋的建筑過(guò)程僅花費(fèi)24小時(shí)。
2014年9月5日，世界各地的建筑師們正在為打造全球首款3D打印房屋而競(jìng)賽。3D打印房屋在住房容納能力和房屋定制方面具有意義深遠(yuǎn)的突破。在荷蘭首都阿姆斯特丹，一個(gè)建筑師團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開(kāi)始制造全球首棟3D打印房屋，而且采用的建筑材料是可再生的生物基材料。這棟建筑名為“運(yùn)河住宅（Canal House）”，由13間房屋組成。這個(gè)項(xiàng)目位于阿姆斯特丹北部運(yùn)河的一塊空地上，有望3年內(nèi)完工。
在建中的“運(yùn)河住宅”已經(jīng)成了公共博物館，美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬曾經(jīng)到那里參觀。荷蘭DUS建筑師漢斯·韋爾默朗（Hans Vermeulen）在接受BI采訪時(shí)表示，他們的主要目標(biāo)是“能夠提供定制的房屋。”
2014年1月，數(shù)幢使用3D打印技術(shù)建造的建筑亮相蘇州工業(yè)園區(qū)。這批建筑包括一棟面積1100平方米的別墅和一棟6層居民樓。這些建筑的墻體由大型3D打印機(jī)層層疊加噴繪而成，而打印使用的“油墨”則由建筑垃圾制成。
2015年7月17日上午，由3D打印的模塊新材料別墅現(xiàn)身西安，
建造方在三個(gè)小時(shí)完成了別墅的搭建。據(jù)建造方介紹，這座三個(gè)小時(shí)建成的精裝別墅，只要擺上家具就能拎包入住。
7.4汽車行業(yè)
2014年10 月10日，世界首款3D打印汽車終成現(xiàn)實(shí)，這輛由“本地汽車”公司打造的3D打印汽車只有兩個(gè)座位，名字叫“斯特拉迪”，它的制作周期為44個(gè)小時(shí)，并且最高時(shí)速可以達(dá)到80公里每小時(shí)。“斯特拉迪”全身是碳纖維及塑料，利用“3D打印技術(shù)”制造而成。據(jù)悉，全車只使用了40個(gè)零件，且依靠電動(dòng)能源，充一次電花費(fèi)3.5小時(shí)，可以行駛大約100公里
7.5電子行業(yè)
2014年11月10日，全世界首款3D打印的筆記本電腦已開(kāi)始預(yù)售了，它允許任何人在自己的客廳里打印自己的設(shè)備，價(jià)格僅為傳統(tǒng)產(chǎn)品的一半。
這款筆記本電腦名為Pi-Top，將會(huì)到2015年五月才會(huì)正式推出。但是，通過(guò)口耳相傳，它現(xiàn)在已在兩周內(nèi)累計(jì)獲得了7.6萬(wàn)英鎊的預(yù)訂單。
7.6服裝服飾
許多女人深知，遇到一件很合身的衣服是很不容易的事，用3D打印機(jī)制作的衣服，可謂是解決女人們挑選服裝時(shí)遇到困境的萬(wàn)能鑰匙。一個(gè)設(shè)計(jì)工作室已經(jīng)成功使用3D打印技術(shù)制作出服裝，使用此技術(shù)制作出的服裝不但外觀新穎，而且舒適合體。
這件裙子價(jià)格為1.9萬(wàn)人民幣，制作過(guò)程中使用了2，279個(gè)印刷板塊，由3316條鏈子連接。這種被稱作“4D裙”的服裝，就像編織的衣服一樣，很容易就可以從壓縮的狀態(tài)中舒展開(kāi)來(lái)。創(chuàng)始人之一，并擔(dān)任創(chuàng)意總監(jiān)的杰西卡回憶說(shuō)這件衣服花費(fèi)了大約48個(gè)小時(shí)來(lái)印制。這家位于美國(guó)馬薩諸塞州的公司還編寫(xiě)了一個(gè)適用于智能手機(jī)和平板電腦的應(yīng)用程序，這有助于用戶調(diào)整自己的衣服。使用這個(gè)應(yīng)用程序，可以改變衣服的風(fēng)格和舒適性。
7.7無(wú)影高跟鞋
2015年8月27日，深圳美女創(chuàng)客SexyCyborg發(fā)明了“無(wú)影高跟鞋”。它里面是空的，可以裝進(jìn)去一套安全滲透測(cè)試工具包。“無(wú)影高跟鞋”足以令一些美女級(jí)黑客輕松攻破某些企業(yè)或政府機(jī)構(gòu)的防御，獲取到有價(jià)值的重要信息。每只鞋里面都有一個(gè)抽屜，使用者不用脫鞋就能把它拿下來(lái)。然后再把一套滲透測(cè)試套件裝進(jìn)去，其中的部件都是黑客用的裝備。
