打印技术论文十篇

打印技术论文篇1

目前的3D打印技术可以很大幅度的节约成本，并且还具有传统建筑所不具有的绿色、低碳和环保等优势。目前的3D打印技术不再需要数量非常庞大的建筑工程队伍，从很大程度上节约了劳动成本和提升了施工生产效率。而且现在的3D打印技术可以解决其他方式很难解决的高成本曲线建筑造型打印，并且其打印的强度更高，质量更加轻的混凝土建筑物。但是就目前的3D打印技术的发展现状来看，还不能够完成大体积的建筑物打印，而只能够通过打印构件来进行拼装，因此3D打印技术还无法在高层建筑中进行打印，如果要打印出几十层的建筑物，那么就需要设计出更加庞大的打印机，并且还要解决打印结构的强度问题。

二、3D打印技术在土木工程应用中的展望

首先，商品混凝土的原材料将会比现在的种类多出许多，应用的也将更为广泛，例如胶凝材料，未来可能将树脂材料、特种水泥材料，甚至是镁质胶凝材料作为其主要材料，此外，对于粗细的要求将会更加严格，以满足3D打印的实际需求，也有可能使用破碎工艺制造出现在没有的材料，并且外加剂也将会产生较大的改变，材料运用的不用将在混凝土中的作用也存在着巨大的差异。为了能够满足3D打印需求，混凝土不仅需要在空气中快速的凝结，而且其还应该具备优秀的流变性，骨料的粒径将进一步的缩小，粒径也更加趋于圆形，并且由于新型外加剂的使用，使得其能够完美的解决各层间的结合问题。其次，混凝土在配合比的设计上，可能还需要一些新的成熟的理论支撑，这是由于3D打印使用到的混凝土与传统混凝土有很大的差别，新的混凝土的各项性能也存在着巨大的差异，已经不是传统的水灰比、砂率等能够左右的，由于其性能发生了巨大的改变，如硬化能力、收缩能力等，目前的混凝土相关强度理论、水化理论等都无法应用到新的混凝土中。为了进一步的获得更耐久、更高强度、更完美的拌合物性能，需要从新的角度去进行实践，再得到新的理论，然后再不断的完善理论，找出新的配合比设计方法，并建立起相关的计算模型、硬化模型、寿命模型等。最后，由于3D打印机将会随机不间断进行工作，混凝土生产持续性上也会随着3D打印的全过程不断运转。因此整个工程施工将会在一个周期或者是一次性完成，那么这就给搅拌系统提出了很高的要求，使得整个搅拌工作能够在搅拌运输车上完成。

三、结束语

打印技术论文篇2

关键词：3D打印技术；航空制造；应用进展

前言：在现代社会中，科学技术的应用对于促进社会发展越来越发挥重要作用。进入新世纪以来，我国的航空事业得到了快速发展，成为促进经济领域发展中一种重要的交通运输产业。基于3D打印技术的诞生，为工业领域带来了具有强大冲击力与划时代意义的技术革命，为新一轮工业革命的开展带来了契机，其在航空制造领域中的应用，提升了其领域的制造水平。本文以3D打印技术与航空制造领域为研究对象，主要论述了3D打印技术在航空制造领域中的应用状况。

一、3D打印技术的诞生与发展

3D打印技术最初由美国人发明，诞生于上世纪的八十年代，由“立体光刻”技术发展而来[1]。这种技术是借助数字信息像复印机一样复制出具有三维立体形式的物体模型，然后将树脂在紫外线照射下就会凝固成形，从而制造出真实可见的物体。随后在几年间由来自美国麻省理工研究院的众多专家将这种技术加以创新，将其申请为专利，并逐渐推向市场，从此其技术应用范围越加广泛。基于其技术具有材料利用率高等特点，各领域对其发展应用给予了高度重视，对技术的推广同样给予了十足的信心。其技术是3D模型通过被设计扫描后，以某个坐标轴为基点，按照一定的方向将模型切成若干个剖面，打印出这些剖面，按照三维尺寸与一定的顺序堆积起来，等比例的实体给人以立体感官的模型形成，经过对模型的再加工制造形象直观的物体得以出现。

从世界范围内来看，没有任何一个国家的3D打印技术可以与美国相提并论，美国确实是这个方面的先驱，敢于将其技术投入到新领域应用当中，随着技术的不断发展，开始在电子产品、汽车工业等多种领域中得到广泛应用，更高端的航空制造领域也逐渐开始应用该项技术。在欧美的一些国家中，在商业运行模式初步形成的前提下，此技术以良好的效果在航空制造领域中得到应用推广。美国是全球最先发明3D打印技术的国家，将其技术应用在民用领域的全球第一家企业是日本佳能，应用在单反相机的壳体制造上，镁铝合金制造成曲线面，以形成相机的顶盖。3D打印技术在我国的航空制造领域的应用并不是一帆风顺，由于航空工业发展历程漫长曲折，航空技术与西方国家存在着巨大差距，但是伴随科技的迅猛发展，航空制造技术也得到了快速发展，3D打印技术的传播范围越来越广，日臻完善，使得越加在航空制造工业中得到应用推广。经过多年来的共同致力研究，我国的3D打印技术已不再显得落后，利用此项技术发展而来的净成型加工技术对于航空制造发挥了重要作用。

二、3D打印技术在航空制造领域的应用优势

（一）实现从设计到制造过程的无缝链接

对于航空设备零部件的制造，对其材料的选择等方面采用传统制造方式是相互独立的，在制造过程中由于从设计到制造这个过程各工序流程之间是相互独立的关系，彼此之间的联系不是很紧密，前后衔接不通畅，导致返工或者拖延制造时间的问题不可避免地出现，3D打印技术的出现很好地解决了这些问题，能够将设计、材料选择等各个模块融汇成一个整体，共同分享一个数据平台，对各方意见实时反馈，从而实现从设计到制造全过程的无缝链接[2]。

在设计、制造与维护全过程中3D打印技术得到了有效应用，在设计阶段通过其技术制造出等比例形式的模型；在制造阶段应用其打印技术将关键零部件制造出来；在维修阶段利用技术把同一材料填补残损部位，节约了大量的时间与成本投入，零件性能不受影响。

（二）激光打印大型钛合金构件的问世满足了主承力的要求

由我国自主设计的钛合金关键构件激光成形技术在国际重大博览会上展出，并得到了全球的瞩目。经多年的研究探索，航空设备的制造技术水平日渐完善，关键工艺的性能控制方法日趋成熟，综合力学性能大为提升，截止到目前为止，利用激光打印技术我国制造了三十多种关键金属零件，在歼击机与大型客机的制造上都有着广泛应用。

（三）材料损耗率低

航空工业使用的材料绝大多数是强度非常高的合金，具有工艺成本高与不易成形的缺点。以军用飞机为例，其主要材料要求具有耐高温、耐腐蚀等优点，钛合金整体结构为结构重量的降低，装备的性能寿命提高越加发挥重要的作用，采用传统的制造工艺方法工序长而且复杂，这就造成材料的大量浪费。3D打印技术的出现，作为一种前沿技术，通过激光快速成形技术大大节省了材料，而且材料性能大为提高，借助3D打印技术发展而来的钛合金激光成形技术，在先进战机制造上所占据的比例越来越多。

三、3D打印技术在航空制造领域的应用进展

（一）产品制造的直接参与

因为通过3D打印技术打印出来的工件在各指标上都能够满足零部件生产制造的需求，所以此项技术可以直接用于产品制造[3]。以目前应用现状来看，依靠其技术打印出来的军用飞机零部件性能可靠，无论是从美国，还是从我国的航空设备来说，3D打印材料在机体中都有广泛的涉及，这足以说明该种技术具备了产品制造直接参与的能力。

