【正文】 程。以色列objet公司Objet是快速成型和快速制造的光固化技術(shù)先鋒，開發(fā)者，生產(chǎn)商及高精度，高分辨率三維打印方案的全球市場推廣者。這些系統(tǒng)在設(shè)計(jì)伊始均考慮到工具庫或工人的需求，帶有一個簡單的觸摸屏用戶界面，便于管理粉末處理系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固。快速小批量制造金屬部件的其他應(yīng)用范例包括：定制醫(yī)療植入物、輕量級航空航天和賽車部件、高效散熱片、帶有隨形冷卻管道的注塑模具鑲件，以及牙帽、牙冠和牙橋。技術(shù)參數(shù)：最大成型尺寸 250mm250mm215mm；建造速度 230mm3/秒；層厚 20100微米；激光發(fā)射器類型 Ybfibre激光發(fā)射器 200W；光學(xué)系統(tǒng) Fthetalens；掃描速度最高速度為7m/秒；支撐結(jié)構(gòu)無；電源 220V，32A或380V，16A；最大功率 5500W；氮發(fā)生裝置標(biāo)準(zhǔn)；壓縮空氣支持 7bar，20m3/小時(shí)；產(chǎn)品尺寸2000mm1050mm1940mm；建議安裝空間 3500mm3600mm2500mm；重量 1130kg；數(shù)據(jù)處理PC Windows操作系統(tǒng)；軟件 EOS RP RP（Materialise）；CAD接口 STL或其他可轉(zhuǎn)換的格式；網(wǎng)絡(luò)以太網(wǎng)；產(chǎn)品認(rèn)證 CE，NFPA；可使用材料 不銹鋼材料 鈷鉻鉬合金MP1 鈷鉻鉬合金SP1 馬氏體鋼 鈦合金 純鈦 超級合金IN718 鋁合金。1）、國外知名3D打印企業(yè)及機(jī)構(gòu)產(chǎn)品介紹德國EOS公司的金屬粉末燒結(jié)機(jī)EOSEOSINT M270金屬激光燒結(jié)系統(tǒng)，該設(shè)備采用EOS公司研發(fā)的DMLS技術(shù)（Direct Metal LaserSintering）進(jìn)行金屬件制作。四、3D打印國內(nèi)外現(xiàn)狀3D打印國外現(xiàn)狀除了上面已提到的國外的企業(yè)/高校及產(chǎn)品，下面再列舉一些比較知名的：1996 年，3D Systems、Stratasys、Z Corporation公司分別推出 Actua 2100、Genisys、Z402產(chǎn)品，第一次使用了“3D 打印機(jī)”的稱謂。2012年8月16日，美國“國家增材制造創(chuàng)新中心”作為其首個“樣板示范”創(chuàng)新中心剪彩成立。家用3D打印機(jī)主要制造商有Reprap，Makerbot Industries，Ultimaker，Botmill，F(xiàn)abHome等。2012年11月，蘇格蘭科學(xué)家利用人體細(xì)胞首次打印出人造肝臟組織。2010年11月，世界上第一輛由3D打印機(jī)打印而成的汽車Urbee問世。1993年，麻省理工學(xué)院獲3D印刷技術(shù)專利。當(dāng)然，整個過程是在電腦的控制下，由3D打印機(jī)系統(tǒng)自動完成的。但是，其基本原理都是一樣的，那就是分層制造，逐層疊加，這種工藝可以形象地叫做增長法或加法?？焖俪尚渭夹g(shù)(又稱快速原型制造技術(shù) Rapid Prototyping Manufacturing，簡稱RPM)，誕生于20世紀(jì)80年代后期，是基于材料堆積法的一種高新制造技術(shù)，是一種不再需要傳統(tǒng)的刀具、夾具和機(jī)床就可以打造出任意形狀，根據(jù)零件或物體的三維模型數(shù)據(jù)，通過成型設(shè)備以材料累加的方式制成實(shí)物模型的技術(shù)，被認(rèn)為是近20年來制造領(lǐng)域的一個重大成果。