7.8美容護(hù)膚
3D打印技術(shù)未來(lái)也可能會(huì)幫助愛(ài)美人士進(jìn)行整容，說(shuō)不定未來(lái)最有效果的青春痘的治療方法就是通過(guò)3D打印技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)呢！不僅青春痘,包括祛斑、美白等領(lǐng)域都有希望使用到3D打印技術(shù)的！
7.9音樂(lè)行業(yè)
為了探索3D打印機(jī)更多的應(yīng)用，Rickard Dahlstrand使用Lulzbot 3D打印機(jī)創(chuàng)造出獨(dú)特的藝術(shù)。在2013斯德哥爾摩藝術(shù)黑客節(jié)上，Lulzbot 3D打印機(jī)不僅為參加的藝術(shù)家和黑客們打印出藝術(shù)節(jié)的LOGO，而且作為一個(gè)表演項(xiàng)目，它還一邊播放古典音樂(lè)一邊相應(yīng)地打印出可視化的音樂(lè)作品。Lulzbot 3D打印機(jī)打印可視化音樂(lè)的原理是：該步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制可以以不同的速度運(yùn)行，聲音的音調(diào)決定速度，從而音樂(lè)控制了打印過(guò)程。三臺(tái)電機(jī)分別代表一個(gè)音軌，它們使用獨(dú)特的模式運(yùn)動(dòng)。兩個(gè)馬達(dá)控制Z軸移動(dòng)。7.10文物行業(yè)
美國(guó)德雷塞爾大學(xué)的研究人員通過(guò)對(duì)化石進(jìn)行3D掃描，利用3D打印技術(shù)做出了適合研究的3D模型，不但保留了原化石所有的外在特征，同時(shí)還做了比例縮減，更適合研究。
博物館里常常會(huì)用很多復(fù)雜的替代品來(lái)保護(hù)原始作品不受環(huán)境或意外事件的傷害，同時(shí)復(fù)制品也能將藝術(shù)或文物的影響傳遞給更多更遠(yuǎn)的人。史密森尼博物館就因?yàn)樵嫉?a >托馬斯·杰弗遜像要放在弗吉尼亞州展覽，所以博物館用了一個(gè)巨大的3D打印替代品放在了原來(lái)雕塑的位置。
7.11制造業(yè)
制造業(yè)也需要很多3D打印產(chǎn)品，因?yàn)?D打印無(wú)論是在成本、速度和精確度上都要比傳統(tǒng)制造好很多。而3D打印技術(shù)本身非常適合大規(guī)模生產(chǎn)，所以制造業(yè)利用3D技術(shù)能帶來(lái)很多好處，甚至連質(zhì)量控制都不再是個(gè)問(wèn)題。
比如微軟的3D模型打印車間，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)出來(lái)之后，通過(guò)3D打印機(jī)打印出來(lái)模型，能夠讓設(shè)計(jì)制造部門(mén)更好的改良產(chǎn)品，打造出更出色的產(chǎn)品。汽車行業(yè)在進(jìn)行安全性測(cè)試等工作時(shí)，會(huì)將一些非關(guān)鍵部件用3D打印的產(chǎn)品替代，在追求效率的同時(shí)降低成本。
7.12食品產(chǎn)業(yè)
2013年5月22日，NASA已選中總部位于得克薩斯州的系統(tǒng)和材料研究公司，向其投資12.5億美元，研發(fā)能為宇航員制造“營(yíng)養(yǎng)可口”食品的3D打印機(jī)。