（二）对产品外形的验证

随着现代社会国际的交往日益密切，现代交通运输业的发展，航空工业得到了长足发展，对于航空设备的内部设计与外部形态提出了更高要求。传统工艺以单独的形式制造设备零部件，这势必会造成材料的浪费。而3D打印技术具有高柔性操作的特点，通过数字化系统的运用，重新对材料以全新的形式进行组合，避免了结构材料等材质浪费严重现象的产生[4]。

（三）制造出陶瓷基符合材料

金属基与陶瓷基复合材料能够通过激光烧结技术制造出来，陶瓷材料具有耐高温与强度高的优点，同时具有材质脆与弹性差的缺点，纤维能够弥补陶瓷材料的缺点，在航空制造领域中的应用具有前瞻性。

结语：综上所述，本文从三个方面对3D打印技术在航空制造领域的应用进展

展开了论述。第一部分从3D打印技术的诞生与发展角度对其技术展开了简要论述，以增加对3D打印技术的认识；第二部分介绍了该技术在航空制造领域中具有哪些优势，第三部分论述了其技术的应用进展，为其日后在航空制造领域中的应用绘制了美好蓝图。3D打印技术与航空制造技术都是新兴的高端技术，为加强3D打印技术在航空制造领域的应用，在坚持科教兴国基本战略的基础上为此需要加大投入，加强对二者的研究力度。

参考文献：

[1]张彦芳. 3D打印技术及其应用[J]. 科技视界，2013，13：123.

[2]龙航. 国外先进3D打印技术案例参考[J]. 杭州科技，2013，05：53-57.

打印技术论文篇3

本届全印展共设七大主题展区：数字印前主题馆、综合印刷主题馆、包装及印后主题馆、柔印主题专馆、标签产业主题馆、3D打印及创新材料馆、印刷梦工厂。除中国知名展商和庞大的中国军团外，国际展商比例高达30%，累计面积近1000平方米。来自澳大利亚、奥地利、比利时、法国、德国、印度、印度尼西亚、意大利、日本、韩国、马来西亚、荷兰、新加坡、西班牙、揣典、瑞士、泰国、荷兰、英国、美国等国家及中国香港、台湾地区的展团将在全印展舞台同台竞技，为观众带来非凡的参展体验。

明星展商 先睹为快

作为国内印刷包装行业的大型专业展会，全印展的参展阵容向来备受行业瞩目。本届全印展重量级参展商不一而足，各个主题展馆的明星展商让我们先睹为快！

数字印前主题馆：富士施乐、富士胶片、理光、爱普生、EFI、JHF、网屏、柯尼卡美能达、方正等知名展商将展出最新的数字和印前解决方案；

综合印刷主题馆：出版印刷和商业印刷的最新设备将如约联合亮相，小森、曼罗兰、柯尔布斯（Kolbus）、联强集团、大族冠华等也将携最新技术闪亮登场；

包装印后主题馆：汇集了博斯特、天津长荣、上海耀科、中德集团、国望等国内外顶尖品牌，让人分外期待；

标签产业主题馆：国内外标签产业的近百家代表企业，如浙江炜冈、、欧米特、美国联合等都将携推动标签业前进的各类创新技术亮相；

柔印主题专馆：太阳机械携手产业链众多合作伙伴和配套展商，重磅打造柔印主题专馆，将柔印这一环保技术应用进行全方位展示；

3D打印及创新材料馆：东洋油墨、盛威科、杭华油墨等知名油墨展商，中科纳新、康得新等多家领先企业进驻该馆，呈上他们最前沿的产品；还有3D打印云平台、3D打印设备及材料、3D打印产品应用案例集中展示；

印刷梦工厂：一站式网罗印刷未来、网络印刷、印刷文化、绿色印刷四大模块。小森、艾司科、裕同、GMG等品牌将共同展示印刷未来，印刷家、小羚羊、快印客等电商先锋将云集在网络印刷模块；中国印刷博物馆将携“中国印刷之光”深度诠释印刷文化；绿色印刷专区也将再次聚焦热点环保解决方案。此外，金牌赞助商惠普也将携十款创新应用解决方案惊艳亮相。

同期活动 精彩无限

据统计，全印展同期将召开40余场专业印刷论坛和技术交流会，均为行业各个细分领域的顶级会议，多种形式的交流活动贯穿整个展期，让展商和观众全方位接触和互动。来看一下都有哪些重要同期活动吧！

第十四届两岸四地印刷业交流联谊会。两岸四地印刷行业协会共聚一堂，共商合作大计。

第十六届亚太印刷论坛FAPGA委员会会议。亚太区域协会大佬内部会议，共探印刷未来。

中国印刷论坛暨第十六届亚太印刷论坛。业内最高端的国际交流盛会、学习型论坛。本次论坛以“发现印刷未来――绿色・智能・创意・互联”为主题，以国际化、高端化、前瞻性为主旨，邀请政府主管领导以及来自欧盟及亚太等国家和地区的印刷行业组织负责人共聚一堂，解读全球行业趋势。

亚洲喷印论坛。首次举办的亚洲喷印论坛，围绕“喷印新时代下的产业升级”话题，共同探讨在新经济环境下如何驱动新技术、新思路、新方向，建立“新常态”喷印生态圈。同期还将举行“JHF”杯亚洲喷印大奖赛颁奖典礼。

3D lab+print中国研讨会。全球工业3D打印与制造交流盛会。面向全球工业3D打印及增材制造业内人士，研讨会将紧扣机械制造、航空航天、汽车、3D打印如何带给2D印刷业新的契机等主题，展开互动交流。

数字印刷在中国技术高峰论坛。通过权威报告解读当下数字印刷市场发展态势，呈现最新数字印刷技术和应用案例。数字印刷在中国技术高峰论坛自2005年开始每年举办，多年累积的丰富资源使其成为国内最具权威性、专业性的数字印刷学习型交流论坛。本届论坛以“融合、思辨、突破――创造数字印刷新商机”为主题，同期还将举行“科印杯”数字印刷作品大奖赛颁奖典礼，领略数字印刷顶尖技术和印品风采，见证获奖企业的荣耀时刻。

全球标签技术高峰论坛。本次论坛以“激发创新原力”为主题，汇集国内外知名行业专家、协会代表及标签产业链各环节的资深人士，打造全球视野、进行趋势分享、了解技术前沿、再现精彩案例”，促进标签产业的交流与未来发展。

打印技术论文篇4

【关键词】3D打印、选矿机械模型、应用前景

前言

我国大学矿物加工专业大约有30多所，选矿机械是该专业主要专业课，总体看来，多数矿物加工机械的课堂教学仍然延续过去的平面图的教学方式，学生听起来模糊，似懂非懂现象十分普遍，可见，选矿机械的实体模型教学非常必要[1]。另外，我国有选矿机械设计、研发和制造单位有千余家，每年全国甚至是世界各地都举办各种各样的国际国内设备展览会，大型设备的展览占地大、运输成本高；在国外设备展览大都采用实体模型参展，可大大节约成本。因此，通过将3D打印技术运用于选矿机械的制造中，打印出选矿机械模型在选矿机械教学和设备展览中都具有不错的应用前景。

1、3D打印原理和技术

3D打印技术是利用纸层叠技术的快速成型装置，通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的模型图通过打印机变成实物[2]。3D打印的主要技术包括：SLA立体光刻造型技术、FDM熔融沉积成型技术、3DP三维粉末粘接技术、SLS选择性激光烧结技术、LOM薄片材料叠加技术五种该技术，其在医疗、模具、工业设计等领域的先期实体模型已得到成功应用，并且其应用领域正在快速拓宽[3-4]。