它集機(jī)械工程、CAD、逆向工程技術(shù)、分層制造技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、材料科學(xué)、激光技術(shù)于一身，可以自動、直接、快速、精確地將設(shè)計(jì)思想轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸欢üδ艿脑突蛑苯又圃炝慵?，從而為零件原型制作、新設(shè)計(jì)思想的校驗(yàn)等方面提供了一種高效低成本的實(shí)現(xiàn)手段。形象地講，快速成形系統(tǒng)就像是一臺立體打印機(jī)，因此得名“3D打印機(jī)”。二、3D打印的發(fā)展歷程1984年，Charles Hull開始研發(fā)3D打印技術(shù)，【1986年】，他自立門戶，創(chuàng)辦了世界上第一家3D打印技術(shù)公司，也是現(xiàn)在的3D市場領(lǐng)軍者之一3D Systems 公司（NYSE: DDD），同年發(fā)布了【第一款商用3D打印機(jī)】，2012年1月，他們收購了另外兩家3D打印公司Zcorp和Vidar Systems；1988年，Scott Crump發(fā)明了FDM（熱熔擠制成型）技術(shù)，并于1989年成立了現(xiàn)在的另一家3D打印上市公司斯川塔斯Stratasys（NASDAQ:SSYS），該公司在1992年賣出了第一臺商用3D打印機(jī)。1995年，美國ZCorp公司（后被3Dsystems收購）從麻省理工學(xué)院獲得唯一授權(quán)并開始開發(fā)3D打印機(jī)。2011年6月6日，發(fā)布了全球第一款3D打印的比基尼。目前，美國擁有世界上３８．５％的３Ｄ打印設(shè)備，而中國所占的比例只有８．６％，有著很大的提升空間。三、3D打印為什么近兩年突然熱起來2012年3月19日，美國總統(tǒng)奧巴馬在卡內(nèi)基梅隆大學(xué)宣布創(chuàng)立美國“制造創(chuàng)新國家網(wǎng)絡(luò)”計(jì)劃。作為新技術(shù)研究、開發(fā)、示范、轉(zhuǎn)移和推廣的基礎(chǔ)平臺，號稱要成為增材制造技術(shù)全球卓越中心并提升美國制造全球競爭力。2005 年，Z Croporation 發(fā)布Spectrum Z510，這是世界上第一臺高精度彩色3D打印機(jī)。EOSINT M270激光燒結(jié)系統(tǒng)采用的是Ybfibre激光發(fā)射器，具有高效能、長壽命等特點(diǎn)。美國3D SYSTEMS公司這款sPro 250 SLM商用型金屬3D打印機(jī)為目前比較先進(jìn)的制造系統(tǒng)，能夠提供長達(dá)為320毫米（）的高工藝金屬零件，具有出色的表面光潔度、精細(xì)的功能性細(xì)節(jié)與嚴(yán)格的公差。SLM工藝使用高功率激光逐層熔化直接來自CAD數(shù)據(jù)的金屬細(xì)粉末，以創(chuàng)建功能性金屬部件。只需選擇滿足客戶特定應(yīng)用需求的一種圍護(hù)結(jié)構(gòu)與材料。Objet系統(tǒng)都是基于經(jīng)過市場證明的自身專利技術(shù)的光敏樹脂噴射技術(shù)，使得極為復(fù)雜的三維部件都可以以高品質(zhì)，高精度和高速度打印出來。每打印完一層，機(jī)器內(nèi)部的成型底盤就會極為精確地下沉，而噴頭繼續(xù)一層一層地工作，直到原型件完成。支撐結(jié)構(gòu)的骨架先提前預(yù)排好程序用來配合復(fù)雜的成型件（如空腔，懸垂，底切，薄壁的截面）。目前，利用該技術(shù)可以生產(chǎn)不超過500毫米的小尺寸部件， 的大尺寸部件。國家激光中心希望在2012年底、2013年初完成該項(xiàng)技術(shù)設(shè)備的安裝與測試工作，之后將其拆分，運(yùn)至Centurion的航天谷，在那里重新組裝并投入生產(chǎn)。