3D食物打印機(jī)的概念設(shè)計(jì)方案中，打印機(jī)的“墨盒”——也就是裝載食物的部分使用壽命長(zhǎng)達(dá)30年。這款產(chǎn)品的實(shí)驗(yàn)版本已經(jīng)可以成功“打印”巧克力，而比薩餅將是它未來(lái)幾周內(nèi)的下一個(gè)目標(biāo)。據(jù)透露，食物打印機(jī)制造比薩餅的步驟如下：首先，打印一層面餅，并在打印的同時(shí)烤好；然后機(jī)器會(huì)將使用裝載番茄的“墨盒”和水、油混合，打印出番茄醬。最后將醬料和奶油打印在比薩餅的表面。一位名叫Luiza Silva的學(xué)生就設(shè)計(jì)了一個(gè)3D概念打印機(jī)Atomium，它能夠打印分子級(jí)的材料，幾乎能夠打印各種形狀。如果這個(gè)概念得以實(shí)現(xiàn)，它將會(huì)改變我們與食物間的關(guān)系。Atomium的工作原理是這樣的：用戶事先注冊(cè)基本信息，比如醫(yī)療數(shù)據(jù)（對(duì)什么過(guò)敏等）和飲食偏好等。然后，用戶可以簡(jiǎn)單勾畫(huà)出他們喜歡的形狀類型，Atomium就會(huì)分析這些指令并創(chuàng)造出相應(yīng)的食物。西班牙巴塞羅那的自然機(jī)器公司向市場(chǎng)推出首款3D食物打印機(jī)Foodini，像是將食物打印出來(lái)一樣制作出甜品、漢堡、面包、巧克力或意大利面。自然機(jī)器公司對(duì)于這款特殊“打印機(jī)”的銷售前景十分樂(lè)觀。
8. 3D打印重要事件2013年9至12月，日本橫濱某大學(xué)職員居村佳知(28歲)用家里的電腦和3D打印機(jī)制作出樹(shù)脂材料的槍支部件，并組裝成兩把手槍。
2013年11月，涉案男子居村佳知在社交網(wǎng)絡(luò)上稱“雖然已經(jīng)依照《槍刀法》進(jìn)行了改造，但仍有被警察搜查的風(fēng)險(xiǎn)，可這是有意義的行為”、“我要進(jìn)行日本第一把6連發(fā)3D打印左輪手槍的試射”，暗示將公布試射視頻。居村隨后在視頻網(wǎng)站上傳了自制左輪手槍的射擊視頻。神奈川警方2014年掌握這些線索后，隨即對(duì)其展開(kāi)了調(diào)查。
2014年4月居村佳知在家中持有這些槍支。
2014年10月20日，日本橫濱地方法院對(duì)前大學(xué)職員居村佳知(28歲)被控違反《槍刀法》和《武器等制造法》用3D打印機(jī)自制手槍案做出判決，判處被告有期徒刑兩年。檢方求刑3年零6個(gè)月。檢方在總結(jié)陳詞中指出，被告在網(wǎng)上公開(kāi)槍支制造方法和3D數(shù)據(jù)，濫用3D打印機(jī)可能會(huì)從根本上顛覆通過(guò)槍支管制維護(hù)的社會(huì)治安，“刑事責(zé)任重大”。辯方則表示“被告并未意識(shí)到自己違法”，要求判處緩刑。
9. 3D打印發(fā)展方向
9.1標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)的制定機(jī)構(gòu)
當(dāng)一間實(shí)驗(yàn)室作出了圖紙，需要拿出來(lái)共享時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)有太多的格式和標(biāo)準(zhǔn)了，因此，3D 打印原型機(jī)這個(gè)領(lǐng)域看起來(lái)像是野蠻生長(zhǎng)，毫無(wú)標(biāo)準(zhǔn)。
9.2開(kāi)源的設(shè)計(jì)、配置和軟件
當(dāng)有了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)后，3D 打印行業(yè)將會(huì)迎來(lái)開(kāi)源?，F(xiàn)在，太多的團(tuán)隊(duì)注重提高自己的3D 打印水平，在自我的閉環(huán)中發(fā)展。實(shí)際上，行業(yè)需要設(shè)備和軟件的開(kāi)源，在統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)下產(chǎn)生更多有用、高效、開(kāi)放的創(chuàng)新。
9.3原型機(jī)實(shí)驗(yàn)室
原型機(jī)打印并不受到重視，所以現(xiàn)在很多醫(yī)療器械商都是在一個(gè)臟亂、布滿灰塵的地方放置打印設(shè)備。其實(shí)，現(xiàn)在已經(jīng)有商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的3D 打印實(shí)驗(yàn)室，來(lái)幫助這些企業(yè)打印出質(zhì)量更高的原型機(jī)。