2、选矿机械实体模型的3D打印

为了更深入了解3D打印的工作原理，以及其与传统生产制造的区别，本文以活化振动给料机为例，讲述3D打印技术在选矿机械实体模型制作中的应用以及其优点。

（1）运用三维绘图软件完成活化振动给料机模型的制作，如图1所示，支持三维绘图软件有很多，如：CATIA、UG、SolidWorks、Auto-CAD等软件，本文采用SolidWorks软件。

（2）将文件保存为STL格式，然后导入到打印机专用的Cura软件中，然后根据要求设置相关参数，如图2所示。

（3）切片软件中的文件修改好参数后生成Gcode代码，将其导入到3D打印机中完成打印，如图3所示。

（4）对3D打印后的模型去支撑架、修复、组装，最后完成成品，如图4所示。

3、选矿机械实体模型3D打印的应用

3.1在选矿机械教学中的应用

经调查，我国绝大多数高校选矿机械的课堂教学仍采用传统的平面图教授方式，即教师以课堂授课的方式讲述一些选矿机械的用途、理论、原理等。这种传统的机械专业教学模式存在形式单一等问题，特别是选矿机械图的教学中，对于一些较复杂的零件组合图形，抽象的二维投影视图对学生的空间想象能力提出了较高的要求，给机械制图的教学带来了较大的难题。将选矿机械实体模型的3D打印运用与选矿机械教学中，可以将抽象的图形模型化，把机械设备带入到课堂，使得课堂情景化，学生可以一目了然，节省了脑海里从平面图到立体建模的非常耗时的过程，不仅极大提高了教学效率，而且师生交流准确顺畅，深受广大师生的好评[5-6]。

3.2在设备展览中的应用

我国有选矿机械设计、研发和制造单位有千余家，每年全国甚至是世界各地都举办各种各样的国际国内设备展览会，全国各地的生产厂家把各自的产品运送到展览馆，在运输的过程中耗费了大量的人力、物力和财力，使得运输成本很高，当大型设备的在展览馆中展示时候，由于其体积庞大，占地面积大，在有限的展览馆的空间中只能展示有限的设备。将3D打印的选矿机械模型运用与矿山设备的展览中，可以节省在运输过程中人力、物力和财力的消耗，同时，通过在走廊两侧用陈列模型和墙壁平面宣传相结合的模式，可以取代过去单一的文字平面媒体，并且展示更多的设备，使得企业在参加展览会的时候在达到预期效果的同时为企业省钱、省力、省时。

4、结论

3D打印技术是一种新型的技术，以其独特的优势运用广泛的运用于多个领域，本文通过阐述3D打印的基本原理及其技术，并将其应用于选矿机械，打印出选矿机械模型，以及分析了选矿机械模型的3D打印在选矿机械课程中和矿山设备展览中的应用效果，从中可以看出选矿机械模型的3D打印具有广阔的运用前景。

参考文献

[1]杨三艳.浅谈3D打印技术在机械类课程教学中的应用[J].职业教育研究，2014，（10）：166-168.

[2]王博.浅谈3D打印技术的发展与应用[J].机电技术，2014，（5）：158-160.

[3]黄烽坚3D打印技术应用前景展望与分析[J].2014，2（21）：53-55.

[4]王聪聪3D打印技术的应用与发展前景[J].2014（4）：23-28.

[5]付昱，篙丽萍.3D打印技术及其对机械教学的启迪[J].内蒙古电大学刊，2015，（1）：101-110.

[6]潘爱琼，张辉.浅谈3D打印技术在实践教学中的应用[J].中国教育技术装备，2015，（14）：58-60.

打印技术论文篇5

广州国际3D打印展(3D Printing Asia)将于9月15至17日于广州中国进出口商品交易会展馆隆重登场。主办方日前正式与广州市3D打印技术产业联盟达成合作，两者强强联手，将为业界带来3D打印龙头企业，并呈献行内最先进技术及解决方案，共同打造国内领先的3D打印商贸及技术交流平台。

广州市3D打印技术产业联盟获广州市政府支持，成立不足一年，己成为华南地区3D打印产业的领头羊。该联盟汇聚众多3D打印行业的精英品牌、科研机构及协会，涵盖3D打印技术整个产业链，包括软件设计、产品研发、机械制造、材料供应、技术应用等。

对于此次合作，广州国际3D打印展主办单位广州光亚法兰克福展览有限公司副总经理粱志超先生表示：“我们很荣幸能与广州市3D打印技术产业联盟合作。该联盟在国内3D打印行业具强劲影响力和号召力，而法兰克福展览在3D打印领域拥有丰富资源，包括旗下设有法兰克福国际精密成型及3D打印制造展览会(formnext)，双方的合作可有效整合国际和国内资源，令展会更精英荟萃，为3D打印领域的供应商和买家创造更多商机。”

广州市3D打印技术产业联盟理事长杨永强先生说：“如今3D打印技术发展一日千里，作为3D打印技术产业联盟，我们非常高兴与广州光亚法兰克福展览有限公司携手，为行业揭示3D打印发展现状和趋势，希望此次的合作可有效推动行业技术交流和发展，共同打造专业高效的3D打印商贸平台。”

今年展会，已经报名参展的广州市3D打印技术产业联盟的会员企业，包括广州市文搏数码科技、广州铭展网络科技、广州派因信息科技及广州优塑塑料科技等。

此外，于9月15日，主办方将与联盟共同举办第二届“广州市3D打印产业发展高峰论坛”，汇聚国内外知名专家，探讨广东省3D打印产业技术未来发展。事实上，首届“广州市3D打印产业发展高峰论坛”于去年由荔湾区人民政府、广州市工业和信息化局（原广州市经济贸易委员会）联合主办；广州市3D打印技术产业联盟、广州工业设计科技园共同协办，成功云集逾200位政府领导、行业专家、企业代表等，围绕加快广州市3D打印技术产业化、市场化进程、拓展3D打印技术发展渠道等热点问题进行讨论，共同描绘广州市、荔湾区的3D打印发展蓝图，助力产业转型升级。

广州国际3D打印展将与广州国际模具展览会共同举行，后者己成功举办八届，成为亚太地区首屈一指的模具展览会。模具制造与3D打印关系密切，两展强强联手，可以实现资源共享，加强展会协同效应。截至目前，广州国际模具展览会逾8成展位已获预订，两展预计迎来逾400家参展商和逾20，000名专业买家，展览面积达20，000平方米，共同为制造业界构建一站式的模具制造及3D打印技术专业平台。

打印技术论文篇6

这是发生在中国首家3D打印体验馆的一幕。房间里的灯罩、鞋、玩具、人像等人们所能看到的一切摆件，都非工业流水线或手工制作而成，而全部出自一部机器――3D打印机。

或许这个奇怪的机器你见所未见，也从未了解过3D打印技术的概念，但你可能会记得一些电影中的场景：

在《星际迷航》中，主人公对一台机器发出“水”的口令，一杯水就出现了；《云图》中，丰富的食物被机器“打印”出来；《第五元素》中，由一台机器“打印”出女主角的骨骼、肌肉、皮肤。

这，就是3D打印。

3D打印是上世纪的技术

在3D打印体验馆的展柜中，摆着大小不一的人像，发丝清晰可辨、肤色有明暗差别、衣服颇有质感，这可不是哪个手艺精湛的师傅捏出的泥人儿，而是3D打印机“造出”的。

3D打印体验馆的负责人邵漠宇介绍说，用3D打印机打印人像先得拍照，顾客要站在白色布景前，摄影师通过三维扫描仪将真人进行360度扫描，得到全身数据后建立3D打印文件，打印机将按照数据，分毫不差地将人像“还原”。由于耗时长、材料贵，因此，3D打印人像价格不菲。尽管如此，每个月仍有三四十位顾客来体验这种新的打印技术。

前来寻找商机的孟德超听完邵漠宇的讲解后，笑说：“要是早有这技术，也不用受拍结婚照的罪了，直接把我们夫妻俩打印出来，岂不更好？”