當(dāng)打印機(jī)開始工作時(shí)，它的上千個噴嘴中會同時(shí)噴出沙子和一種鎂基膠。2011年，世界上首款應(yīng)用3D打印技術(shù)的汽車“Urbee”在經(jīng)過15年的艱苦研制后在加拿大亮相，這輛名為“Urbee”的汽車包括玻璃嵌板在內(nèi)的所有外部組件都是通過大型3D打印設(shè)備生產(chǎn)。邁克爾不是使用打印機(jī)來打印整只槍，步槍的其他部分，則是利用標(biāo)準(zhǔn)部件組裝而成。一款槍械的設(shè)計(jì)藍(lán)圖，發(fā)布在網(wǎng)絡(luò)上供人任意下載，你使用家庭自備的機(jī)器就可以把槍的所有零件制造出來——這是2012年8月在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)起的“維基武器”項(xiàng)目，發(fā)起者希望把制槍變成一種家庭作坊式的工作，而這一切都賴以一項(xiàng)名為“3D打印”的技術(shù)。今年年底A380客艙將首次使用3D打印機(jī)生產(chǎn)的行李架；預(yù)計(jì)2050年左右，空客將利用3D打印機(jī)造出整架飛機(jī)的所有零件。據(jù)英國廣播公司（BBC）網(wǎng)站2012年2月6日報(bào)道，2011年6月，荷蘭一位顎骨感染的83歲老人成功安裝3D打印機(jī)使用MRI數(shù)據(jù)打印的定制下巴植入物。每層鈦粉末都與上一層的截面黏合。此前最大規(guī)模的3D打印移植是2008年于芬蘭實(shí)施的半個上頜骨移植，科學(xué)家通過將3D打印的鈦微粒融入干細(xì)胞中，并植入病患的腹部才培養(yǎng)出了與生物兼容的組織。3D打印版的假肢已幫助3萬名病人正常行走，1000萬人正使用3D打印技術(shù)掃描患者耳朵輪廓后量身定做的助聽器，牙醫(yī)業(yè)掃描病患的每顆牙齒并使用3D打印機(jī)制造透明的隱性矯治牙箍。3D打印做成的鮮肉特別有彈性，而且烹飪后肉質(zhì)松散有嚼頭，絲毫不遜于真正的肉，就連肉里的微細(xì)血管都能打印出來。這種打印機(jī)可以安裝在商店里，讓顧客打印自己設(shè)計(jì)的首飾甚至衣服和鞋子。荷蘭時(shí)尚設(shè)計(jì)師IrisvanHerpen發(fā)布了他用3D打印機(jī)制作的錦綸立體服裝。紐約一家利用3D技術(shù)生產(chǎn)消費(fèi)品的公司Quirky擁有20萬的注冊用戶，他們在線搜集用戶的創(chuàng)意，產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖紙，用3D打印機(jī)以最快的速度成型，設(shè)計(jì)者常從一個創(chuàng)意就獲得不少的收入，有的用戶一年能賺幾萬美元。中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟由亞洲制造業(yè)協(xié)會聯(lián)合華中科技大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、清華大學(xué)等權(quán)威科研機(jī)構(gòu)和3D行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)共同發(fā)起的中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟正式宣告成立：2012年10月15日下午，由亞洲制造業(yè)協(xié)會組織召開的中國3D打印技術(shù)研討會在北京國際飯店舉行，與會專家學(xué)者和企業(yè)家分別就“3D打印技術(shù)的現(xiàn)狀與前景展望”、“3D打印技術(shù)與傳統(tǒng)制造業(yè)結(jié)合”，“我國3D打印技術(shù)與國際差距”，“3D打印技術(shù)的技術(shù)障礙和應(yīng)用”等議題展開深入研討。