10. 3D打印機(jī)的功能
10.1速度快，時(shí)間短，質(zhì)量高
10.2成本低省錢省力省料更快更環(huán)保
10.3外形美更美觀更環(huán)保
10.4太空夢(mèng)就地取材批量打印
10.5不同的顏色和硬、軟、不透明或透明塑料一次將原型完整的打印。
10.6支持任何顏色、透明度和硬度。此外顏色紋理可以通過(guò)從CAD工具導(dǎo)入VRML文件實(shí)現(xiàn)充分完整地加載。
10.7能夠制作生產(chǎn)工具、模具、教學(xué)、醫(yī)學(xué)、等等用具及其他模型，真正將3D打印的多功能應(yīng)用推向新的高度。
11. 3D打印操作流程
三維打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，使用3D打印機(jī)的流程是：
a. 輕點(diǎn)電腦屏幕上的“打印”按鈕，一份數(shù)字文件便被傳送到一臺(tái)噴墨打印機(jī)上，它將一層墨水噴到紙的表面以形成一副二維圖像。
b. 而在3D打印時(shí)，軟件通過(guò)電腦輔助設(shè)計(jì)技術(shù)（CAD）完成一系列數(shù)字切片，并將這些切片的信息傳送到3D打印機(jī)上，后者會(huì)將連續(xù)的薄型層面堆疊起來(lái)，直到一個(gè)固態(tài)物體成型。
12. 3D打印的主要特點(diǎn)
12.1 3D打印帶來(lái)了世界性制造業(yè)革命，以前是部件設(shè)計(jì)完全依賴于生產(chǎn)工藝能否實(shí)現(xiàn)，而12.2 3D打印機(jī)的出現(xiàn)，將會(huì)顛覆這一生產(chǎn)思路，這使得企業(yè)在生產(chǎn)部件的時(shí)候不再考慮生產(chǎn)工藝問(wèn)題，任何復(fù)雜形狀的設(shè)計(jì)均可以通過(guò)3D打印機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
12.3 3D打印無(wú)需機(jī)械加工或模具，就能直接從計(jì)算機(jī)圖形數(shù)據(jù)中生成任何形狀的物體， 從而極大地縮短了產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)率。盡管仍有待完善，但3D打印技術(shù)市場(chǎng)潛力巨大，勢(shì)必成為未來(lái)制造業(yè)的眾多突破技術(shù)之一。
12.4 3D打印使得人們可以在一些電子產(chǎn)品商店購(gòu)買到這類打印機(jī)，工廠也在進(jìn)行直接銷售?？茖W(xué)家們表示，三維打印機(jī)的使用范圍還很有限，不過(guò)在未來(lái)的某一天人們一定可以通過(guò)3D打印機(jī)打印出更實(shí)用的物品。
12.5 3D打印技術(shù)對(duì)美國(guó)太空總署的太空探索任務(wù)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，國(guó)際空間站現(xiàn)有的三成以上的備用部件都可由這臺(tái)3D打印機(jī)制造。這臺(tái)設(shè)備將使用聚合物和其他材料，利用擠壓增量制造技術(shù)逐層制造物品。3D打印實(shí)驗(yàn)是美國(guó)太空總署未來(lái)重點(diǎn)研究項(xiàng)目之一，3D打印零部件和工具將增強(qiáng)太空任務(wù)的可靠性和安全性，同時(shí)由于不必從地球運(yùn)輸，可降低太空任務(wù)成本。
13. 3D打印故障排除
13.1翹邊
首先調(diào)節(jié)平臺(tái)下旋鈕使平臺(tái)降至最低 然后打印機(jī)選擇設(shè)置中的平臺(tái)校準(zhǔn)；然后在每次噴頭下降到校準(zhǔn)點(diǎn)時(shí) 調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)平臺(tái)角的旋鈕使平臺(tái)剛好與噴頭接觸；照此方法將四個(gè)平臺(tái)角校準(zhǔn)一遍 然后進(jìn)行第二次校準(zhǔn) 這次不需要降低平臺(tái)只需要對(duì)噴頭和平臺(tái)間的距離進(jìn)行微調(diào)使之完美貼合（如果剛剛好就不要調(diào)節(jié)）然后確認(rèn)機(jī)器重啟大功告成；
