【正文】 打印機(jī)技術(shù)，使得3D打印機(jī)技術(shù)有著廣闊的前景。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。大致結(jié)構(gòu)如下：激光燒結(jié)技術(shù)可以使用非常多的粉末材料，并制成相應(yīng)材質(zhì)的成品，激光燒結(jié)的成品精度好、強(qiáng)度高，但是最主要的優(yōu)勢還是在于金屬成品的制作。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。此外，由于制造相關(guān)材料粉末的技術(shù)比較復(fù)雜，成本較高，所以目前3DP技術(shù)主要應(yīng)用在專業(yè)領(lǐng)域，桌面級別目前僅有一個PWDR項(xiàng)目在啟動，尚需觀察后續(xù)進(jìn)展。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)。三維粉末粘接（Three Dimensional Printing and Gluing,3DP）3DP技術(shù)由美國麻省理工大學(xué)開發(fā)成功，原料使用粉末材料，如陶瓷粉末、金屬粉末、塑料粉末等，3DP技術(shù)工作原理是，先鋪一層粉末，然后使用噴嘴將粘合劑噴在需要成型的區(qū)域，讓材料粉末粘接，形成零件截面，然后不斷重復(fù)鋪粉、噴涂、粘接的過程，層層疊加，獲得最終打印出來的零件。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。使用光固化技術(shù)的工業(yè)級3D打印機(jī)，最著名的是objet，該制造商的3D打印機(jī)提供超過123種感光材料，是目前支持材料最多的3D打印設(shè)備。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。此外，大部分FDM機(jī)型制作的產(chǎn)品邊緣都有分層沉積產(chǎn)生的“臺階效應(yīng)”，較難達(dá)到所見即所得的3D打印效果，所以在對精度要求較高的快速成型領(lǐng)域較少采用FDM。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。熱熔材料融化后從噴嘴噴出，沉積在制作面板或者前一層已固化的材料上，溫度低于固化溫度后開始固化，通過材料的層層堆積形成最終成品?，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。什么“打印飛機(jī)”、“打印汽車”，都不靠譜，只是打個模型。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。深圳普力得科技有限公司總務(wù)部經(jīng)理區(qū)寶明女士認(rèn)為，目前3D打印技術(shù)具有制造物體周期需求短、適應(yīng)單件個性化需求、在大型薄壁件、蜂窩狀復(fù)雜結(jié)構(gòu)部件、鈦合金等難加工、易熱成形零件制造方面具有較大優(yōu)勢。相信在未來，3D打印確實(shí)能改變幾乎整個制造業(yè)?？傮w來說，理想很豐滿，現(xiàn)實(shí)很骨感。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。作為3D打印支撐技術(shù)的軟件系統(tǒng)，現(xiàn)為美國、以色列幾家大公司控制，國內(nèi)近乎空白。軟件之于3D打印機(jī)，好比大腦之于人。軟件方面，與國外亦有很大差距。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。目前，我國有40多家3D打印企業(yè)，如北京隆源、深圳普力得科技、武漢濱湖機(jī)電、長沙華曙高科、南京紫金立德、寶巖自動化、西安鉑力特等等。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。結(jié)語我國的3D打印起步并不晚，像彥永年、王華明、王運(yùn)贛、史玉升、盧秉恒等教授都是早期就加入研究的先驅(qū)?！　?012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)。與模具制造等傳統(tǒng)工藝相比，“激光3D打印機(jī)”制造的同類產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)重量減輕65%、節(jié)約材料90%。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。1997年，盧秉恒團(tuán)隊(duì)賣出了國內(nèi)第一臺光固化快速成型機(jī)。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。天津大學(xué)承擔(dān)為宇航員量身打造“賦型緩沖減振坐墊”任務(wù)的天津大學(xué)快速成型中心。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。上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院、數(shù)字醫(yī)學(xué)教育部工程研究中心副主任王成燾教授、袁建兵。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。多家醫(yī)院希望與他展開合作，利用相關(guān)技術(shù)來制作牙齒。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。這種基于粉末床的激光燒結(jié)“立體打印”技術(shù)，獲得了2011年國家技術(shù)發(fā)明二等獎，“立體打印機(jī)”入選兩院院士評選的2011年中國十大科技進(jìn)展。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。據(jù)悉，已有200多家國內(nèi)外用戶購買和使用這項(xiàng)技術(shù)及裝備，為我國關(guān)鍵行業(yè)核心產(chǎn)品的快速自主開發(fā)提供了有力手段。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。這項(xiàng)技術(shù)與裝備的研發(fā)解決了新產(chǎn)品開發(fā)周期長、成本高、市場響應(yīng)慢、柔性化差等問題，尤其適合動力裝備、航空航天、汽車等高端產(chǎn)品上關(guān)鍵零部件的制造。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。