其实3D打印技术并非新兴产物，它被称为“上上个世纪的思想，上个世纪的技术，这个世纪的市场”。早在1986年，美国科学家胡尔就发明出世界上第一台3D打印机。

3D打印技术源自100多年前美国研究的照相雕塑和地貌成型技术，上世纪80年代已有雏形，其学名为“快速成型”。而作为实现这一技术的载体，3D打印机的原理其实很简单。打印机内装有液体或粉末等“打印材料”，只要输入数据，它就能把“打印材料”一层层叠加起来，打印出的产品可以即时使用。最初，它被广泛应用在工业设计领域。

邵漠宇说：“尽管3D打印技术早已产生，但在国内认知度的提升却是近一年的事。”如今，每周三成了他为顾客讲解的固定日子，总有大批顾客提前预约探访。

3D打印技术在全球的推广正以惊人速度在增长。在《环球科学》杂志2013年一月刊中评选出2012年最值得铭记、对人类社会产生影响最为深远的十大新闻，“3D打印”位列第九，理由是“3D打印将在制造业和科研领域引发一场革命”。

可以打印个宠物给我吗

我们对3D打印技术的了解，可能远不如对3D电影了解得多，但事实上，它可能会离你越来越近。

最近，有人在微博上向设计师宋波纹提问：“我最近失去了我的宠物，心里无法承受，3D打印机可以打印个宠物给我吗？”

宋波纹回答：“理论上是可以的，如果你提供的爱宠照片合适，打印出来的效果非常逼真。”

在宋波纹眼中，3D打印机无所不能。2011年，当周围的同学、老师还不知3D打印为何物时，她就在网络上看到3D打印一词，当时准备做毕业设计的她正苦于机械化生产无法与自己想创作的东西契合。

“不管多复杂多么无法描述的形态，它都可以做。”在宋波纹看来，用那样一台昂贵的机器做什么很重要：“现在大家熟悉的是个人定制，或是比较低端的3D打印，停留在制作商品或小玩意上。”但宋波纹却用它来实现自己的设计理念，她觉得，用3D打印技术做出的作品百看不厌。

随着3D打印技术的普及，可能不久后你将购置一台家用3D打印机，把古怪想法通过这台机器实现。据邵漠宇介绍，事实上，已经有很多人在这样做了。听到此，孟德超小声嘀咕着：“谁会花那么多钱买一台机器，用昂贵的材料在家做玩具玩儿呢？”

“这是一场新的体验、新的革命。用它可以做出颠覆性的创作。”宋波纹说。同时她强调：“3D打印技术有它的优势，但也不能忽略它的缺陷，成本高、时间长、材料有限。它对技术要求非常高。”

尽管仍有缺陷，但3D打印技术将为我们的生活带来变革，却是毋庸置疑的。

如今，在汽车工业中，设计师在设计新的零部件时，已经习惯使用3D打印技术来制作快速模型；医疗设备公司也在尝试用这项技术制造完整的假肢，新的假肢将比传统方式制造的更便宜，甚至可以机洗。在文物保护领域，3D打印技术也发挥重要作用，哈佛大学闪族博物馆的研究人员就用它成功修复了一个曾被打碎的文物瓷狮子；在电影中3D打印技术也十分常见，《007：大破天幕杀机》的爆炸场面中出现过的1960年代的阿斯顿・马丁DB5车型，就是3D打印机打印出的模型。

尽管3D打印技术的应用已经如此广泛，但是否如英国《经济学人》杂志所称， 3D打印“将与其他数字化生产模式一起推动和实现第三次工业革命”，仍不得而知。

是我们用3D，

还是3D改变你和我

3D打印机将能在一天内造出房子，未来可替代建筑师；3D打印或将改变就医格局；首款3D打印汽车问世……类似新闻常见诸网络，不禁有人猜想，3D打印技术将为我们带来怎样的未来？

“3D打印机的前景如何？”每接待一批顾客，邵漠宇都会被多次问及这个问题，他只摇摇头，笑说：“未来我也不知道。”这时有人插话：“前两天有新闻报道说4D打印都出现了，谁能说得准？”

在3D体验馆参观的顾客聚在一起讨论着如何将3D打印技术应用到商业中，有人想用它做创意产品，有人要做婚庆产品。大家的点子集中在个人定制上，他们关心的是机器是否昂贵、寿命长短、更新换代速度。

对3D打印技术同样感兴趣的牛嘉岳却有自己的看法：“多数人都直接咨询3D打印机的商用价值。而我认为，3D打印技术是一种解决制造、制成环节的终端方案。它的终极目标是‘不用再关心谁来加工、谁来制造’的问题。只要机器足够好、足够接近实际需求，它可以将你的一切想法付诸实践。”

在牛嘉岳看来，所有的问题将在于你是否有想法、创意。仅仅将3D打印技术应用于礼品定制、真人塑像等，只是该技术应用领域的冰山一角。“如果我们不做原理性研究、不自主研制机器、不自主开发软件和应用程序，我们必将在这次生产力革命中落后，仍然成为世界工厂价值链中最低层级的那一环节。”

无论人们打算利用这项技术做什么，不可否认的是，它的发展极为迅速。

宋波纹肯定地说：“3D打印技术有很多可能性，过不了几年，它会渗透到人们生活的各个层面。”

也有不少人担心，有了3D打印技术，机械化生产和手工制作将会被取代。而宋波纹认为，这种情况不会发生。“它们满足的是不同的需求，3D打印更适合小批量、定制化。”

打印技术论文篇7

关键词：人才培养；教育模式；3D技术；技术人才

作者简介：张海录（1981-），男，黑龙江哈尔滨人，黑龙江科技大学工程训练与基础实验中心，讲师；张增凤（1964-），女，河北仓县人，黑龙江科技大学工程训练与基础实验中心主任，教授。（黑龙江 哈尔滨 150022）

基金项目：本文系2012年黑龙江省高等学校教改工程项目“基于欧洲先进职业培训模式装备制造业高端人才培养的研究与实践”（项目编号：JG2012010564）的研究成果。

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）34-0050-02

一、机械类教学内容改革现状

1.国外机械类教学内容改革现状

20世纪90年代后期，日本教育机构对其大学工科教育进行了大量的调查和反思，认为机械专业的教育太偏重于知识的教育，而忽略了对技术的教育，忽视了对使用技术的人的综合素质的培养。为此，日本设立了日本技术者认定机构（JABBEE：Japan Accreditation Board for Engineering Education），对日本高等教育机构中的机械专业教学内容是否达到了规定的质量和水平，以及受教育者再次是否学到了必须的知识和具备了最基本的技能进行认定。[1]德国及奥地利机械类职业教育人才培养模式中，重视实际动手能力培养的教学内容的安排，以实践教学内容手段弥补理论教学内容不直观的缺点，理论教学内容提升实践教学内容的内涵和理论基础，让学生真正做到理论与实践相结合。[2]英国机械类职业教育中，案例式教学内容贯穿所有教学环节，其核心理念是用大量的实践环节，锻炼提升学生的实践动手能力，培养其独自自主解决问题的能力，教学内容的编排一直围绕培养动手能力展开，极大地提高了教学效果。[3]

2.国内机械类教学内容改革现状

随着我国综合实力的不断攀升，我国机械相关行业也有了突飞猛进的发展，在这种趋势下，要求机械专业教学内容的改革要紧跟行业发展，及时制定与之协调配套的教学内容体系。

20世纪中后期，我国机械专业的教学工作处于起步阶段，主要的教学内容围绕着机械理论展开，培养了一大批理论基础扎实、技术过硬的技术人才，随着我国改革开放的进行，我国机械行业进入了一个高速发展的时期，各个科研院所、高校和高职高专都开设了机械相关的课程，并制定了一系列课程内容，从基础理论到行业机械理论，从简单的实验到复杂的训练操作环节都有囊括。[4]进入21世纪，随着我国与国际接轨，各个机械领域不断与世界融合，教育机构中机械类教学内容也随着完善更新，提倡理论与实践相结合，用理论指导实践，用实践来检验理论，很多高校把课堂拉到企业现场，使学生近距离体会企业实际生产氛围，校企联合开展人才培养工作。[5]