13.2噴頭堵塞
通過(guò)操作軟件把噴頭關(guān)閉，再移開(kāi)噴頭離開(kāi)打印中的模型；
把原料從噴頭上扒開(kāi)，防止進(jìn)一步堵塞；
把噴嘴殘留的塑料清走；
開(kāi)啟噴頭工作，等噴頭里面的塑料融化后會(huì)自動(dòng)噴出；
從新把塑料耗材插上噴頭；
3D打印機(jī)擱置時(shí)
① 平臺(tái)清理
找一塊不掉毛的絨布，在上面加上一點(diǎn)點(diǎn)外用酒精或者一些丙酮指甲油清洗劑，輕輕的擦拭，就可將平臺(tái)清理干凈了。
② 噴嘴內(nèi)殘料清理
先預(yù)熱噴頭到220℃左右，然后用鑷子慢慢將里面的廢絲拔出來(lái)，或者拆下噴嘴進(jìn)行徹底清理。
③ 其他清理
將3D打印機(jī)機(jī)箱下面的垃圾收拾干凈，給缺油的部件做好潤(rùn)滑，用干凈的布將電機(jī)、絲桿等組件上面的油污擦拭干凈。
做好以上幾點(diǎn)清理后，將機(jī)器遮蓋好后便可長(zhǎng)期存放。設(shè)備日常使用過(guò)程中，養(yǎng)成良好的保養(yǎng)習(xí)慣可延長(zhǎng)它的使用時(shí)間。
14. 3D打印發(fā)展現(xiàn)狀
14.1價(jià)格因素
大多數(shù)桌面級(jí)3D打印機(jī)的售價(jià)在2萬(wàn)元人民幣左右，一些國(guó)內(nèi)研發(fā)的產(chǎn)品價(jià)格2000~20000元。但是據(jù)3D打印機(jī)代理商透露，國(guó)產(chǎn)的3D打印機(jī)雖然價(jià)格低，但質(zhì)量很難保障。對(duì)于桌面級(jí)3D打印機(jī)來(lái)說(shuō)，由于僅能打印塑料產(chǎn)品，因此使用范圍非常有限，而且對(duì)于家庭用戶來(lái)說(shuō)，3D打印機(jī)的使用成本仍然很高。因?yàn)樵诖蛴∫粋€(gè)物品之前，人們必須會(huì)懂得3建模，然后將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成3D打印機(jī)能夠讀取的格式，最后再進(jìn)行打印。
14.2原材料
3D打印不是一項(xiàng)高深艱難的技術(shù)。它與普通打印的區(qū)別就在于打印材料。以色列的Object是掌握最多打印材料的公司。它已經(jīng)可以使用14種基本材料并在此基礎(chǔ)上混搭出107種材料，兩種材料的混搭使用、上色也已經(jīng)是現(xiàn)實(shí)。但是，這些材料種類與人們生活的大千世界里的材料相比，還相差甚遠(yuǎn)。不僅如此，這些材料的價(jià)格便宜的幾百元一公斤，最貴的要四萬(wàn)元左右。
14.3風(fēng)險(xiǎn)成本
如同核反應(yīng)既能發(fā)電，又能破壞一樣。3D打印技術(shù)在初期就讓人們看到了一系列隱憂，而未來(lái)的發(fā)展也會(huì)令不少人擔(dān)心。如果什么都能徹底復(fù)制，想到什么就能制造出什么，聽(tīng)上去很美的同時(shí)，也著實(shí)讓人恐懼。
14.4 3D打印悖論
3d打印是一層層來(lái)制作物品，如果想把物品制作的更精細(xì)，則需要每層厚度減?。蝗绻胩岣叽蛴∷俣?，則需要增加層厚，而這勢(shì)必影響產(chǎn)品的精度質(zhì)量。若生產(chǎn)同樣精度的產(chǎn)品，同傳統(tǒng)的大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)相比，沒(méi)有成本上的優(yōu)勢(shì)，尤其是考慮到時(shí)間成本，規(guī)模成本之后。
14.5行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