但是，在材料和軟件開發(fā)，裝備等方面，還有一定的差距。從媒體報(bào)道及學(xué)術(shù)文章看，王教授提出“激光熔覆多元多相過渡金屬硅化物高溫耐磨耐蝕多功能涂層材料”研究新領(lǐng)域，研制出迄今世界最大、擁有核心關(guān)鍵技術(shù)的飛機(jī)大型整體鈦合金主承力結(jié)構(gòu)件激光快速成形工程化成套裝備，制造出中國最大的大型整體鈦合金飛機(jī)主承力結(jié)構(gòu)件，并通過裝機(jī)評審。在該領(lǐng)域的研究領(lǐng)先全球，具備產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)。內(nèi)容包括重型金屬構(gòu)件電熔精密成型技術(shù)的研發(fā)、工程化裝備的研制以及產(chǎn)業(yè)化的實(shí)施，應(yīng)用前景在核電、火電、水電、冶金、化工、船舶等行業(yè)高端重型裝備制造等領(lǐng)域。2012年8月15日，銀邦股份與無錫安迪利捷貿(mào)易有限公司簽訂框架協(xié)議，合資成立飛而康快速制造科技有限責(zé)任公司，新公司主營業(yè)務(wù)暫定為高密度、高精度粉末冶金零件、各類新材料與復(fù)雜部件的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售。 華中科技大學(xué)1990年，華科王運(yùn)贛教授在美國參觀訪問時(shí)接觸到了剛問世不久的快速成型機(jī)。1994年，華中科技大學(xué)快速制造中心研制出國內(nèi)第一臺基于薄材紙的 LOM樣機(jī)，1995年參加北京機(jī)床博覽會時(shí)引起轟動。據(jù)了解，從1991年開始，華中科技大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)開始快速制造技術(shù)研發(fā)工作，2002年開發(fā)出工作面為0．5米0．5米的裝備，超過了當(dāng)時(shí)代表國際最先進(jìn)水平的美國3D系統(tǒng)公司；2005年研制出了工作面達(dá)1米1米的裝備，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過國外同類裝備。史玉升教授研究團(tuán)隊(duì)的重要骨干黃智告訴記者，廣西玉柴機(jī)器股份有限公司運(yùn)用該技術(shù)生產(chǎn)六缸發(fā)動機(jī)缸蓋，一個星期內(nèi)可以整體成形出四氣門六缸發(fā)動機(jī)缸蓋砂芯。2010年該技術(shù)被歐洲空客公司（Airbus）等單位選中，聯(lián)合承擔(dān)了歐盟框架七項(xiàng)目，用于輔助航空航天大型鈦合金整體結(jié)構(gòu)件的快速制造。20年來，快速制造中心已從最早的不到10人，發(fā)展到100多人，成為目前華中科技大學(xué)最大的研發(fā)團(tuán)隊(duì)之一，人員構(gòu)成涉及多個學(xué)科。浙江某飾品公司的負(fù)責(zé)人也專程前往該中心，希望能得到技術(shù)支持。國外的一些科研團(tuán)隊(duì)、IT企業(yè)已成功實(shí)現(xiàn)了器官在計(jì)算機(jī)的三維重建、手術(shù)設(shè)計(jì)等。西安交大1992年，西安交大盧秉恒教授（國內(nèi)3D打印業(yè)的先驅(qū)人物之一）赴美做高級訪問學(xué)者，發(fā)現(xiàn)了快速成形技術(shù)在汽車制造業(yè)中的應(yīng)用，回國后隨即轉(zhuǎn)向研究這一領(lǐng)域，1994年成立先進(jìn)制造技術(shù)研究所。