二、基于3D技术教学内容设计

3D技术主要包括产品的三维数字化设计、3D打印技术和三维扫描技术等，近几年3D打印技术和三维扫描技术发展迅猛，为了培养相关工程技术人才，促进我国3D技术的迅速发展，设计了基于3D技术的教学内容。

1.三维数字化设计教学内容设计

三维数字化设计是一门专门针对机械类“3+1”人才培养模式的重要教学内容，是一种培养学生使用三维设计软件进行机械设计、装配设计和虚拟样机设计的主要教学载体。以体积小巧、零件数量少、容易加工且具有一定实用价值为选题依据，以CATIA软件为主要设计软件，完成零件设计、整机装配和虚拟样机的整个设计过程。

2.3D打印技术教学内容设计

3D打印技术在教学内容上主要分为两部分：一是桌面级FDM原理3D打印机结构设计与加工，二是桌面级FDM原理3D打印机的应用。教学内容的安排上按照认知、熟悉、设计加工、应用这四个过程展开：首先以照片、视频和实物的形式，让学生对3D打印技术有一个基本的认知，用直观形象的表达方法极大地激发学生对3D打印技术的兴趣和学习热情；其次，通过任课教师对具体技术、原理、思路和方法的讲授使学生进一步学习3D打印技术涉及到的各个技术环节，熟悉整个设计流程；第三个阶段，学生们进入实质的设计阶段，通过分配给自己的设计题目，各自搜集整理相关资料，理出设计要点，进行具体设计并进行加工装配；最后，学生用CATIA设计打印作品，通过装配完成的3D打印机打印所设计的作品。

3.三维扫描技术教学内容设计

三维扫描属于逆向工程，即把实物通过三维扫描系统生成计算机数据，然后通过对模型的修改和完善生成与实物一模一样的模型数据，由于本环节涉及到专业的三维扫描系统的应用，所以本环节的教学主要针对个别学生开展，生成的模型数据可以通过3D打印机打印出来，并对比实物大小，分析对比3D打印的精度和三维扫描系统的成型精度，从而为优化3D打印机的结构设计、提高三维扫描系统的测量精度提供实验数据。

三、基于3D技术教学内容的改革与实践

机械类“3+1”人才培养模式教学内容主要以数控加工、工艺设计和三大数控系统为主，侧重于工艺和加工，在此基础之上融入了3D技术，把侧重点从工艺和加工转向了设计和装配，以学员学习方向的选定、教学内容体系建设和分组学习机制的探索等作为此次机械类“3+1”人才培养模式教学内容改革与实践的主要内容。

1.学员学习方向的选定

进入“3+1”人才培养模式进行学习的学员在入学之初，任课教师和学员进行双向选择，并确定学习方向和设计题目，即在这一年的“3+1”人才培养模式学习期间，学员都以一个固定的学习方向和设计题目为主线，开展相关课程，如CATIA零件设计与装配、虚拟样机、数控加工与工艺等，有针对地进行系统学习，培养学员在所研究的方向上形成规范的知识体系和良好的工程意识。

2.基于3D技术的教学内容体系建设

机械类“3+1”人才培养模式引入3D技术是在广泛调研整理后形成的一种新型的教学内容体系。基于大三机械类学生的专业能力、可行性较高的3D技术的教学内容切入点及与3D技术相关的多学科交叉情况，采用科学分析、归纳总结的方法制定出了一套适合现阶段机械类“3+1”人才培养模式的基于3D技术的教学内容体系。该体系可概括为：一条主线，两种形式，三个阶段。“一条主线”指的是以FDM原理3D打印机结构设计及其重要组件设计为教学内容主线；“两种形式”指的是最终的作品有两种形式，即数字化设计和实物制作；“三个阶段”指的是设计、制作和应用三个阶段。

3.分组学习机制

3D技术是一种多学科交叉的综合性技术，采用分组学习机制可以降低学员的学习难度，提高学员间的团队合作能力。分组学习机制是指一个指定的设计题目或研究方向，由2～3人组成的小组来完成，组员间分工明确，任务到人，主要内容分为两部分：设计和加工，即一人负责整体设计，一人负责零件加工和装配，三人一组的还有一人负责整机调试和应用。分组学习机制使学习过程更接近企业的实际情况，人与人之间的工作即相互区别又相互联系，这就使学员的学习更加深入，学员间合作更加紧密，小组最终的作品也更加丰富和多元化。

四、基于3D技术机械类“3+1”人才培养模式教学内容改革的推广价值

经过为期一年的改革实践，基于3D技术机械类“3+1”人才培养已经取得了初步成果。

1.丰富现有教学内容

以初中级3D技术作为教学内容改革的切入点，在现有教学内容的基础上融入了设计、电子、软件和控制等多学科知识，课堂教学中引入互联网技术，用于补充和学习各种3D技术的基本知识。

2.普及和提高3D技术

引入3D技术是在教学内容改革上的一次重要尝试，实现了学员对3D技术从不解到了解的学习过程，使学员对前沿科技的认识更加直观、真切。随着这种改革力度的加大，3D技术在教学内容的设置上会更加系统、深入。这种改革对于高校学生普及和提高3D 技术具有重要的现实意义。

3.提高学员动手能力

机械类“3+1”人才培养模式重在培养学员的实际动手能力，3D技术中的一大分支是3D打印机结构设计和加工，从用三维设计软件进行结构设计到二维工程图的设计，从零件加工的工艺分析到用数控机床加工零件都需要学员独立完成，学员从大量的实践过程中积累实战经验，极大提高了学员的动手能力。

4.培养学员的工程意识

实际的工作岗位要求机械专业大学生具有良好的工程意识，即用系统的、符合产品设计和发展的客观规律的眼光去看待自己从事的工作。3D打印机是一个复杂科学的系统工程，设计者要考虑其市场前景、成本、用户需求、可靠性、安全性、稳定性及后期维护等，学员通过自己设计制造3D打印机，找到问题的解决办法，提升自己对产品整个生命周期各种细节的把握，在当前的时代背景下对学员工程意识的培养是极其重要的。

5.改进教学方法和手段

传统的机械专业教学主要是通过教师的讲授并配以多媒体进行的，这种教学方法能够系统地讲解课本上的知识，但难以直接激发学员的学习热情和兴趣。引入3D技术后，我们采取了五段式教学法，如图1所示。

五段式教学法先从感性认识开始，让学员亲自感受3D技术，如让学员亲手操作3D打印机、亲手打印零件等，使学员对3D技术产生最直接的兴趣，从而提高其学习3D技术的积极性；在此基础上进行详细系统的理论学习，包括机械设计、机械加工、3D打印机软件的应用、固件的下载和调试等课程，使学员接受全方位的系统训练；其中以机械加工为重点，进行重点训练，使学生了解零件生产的全过程；在前面两个学习过程中遇到的问题可以在第四个阶段第二次理论学习中解决，带着问题来学习是一种高效的学习方法，有助于学员对理论知识和实践知识进一步巩固；最后重新进行上机加工训练，检验所有已学知识。

参考文献：

[1]周启银.机械类专业设置和教学内容改革的实践与探索 [J].武钢大学学报，2000，（3）.

[2]丛娟.机械类应用型本科实践教学体系的构建与创新[J].辽宁科技学院学报，2013，（2）.