21世紀(jì)3D打印機(jī)生產(chǎn)商是百花齊放。 3D打印機(jī)缺乏標(biāo)準(zhǔn)，同一個(gè)3D模型給不同的打印機(jī)打印，所得到的結(jié)果是大不相同的。此外，打印原材料也缺乏標(biāo)準(zhǔn)，2012-2013年3D打印機(jī)廠商都想讓消費(fèi)者買自己提供的打印原料，這樣他們能獲取穩(wěn)定的收入。這樣做雖然可以理解，畢竟普通打印機(jī)也走這一模式，但3d打印機(jī)生產(chǎn)商所用的原料一致性太差，從形式到內(nèi)容千差萬(wàn)別，這讓材料生產(chǎn)商很難進(jìn)入，研發(fā)成本和供貨風(fēng)險(xiǎn)都很大，難以形成產(chǎn)業(yè)鏈。
14.6工序問(wèn)題
很多人可能以為3D打印就是電腦上設(shè)計(jì)一個(gè)模型，不管多復(fù)雜的內(nèi)面，結(jié)構(gòu)，摁一下按鈕，3D打印機(jī)就能打印一個(gè)成品。這個(gè)印象其實(shí)不正確。真正設(shè)計(jì)一個(gè)模型，特別是一個(gè)復(fù)雜的模型，需要大量的工程，結(jié)構(gòu)方面的知識(shí)，需要精細(xì)的技巧，并根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整。用塑料熔融打印來(lái)舉例，如果在一個(gè)復(fù)雜部件內(nèi)部沒(méi)有設(shè)計(jì)合理的支撐，打印的結(jié)果很可能是會(huì)變形的。后期的工序也通常避免不了。媒體將3D打印描述成打印完畢就能直接使用的神器?？墒聦?shí)上制作完成后還需要一些后續(xù)工藝：或打磨，或燒結(jié)，或組裝，或切割，這些過(guò)程通常需要大量的手工工作。
14.7健康危害
3D打印技術(shù)日漸普及，應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、建筑和軍事等范疇，甚至開(kāi)始家用化。但該技術(shù)在逐漸被廣泛應(yīng)用的同時(shí)，危害也日趨暴露出來(lái)。家用3D打印機(jī)在室內(nèi)運(yùn)作時(shí)，會(huì)釋放大量有毒超微細(xì)粒子（UFP），有害程度相當(dāng)于吸食香煙，影響人體健康。市面上的3D打印機(jī)首先將塑料加熱，然后通過(guò)噴嘴噴出，造出設(shè)計(jì)模型。這過(guò)程類似工業(yè)生產(chǎn)，會(huì)釋出有毒物質(zhì)，但一般家用者不會(huì)使用防護(hù)裝備。微粒會(huì)在空中飄浮，容易被人吸入肺部甚至腦部，過(guò)度積聚可能會(huì)引發(fā)肺病、血液及神經(jīng)系統(tǒng)疾病，甚至導(dǎo)致死亡。研究員測(cè)試五款市面熱銷的3D打印機(jī)，發(fā)現(xiàn)它們釋放的超微細(xì)粒子數(shù)量驚人。例如，以PLA聚合物作低溫打印，最低每分鐘釋放二百億微粒;在高溫下以其他物料打印，每分鐘釋放的微粒更可多達(dá)二千億粒。這些3D打印機(jī)的微粒釋放量，有如在室內(nèi)開(kāi)火爐、燒香味蠟燭或燃燒香煙。
14.8缺乏設(shè)計(jì)
都說(shuō)3D打印能給人們巨大的生產(chǎn)自由度，能生產(chǎn)前所未有的東西?？芍钡?012年，這種“殺手”級(jí)別的產(chǎn)品還很少，幾乎沒(méi)有。做些小規(guī)模的飾品，藝術(shù)品是可以的，做逆向工程也可以的，但要談到大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，3D打印還不能取代傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式。如果3D打印能生產(chǎn)別的工藝所不能生產(chǎn)的產(chǎn)品，而這種產(chǎn)品又能極大提高某些性能，或能極大改善生活的品質(zhì)，這樣或許能更快的促進(jìn)3d打印機(jī)的普及?？?012-2013年3D打印機(jī)這方面并不盡如人意。
15. 3D打印政策引領(lǐng)
2015年8月23日，中共中央政治局常委、國(guó)務(wù)院總理李克強(qiáng)主持國(guó)務(wù)院專題講座，討論加快發(fā)展先進(jìn)制造與3D打印等問(wèn)題。