在湖南長沙高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)湖南華曙高科技有限責(zé)任公司（下稱華曙高科）的生產(chǎn)車間，中國工程院院士、中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會副主席黃伯云一行見證了選擇性激光尼龍燒結(jié)設(shè)備的運(yùn)行情況，專家們對激光燒結(jié)作用下白色“PA”尼龍粉末逐漸凝結(jié)成工業(yè)零部件的過程贊嘆不已。　　2012年10月28日，科交會主場增量制造產(chǎn)業(yè)高端論壇暨激光燒結(jié)裝備發(fā)布會上，湖南華曙高科有限責(zé)任公司展示了其自主研發(fā)的國內(nèi)首臺高性能3D激光燒結(jié)機(jī)。經(jīng)過20多年的發(fā)展，這個產(chǎn)業(yè)，美國、以色列、德國領(lǐng)跑全球，中國跟隨其后。據(jù)深圳普力得科技資深工程師張維忠先生介紹，我國的3D打印產(chǎn)業(yè)，整體面臨核心環(huán)節(jié)對外依賴，耗材技術(shù)滯后等重大制約問題。軟件之于3D打印機(jī)，好比大腦之于人。過度依賴外需，內(nèi)需啟動緩慢，使國產(chǎn)3D打印產(chǎn)業(yè)生存現(xiàn)狀不容樂觀。相信在未來，3D打印確實(shí)能改變幾乎整個制造業(yè)。目前，3D打印技術(shù)存在著制造成本高，制造效率低，制造精度尚不能令人滿意，工藝與裝備研發(fā)不充分，尚未進(jìn)入大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用等方面的問題?，F(xiàn)今，3D打印技術(shù)只有跟傳統(tǒng)制造業(yè)改造與提升相結(jié)合，才有更大生存空間。Stratasys工業(yè)級3D打印機(jī)FDM技術(shù)的桌面級3D打印機(jī)主要以ABS和PLA為材料，ABS強(qiáng)度較高，但是有毒性，制作時(shí)臭味嚴(yán)重，必須擁有良好通風(fēng)環(huán)境，此外熱收縮性較大，影響成品精度；PLA是一種生物可分解塑料，無毒性，環(huán)保，制作時(shí)幾乎無味，成品形變也較小，所以目前國外主流桌面級3D打印機(jī)均以轉(zhuǎn)為使用PLA作為材料。光固化技術(shù)，主要使用光敏樹脂為材料，通過紫外光或者其他光源照射凝固成型，逐層固化，最終得到完整的產(chǎn)品。但是光固化快速成型技術(shù)也有兩個不足，首先光敏樹脂原料有一定毒性，操作人員使用時(shí)需要注意防護(hù)，其次光固化成型的原型在外觀方面非常好，但是強(qiáng)度方面尚不能與真正的制成品相比，一般主要用于原型設(shè)計(jì)驗(yàn)證方面，然后通過一系列后續(xù)處理工序?qū)⒖焖僭娃D(zhuǎn)化為工業(yè)級產(chǎn)品。3DP技術(shù)的典型設(shè)備，是3DS旗下zcorp的zprinter系列，也是3D照相館使用的設(shè)備，zprinter的z650打印出來的產(chǎn)品最大可以輸出39萬色，色彩方面非常豐富，也是在色彩外觀方面，打印產(chǎn)品最接近于成品的3D打印技術(shù)。SLS利用粉末材料在激光照射下燒結(jié)的原理，由計(jì)算機(jī)控制層層堆結(jié)成型。SLS家族最知名的是德國EOS的M系列，成品效果圖：激光燒結(jié)技術(shù)雖然優(yōu)勢非常明顯，但是也同樣存在缺陷，首先粉末燒結(jié)的表面粗糙，需要后期處理，其次使用大功率激光器，除了本身的設(shè)備成本，還需要很多輔助保護(hù)工藝，整體技術(shù)難度較大，制造和維護(hù)成本非常高，普通用戶無法承受，所以目前應(yīng)用范圍主要集中在高端制造領(lǐng)域，而目前尚未有桌面級SLS 3D打印機(jī)開發(fā)的消息，要進(jìn)入普通民用領(lǐng)域，可能還需要一段時(shí)間。3D打印機(jī)的應(yīng)用對象可以是任何行業(yè)，只要這些行業(yè)需要模型和原型?！】茖W(xué)研究。文