[3]袁文华，李梦奇，周东一.校企合作共建产学研校外机械类人才培养基地的研究与实践[J].当代教育理论与实践，2013，（6）.

打印技术论文篇8

【关键词】产品设计 3D打印 应用 优势

近年来，3D打印技术已经成为一种潮流和热门话题，并在产品设计，特别是数字化产品模型制造领域的应用等方面发挥着越来越重要的作用。其是一种快速成形技术（rapid prototyping），以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可黏合材料，并通过逐层打印的方式来构造物体。3D打印机是一种可以“打印”出真实的3D物体的设备，比如打印机器人、玩具车、各种模型，甚至是食物等。3D打印常用材料有尼龙玻纤、耐用性尼龙材料、石膏材料、铝材料、钛合金、不锈钢、镀银、镀金和橡胶类。

一、现状

（一）3D打印技术发展状况

3D打印关键技术主要掌握在美国、日本及欧洲一些国家（表1）。美国《2013沃勒斯报告》显示，2012年全球3D打印市场（包括产品和服务）约为22亿美元（约135亿元人民币），比2011年增长28.6%，预计至2017年，全国3D打印市场将达到60亿美元的规模。就全球3D打印机的安装量而言，美国比例最高约为38%，日本为9.7%，德国为9.4%，中国则为8.7%。

（二）3D打印国内研究现状

自上世纪90年代以来，国内高校相继开展了3D打印技术的自主研发。其中，清华大学与北京殷华激光快速成型与模具技术有限公司合作，在现代成型学理论、分层实体制造、FDM工艺等方面建立了一定的科研优势。西安交通大学自主研制了三维打印机喷头，并与陕西恒通智能机器有限公司合作开发了光固化成型系统及相应成型材料，成型精度高达0.2mm。武汉东湖高新区建立了“中国首个3D打印工业园”；中国科技大学自行研制8喷头组合喷射装置，该设备有望在微制造、光电器件领域得到推广应用。

二、在产品设计领域应用的优势

（一）3D打印拓展了设计人员的想象空间

在后工业时代，每个人都是设计师，传统的设计师不再依靠自己的力量独立设计，而是扮演设计组织者的角色，组织有效的设计平台。3D打印是由计算机通过三维软件进行模型建造，并以STL的文件格式传输至3D打印机，3D打印机识别到片层截面，并完成文件输出。截面是由多个三角形面来模拟所设计的物品的表面形态，三角形面越小，物体打印的越精细。此外，VRML、WRL也是经常被使用的输入文件格式。

设计师能够专注于产品形态创意和功能创新，即所谓“设计即生产”。设计师对产品形态的创作将更加挥洒自如，这是传统产品设计、手板模型制作等流程难以企及的。

（二）3D打印缩短了产品设计到成型的周期

当前，消费者对新奇产品的需要和渴望远远大于过去，3D打印等数码技术可以帮助厂家应对消费者瞬息万变的口味，设计师可以通过互联网这个开源平台进行设计，注重利基产品的开发和生产，进入产品和经营的长尾时代。3D打印更适合一些小规模制造，尤其是高端定制产品，比如零部件制造。虽然当前打印制造材料仍然以塑料为主，但金属材料肯定会在未来被运用到3D打印中来。可以预见，该技术将会在未来得到越来越广泛的应用。

（三）3D打印节省产品设计研发的成本

市场需要产品以最快的速度更新换代，但新产品生产出来后，若没有销路，则得不偿失。开发一副模具要几十万，甚至几百万，而利用3D打印技术，可以把产品先开发出来，如果该产品符合技术要求和市场需求，再进行模具开发，并进行进一步批量生产。此外，3D打印技术和传统模具制造技术可以实现相互补充，而未来的制造领域中，3D打印机可完成30%的产品，而70%由模具制完成。

在产品设计方面，3D打印产品不需要昂贵的模具实现生产注塑，其所需的原材料和能源仅为传统方式的1/10，还降低了企业因开模不当造成的不必要损失和风险；3D打印可以制造曲面更复杂、造型更丰富的产品，可以为客户定制个性化产品，实现“即想即得”；3D打印产品也可以远程传输文件并异地打印，减少运输费用。3D打印的出现意义在于我们能够制造自己的产品供其他人进行消费，人们的设计创造才能被尽情释放，能够满足高层次的需要。

结语

长期来看，3D打印有着较广泛的发展前景。3D打印技术的发展将推动产品设计模式发生变革，加快信息时代以大规模协同分享替代工业时代以资本专用性为特征的生产方式。

3D打印机不再只是传统的专业的产品设计师制造产品手板模型的工具，而是大众都可以使用的桌面制造工具，追求个性的产品设计将在3D打印技术的应用下变成现实。产品的造型、结构将变得更有细节，产品设计的流程也将变为并行的过程，产品设计依托于互联网平台将更加开放，订单式将是设计制造企业发展的未来方向。此外，需要强调的是，寄希望于通过3D打印技术彻底改变传统工业生产方式是不现实的。

参考文献：

[1]蒋健科，李秋荣. 3D打印第三次工业革命的重大标志[J].新湘评论，2013（6）.

[2]刘红光，杨倩.国内外3D打印快速成型技术的专利情报分析[J].情报杂志，2013（6）.

[3]王雪莹.3D打印技术及产业发展的前景预见[J].创新科技，2012（12）.

[4]张楠，李飞. 3D打印技术得发展与应用对未来产品设计的影响[J].机械设计，2013（7）.

[5]3D打印在模具制造领域应用优势明显[J].机械，2013（8）.

[6]邵宇.3D技术的发展与产品设计民主化[J].工业设计，2013（3）.

打印技术论文篇9

【关键词】骨科护理；带教；3D打印技术；方法；效果

3D打印技术的基础是通过数据来设计文件，之后把材料一层层地粘合或者沉积，最终形成三维物体[1]。很多领域都应用了3D打印技术，就医疗领域而言，3D打印技术应用最普遍的科室是骨科、牙科、整形。3D打印技术在骨科的最重要的应用价值在于提高诊断的准确性与精准度，而且还能详细地计划手术方案，节省手术时间，保证手术质量，减少患者的术中出血量[2]。护理专业的学生必须要经过临床护理实习才能正式踏上工作岗位，带教是实现理论知识与实践技能相互结合的关键途径。骨科护理的专业知识非常丰富，很多内容抽象难懂，比如髋臼、骨盆等部位的骨折病理特点，必须要借助一定的空间想象力才能理解[3]。传统骨科护理教学是通过X线片帮助学生理解知识，从带教现状来看依然存在局限性。为此，我院在骨科护理带教中引入3D打印技术，现作出如下报告。

1资料与方法

1.1资料

本研究对象为2016年7月～12月我院2个骨科50名护理专业的实习生，所有实习生均为女性且来自于同一所学校，实习生年龄18～23岁，平均年龄（22.3±0.2）岁。随机将实习生分为对照组与观察组，每组各25名，实习时间30d，由护师以上职称的带教老师实施教学。

1.2方法

对照组应用X线片讲解骨科知识，观察组应用3D打印出的骨折模型进行讲解。带教方式分为两种：集中授课每周1次，每次2h，主要讲解病例与课本的理论知识；床旁带教每周3次，每次1.5h。留出最后一周实习时间总结学生的学习情况并针对性地给予学生指导。

1.3观察评定标准

教学结束后，从护理理论知识、护理操作技能、护理记录书写三方面进行考核，各项考核成绩满分100分。①护理理论知识考核内容：如何描述骨折移位情况、如何观察骨折血运情况、骨折的治疗原则、并发症与术前术后的健康教育指导、相关注意事项等；②护理操作技能考核内容：如何搬运骨折患者、患者的骨牵引配合操作、患者的轴线翻身操作手法等，重点考核实习生在临床中与患者的交流、是否能够详细理解骨折移位等；③护理记录书写考核内容：骨折患者入院时、手术前、手术后病例的书写是否规范、准确、清晰等。