目前，華中科技大學(xué)史玉升研究團(tuán)隊(duì)正力圖通過武漢濱湖機(jī)電技術(shù)產(chǎn)業(yè)有限公司使研究成果商業(yè)化，濱湖機(jī)電的股東中就有資本市場聲名顯赫的深圳創(chuàng)新投資集團(tuán)。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。然而，液態(tài)光敏樹脂材料價(jià)格太高，華中科技大學(xué)的快速制造中心，轉(zhuǎn)攻以紙為原料的分層實(shí)體制造技術(shù)(LOM)。 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)。將利用3D打印技術(shù)之一的激光快速成型技術(shù)，生產(chǎn)高密度、高精度粉末冶金零件以及醫(yī)療器械零部件等產(chǎn)品。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。而南方風(fēng)機(jī)研究所的二股東、持股31%的王華明可謂該3D打印領(lǐng)域國內(nèi)最權(quán)威的專家之一，王華明現(xiàn)任北京航空航天大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師、“北京市大型關(guān)鍵金屬構(gòu)件激光直接制造工程技術(shù)研究中心”主任、“大型整體金屬構(gòu)件激光直接制造教育部工程研究中心”主任。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。南風(fēng)股份2012年8月25日，南風(fēng)股份公告決定投資“重型金屬構(gòu)件電熔精密成型技術(shù)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目”。在該領(lǐng)域的研究領(lǐng)先全球，具備產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)。王教授論文主要集中在激光加工航空部件領(lǐng)域，研究主要集中在工藝和材料上（目前研究方向?yàn)椤岸ㄏ蛏L柱晶鈦合金激光區(qū)域約束熔鑄冶金材料制備與發(fā)動機(jī)葉片等復(fù)雜零件激光直接成型新技術(shù)”等。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。北京航空航天大學(xué)北京航空航天大學(xué)材料學(xué)院王華明教授是國內(nèi)激光成型技術(shù)的領(lǐng)軍人物。但是，在材料和軟件開發(fā)，裝備等方面，還有一定的差距。與會專家一致認(rèn)為，3D打印技術(shù)作為制造業(yè)領(lǐng)域的一次重大技術(shù)革命，已經(jīng)廣泛應(yīng)用到航空航天等軍事領(lǐng)域和大型復(fù)雜構(gòu)件的一次成型制造，是傳統(tǒng)制造技術(shù)與新材料的完美結(jié)合。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。日本一家公司推出了面向個人的“Baby復(fù)原服務(wù)”，只需提供嬰兒在母親肚子里的X光照片，他們便可以復(fù)原成三維圖像后，打印出一個肚子里的嬰兒模型作為紀(jì)念。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?？梢灾谱鞒鲲灨伞⑻O果派等多種食物。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。這款名為“為冠軍設(shè)計(jì)”的跑鞋通過“附加制造技術(shù)”打造而成，材料主要是尼龍聚酰胺，重量只有96克，堪稱全世界最輕的跑鞋。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。今年7月，英國《每日郵報(bào)》報(bào)道稱，美國賓夕法尼亞大學(xué)宣布用改進(jìn)的3D打印技術(shù)打印出了鮮肉，這種利用糖、蛋白質(zhì)、脂肪、肌肉細(xì)胞等原材料打印出的肉具有和真正的肉類相似的口感和紋理，就連肉里的微細(xì)血管都能打印出來。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。但這些耗材竟然可以“打印”出人體的骨骼、器官甚至是鮮肉，真真讓人驚嘆。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。德國夫瑯禾費(fèi)界面工程與生物工程研究所研究人員說，他們正在開發(fā)用立體打印機(jī)打印血管的新技術(shù)。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。其外面也覆蓋了與生物相容的陶瓷層，以便它附著于患者的面部。每層鈦粉末都與上一層的截面黏合。科研人員通過核磁共振成像（MRI）獲取了病患下顎的準(zhǔn)確形狀，并利用激光燒結(jié)3D打印機(jī)融化鈦微粒，使其一層層融合，直至重塑出病患下顎的模型，卻無需使用任何黏合劑。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。幾乎在同時(shí)，波音公司也宣告未來有能力利用3D打印技術(shù)，不使用任何金屬即可打造一塊完整的飛機(jī)機(jī)翼。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)悉，這架由英國南安普敦大學(xué)工程師制造的世界上第一架“3D打印”小型無人駕駛飛機(jī)，包括2米長的機(jī)翼、整體控制面和艙門均是打印而成，可以在幾分鐘內(nèi)不使用任何工具就組裝完畢。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)。當(dāng)然，邁克爾也沒有制作彈藥。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。從設(shè)計(jì)到打印，“阿里翁”車身的出爐僅用時(shí)3周，所使用的3D打印機(jī)，能打印最大尺寸達(dá)到2106880厘米的零部件。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)。美國南加州大學(xué)Behrokh Khoshnevis教授預(yù)計(jì)，截至2050年，使用石灰、水泥為耗材的“3D打印房子”將實(shí)現(xiàn)，20小時(shí)內(nèi)就能打印出一套房子，住5~10年都沒有問題。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。2）、國外3D打印案例2010年3月