1.4统计学方法

应用SPSS19.0统计学软件对数据进行分析处理，计量资料以“x±s”表示，采用t检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2结果

出科考核成绩，观察组护理理论、护理操作、护理记录书写得分分别为（92.3±3.1）分、（93.5±2.8）分、（95.5±3.3）分；对照组护理理论、护理操作、护理记录书写得分分别为（86.2±3.4）分、（87.6±2.7）分、（89.7±2.5）分（P＜0.05），详见表1。

3讨论

3D打印技术应用于骨科护理带教的优势显而易见：①丰富了教学内容：通过3D实体模型，可以全面展示骨折的受伤机制、解剖结构、功能锻炼、骨折类型以及内外固定物的安装等，能够把骨折的发生原因、发展过程、临床治疗与护理等统一结合[4]，清晰地呈现给学生；②更加直观形象：骨科专业很多理论知识抽象难懂，仅依靠课本讲解很难启发学生想象，而实体模型可以将抽象的理论知识用最直观、最具体的方式展现出来，更便于学生理解；③有助于学生掌握骨科护理技能：扎实的理论知识给学生的临床护理奠定了基础，学生可以更熟练地运用术前准备、术后功能锻炼、健康教育等护理技能，帮助患者尽快康复[5]。本研究中，观察组出科考核各项成绩均优于对照组（P＜0.05）。对照组实习生普遍反映X线片的阅读难度很高，无法很好地理解复杂的骨折病例，临床护理中，与老年患者的沟通存在困难，使用X线片讲解，患者很难理解专业知识，因为护患沟通出现问题所以很难建立良好的护患关系；观察组实习生普遍表示可以通过3D技术打印出的三维骨折模型来理解骨折的生理、病理特征以及护理要点，自身的护理技能和理论知识都有相当明显的提高，采用实体骨折模型来与患者交流，更便于患者理解自身的骨折情况，护患沟通良好，患者能够自觉、积极地配合护理，因此实习生的学习积极性与护理信心明显提高；带教老师反映，借助尸体骨折模型讲解骨科专业知识与临床护理重点，实现了带教效率与带教质量的双重提高，学生对骨科知识的理解更加深入透彻，教学过程相对轻松。综上，在骨科护理带教中应用3D打印技术，有助于实习生更好地掌握骨科专业知识与护理操作技能，是值得推荐的带教方法。

作者:石梅莲 单位:湖南省怀化市第二人民医院护理教研室

参考文献

[1]朱菁菁,淦细红,陈和珍,等.3D打印技术在骨科护理带教中的应用[J].中华护理教育,2015,12(11):835-837.

[2]邱雪,吴荷玉.3D打印结合数字化技术在数字骨科医学发展中的应用配合[J].护理研究,2015,(30):3839-3840.

[3]潘卫宇,袁梅梅,寇晓平,等.应用3D打印技术对严重骨缺损患者行髋关节翻修术的护理[J].中华护理杂志,2016,51(9):1064-1067.

打印技术论文篇10

关键词：3D打印；技术；科技哲学

科学技术哲学是关于科学技术的哲学理论，是对科学技术的历史成果和科学技术活动的哲学反思。长期以来，由于历史与现实的诸多原因，我们对于技术的发展更多关注的是“其然”，而不是“其所以然”。目前，新一轮工业革命正在酝酿之中，其中一些先进国家非常具有代表性的做法，比如德国工业4.0、美国工业互联网、日本工业4.1J。为了可以在新的一轮工业革命中占得先机，我国也制定了“中国制造2025”战略，加强统筹规划和宏观部署，以智能制造为重点、发展高端制造，拟通过10年的努力，使中国进入世界制造强国，提升我国对美、欧、日等先进工业国家的战略竞争力。实现数字化智能制造的关键技术有人工智能、智能机器人、3D打印技术等，在新一轮工业革命中，3D打印必然将迎来自己的蓬勃发展期，迫切需要从哲学层面思考和回答大量的“所以然”问题。

一、3D打印技术的本质

在科技哲学视野下研究3D打印技术，其技术本质是我们必须要探讨的最基本问题。“质”是某一事物区别于其他事物的内在规定性。“本质是决定物质体系发展的主要特征和趋向的一些深刻联系、关系以及内在规律的总和。”所以，只有真正理解3D打印技术本质，才能确切理解3D打印技术与人，技术与世界的本源关系，才能真正了解3D技术。

对于技术的本质，我们很难用一句话概括出来。马克思、恩格斯始终从普遍联系、辨证发展的原理考察技术，把技术与生产密切结合起来，从生产力和它们之间的相互关系两方面论述了技术的本质。马克思认为，“技术是人的本质力量的对象化的产物。它是人类征服自然和改造自然的劳动手段，是一种生产力。”技术作为一种潜在的生产力，不仅使劳动工具和设备得以改进，扩大了劳动对象，而且还提高了劳动者素质，提升了劳动生产率。从3D打印技术的产生与发展来看，3D打印技术起步于20世纪80年代末，早些年该技术主要应用于专业化的工业设计与生产。随着现代科技的不断发展变更，其应用领域得到不断的扩展与深化，直到上世纪90年代中期，3D打印技术开始逐渐进入大众的视野。

事实上，3D打印技术是一种利用三维模型数据，通过材料的逐层累加，将数字化电脑模型变成固态物体的一系列技术，可以大幅降低工装模具需求，减少材料消耗，缩短制造时间，还可以成形常规方法无法实现的新颖零件和复杂结构。由此可见，3D打印技术的发展将会深刻影响先进制造业、工业设计业、生产业、文化创意业、电子商务业及制造业信息化工程。当今，越来越多的产品可以不断被3D打印技术出来，背后隐藏着诸多社会规律、经济规律和自然规律。从这个角度上看，3D打印技术的应用发展将会拓展人类视野，会是人类新的生产力性质和水平的标志。

综上，3D打印技术是合目的性的自然物质运动规律发展的产物，是主体要素和客体要素的统一，同时技术本身也经历了一个从潜在形态到现实形态的发展过程，体现了现代社会生产力性质和水平，完全符合技术的基本属性。

二、3D打印技术发展的根本动因

一般来说，制造技术的创新主要由材料、工艺装备、软件等基础技术的进步而推动。近年来，智能设备、高性能计算、大数据等技术的发展进一步推动了制造业向精益化、智能化、柔性化、敏捷化的方向创新发展，在多个领域掀起了制造模式的变革。一直以来，先进装备的发展对制造技术影响最广泛的四个特征就是：系统结构日益复杂、先进材料日益增加、研制周期日益紧迫、成本要求日益严格。由于传统技术无法解决新的挑战，因而制造技术创新的原则非常明确，那就是在制造的三个核心环节――成形、加工、装配――中植入能够改变现有模式的新方法、新手段、新设备，形成突破传统的创新技术领域，为先进装备创新的实现提供保障。目前，这些新的领域主要包括3D打印技术、复合材料非热压罐成形技术、自适应加工技术、自主化装配技术、智能人工增强技术。在过去的20年中，3D打印的技术创新可以称之为利用最少量的因素影响整个经济体系，继而成为全球化体系的。在这个过程中，现实需求是技术发展的前提与基础。一旦有了需求，技术能否发展以及如何发展，则取决于技术自身的发展状态，即技术能否满足当前及未来一个时期的现实需求。因此，可以说技术创新发展驱动的根本原因就在于事物自身内部的矛盾性。

（一）设计自由度与制造可行性之间的矛盾

高性能产品的结构越来越复杂，个性化、新颖设计的自由度越来越高，传统减法式的制造工艺难以实现这些设计，对于设计与制造的要求也越来越高，拓扑优化、薄壁轻质结构、复杂的三维形状、革命性的微结构、功能梯度材料结构等复杂的设计和制造问题都对传统制造方法提出了新的要求。以拓扑优化技术与3D打印技术联合，实现在结构形成过程中植入传感器和布线，或者接合部件以节省时间和金钱、减少节点或者其他可能导致失效的接头数目。为节约材料，自然界与工程界大量采用轻质薄壁的结构形式，作为发生冲击碰撞等突发事件时的缓冲吸能结构。同一产品由于服役环境不同，对于自身材料提出新的要求，可以沿某一维度呈现功能梯度变化，使材料的物理、化学和力学性能在空间上具有相应梯度变化。上述的种种设计和制造问题，都是新时期产品发展过程中所必须面临和解决的新问题，与之相应的就是要求出现新的技术来解决这种矛盾。任何一N技术的发展与使用都是与其时代特征匹配，正是这种矛盾的冲突推动了新技术的创新发展。

（二）研制周期与市场先机之间的矛盾

借助CAD软件的数字化建模功能，3D打印技术可以直接将数字化模型利用3D打印机，制造出三维的部组件，极大缩短了研制周期，同时，这种数字化文档还可以借助网络传递，实现异地制造，快速占领有潜力市场。3D打印制造工艺流程短、全自动、可实现现场制造，无需工装模具，整体一次成型，直接制造更快速、更高效，设计生产周期往往可以提升一倍，复杂、个性化产品研制周期漫长，在技术趋同的形势下可以更快抢占市场先机。着眼于历史的发展，正是由于技术的从简单到复杂，从低效到高能，从单一到体系的发展，从而推动了整个制造业的不断发展、日臻完善。

（三）经济性盈亏的矛盾

结构设计中，3D打印技术可以优化产品设计，提升复杂结构设计的完整性，同时还可以根据设计需要，快速制作模型，检验是否满足用户需求，避免重大设计更改和技术状态变更；在制造过程中，不仅可以提高制造环节材料使用率，大幅缩短研制周期，降低生产成本。无论设计还是制造环节，材料利用率、研制周期、生产成本几个要素平衡发展，都是制造业始终追求的目标之一。传统制造业可能在某一要素上可能具有相当大的经济优势，但就综合集成来讲，3D打印技术还是具有其显著经济特征的。

三、3D打印技术发展的条件

技术的产生和发展一般都是在一定条件下发生的，大体应该包含物质条件、知识条件和人的条件，某种角度上说，这三方面因素缺一不可，3D打印技术概莫能外。现代3D打印发展这几十年，正是基于这些主客观条件，呈现出有目的性的发展态势，同时也关系到了技术的发展趋势和发展速度。

3D打印技术已经存在了几十年，为什么迸发期没有在过去，而是在现在发生？首先，3D打印技术不得不等待计算机处理能力、存储和网络基础设施的改善，现在几乎任何人都可以制造、交换和使用3D打印的物品，但在20世纪80年代末和90年代初，当第一代3D打印机在市场上面世的时候，用于3D打印模型设计的个人计算机工作站造价十分昂贵，而且在互联网上交互大量数据的想法也不现实。然后到了今天，许多智能手机和平板电脑都足够强大到能够设计和存储复杂3D模型。高速互联网已经成为现实，意味着在线存储和交流3D模型不再是技术上的挑战。第二，2D打印的世界先进技术同样帮助建立了3D打印革命的基础。虽然3D打印不是以2D打印机为原型，但大部分还是类似于伺服电动机和送料机制――激光、喷墨打印头和电子控制器，硬件发展在过去20年里成为支持3D打印革命的必要条件。第三，3D打印的发展同样需要等待自身的发展以及知识的储备。一些低成本的3D打印机硬件要依靠那些使用早期3D打印机的爱好者通过创新模型的努力来完成。从某种意义上讲，从最基本的3D打印技术发展到后来确实花了些时间，这些都是知识积累的过程。第四，促进3D打印技术发展的原因是人类社会发展的数字化。十几年前，人类上网很少，拥有数字通讯和数码设备都很少，与之形成鲜明对比的是如今数十亿人在使用互联网，并且拥有数字音乐、照片和视频，现在使用3D打印机在线数字资料制作成物理模型的热情比3D打印机刚被发明出来时要高涨的多。第五，20世纪80年代末90年代初所申请的3D打印技术方面的一些专利已经或即将到期，因此现在那些阻碍3D打印的法律障碍已经越来越少了。

四、3D打印技术发展的普遍规律

唯物辩证法认为，事物发展是有规律的，规律是可以认识的，认识对于实践具有能动作用。

（一）需要可能律，技术发展的外部条件

唯物辩证法关于“现实与可能”关系论述的具体运用，揭示了装备发展与其外部条件之间的客观联系，即需求牵引、技术推动、经济支撑。3D打印技术在短短十余年取得举世瞩目的重大发展，在医疗健康、汽车工业、国防军事、房屋建筑设计、其他消费品等领域有着傲人的成绩，在生物医药领域、医学牙科等领域的市场份额不断增长，同时在大众消费的食品加工、服装配饰、玩具制造等各领域也突飞猛进。

技术的发展需要其他技术的配合与支撑。3D打印技术对信息技术、计算机科学、精密机械以及材料科学有着极其重要的依赖作用。历史表明，技术发展重大突破的时候，总是产生于科学技术发展到一定水平，特别是出现了重大科学发现或技术发明之后。与此同时，先进技术的成长还需要投入庞大的人力、物力和财力予以支持。

（二）否定完善律，技术发展的内在动力

唯物辩证法“否定之否定规律”的具体运用，揭示了技术发展与其内部矛盾的客观联系，即技术自身的不断否定与完善是推动其发展的内在动力。如前所述，这种矛盾性表现为技术与现实需求之间的不完善，具体表现为复杂设计与制造的矛盾、敏捷高效制造的矛盾、以及绿色经济的矛盾，正是这些矛盾推动了3D打印技术的不断发展，使其由不完善变得较为完善，并趋于更加完善。当然，制造业新的需求也是发展变化的，旧的矛盾解决了，新的矛盾还会产生，如此循环往复，推动了事物螺旋式上升，使其进入了更高级的发展阶段。

（三）量变质变律，技术发展的演进规律

唯物辩证法“量变质变规律”的具体运用，揭示了装备发展演进的一般规律，即技术发展是渐进式发展与创新性变革的辩证统一。技术发展是量变与质变的互动过程，表现为渐进性发展与创新性变革交替进行。渐进性发展是一种革新，是对技术的逐步改善，是量变的积累；创新性变革是彻底的革命，是技术的质变。量变是质变的条件，质变是量变积累到一定程度的最终结果。

美欧发展3D打印技术已经跳出了制造本身，开始考虑颠覆当前产品设计以及改变传统设计和材料开发流程上来，随着增材制造在大型、复杂航空结构件上应用的技术成熟度和制造成熟度不断提升，3D打印将成为航空领域主流制造技术，将航空产品设计理念带向更具颠覆性的未来。

3D打印技术应该说是当前正在进行的第三次工业革命的重要组成部分，是当代计算机控制技术和新材料技术发展的“自然延伸”，鉴于其独特的性质和优点，这项先进制造技术的研发也应受到高度重视。但是未来还会遇到许多新问题、新困难，只要我们更加自觉地站在世界观与方法论的高度分析问题、认识问题。虽然不主张3D打印技术预示着新的工业革命的到恚但并不能因此忽视它的价值。随着人类认识的不断深入和技术的不断进步，3D打印技术必将更加成熟，应用领域更为广阔。

【参考文献】

[1]乔瑞金.技术哲学教程[M].北京：科学出版社，2006.

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