3D打印技術(shù)的優(yōu)勢(shì)及發(fā)展前景分析

3D打印技術(shù)的優(yōu)勢(shì)及發(fā)展前景分析3D打印技術(shù)簡(jiǎn)介3D打印技術(shù)是利用物理層的連續(xù)疊加，并應(yīng)用相關(guān)材料實(shí)施逐層增加，最終生成三維實(shí)體的一種高新技術(shù)，3D打印與傳統(tǒng)建筑技術(shù)具有顯著差異，根據(jù)3d打印的實(shí)施過(guò)程可以將其簡(jiǎn)稱為添加制造。3D打印是當(dāng)前制造業(yè)先進(jìn)科技的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)于傳統(tǒng)工業(yè)制造具有革命性意義。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中主要分為三大步驟，首先是在計(jì)算機(jī)上使用相關(guān)軟件設(shè)計(jì)出需要打印的模型，其次利用相關(guān)的成型設(shè)備也就是3D打印機(jī)，使用各種材料實(shí)施打印過(guò)程，進(jìn)而將所需產(chǎn)品制造出來(lái)。3D打印技術(shù)具有高度的綜合性與復(fù)雜性，不僅將計(jì)算機(jī)上的數(shù)字建模技彳桿和機(jī)電控制技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，還將先進(jìn)的信息技術(shù)、材料使用技術(shù)以及化學(xué)應(yīng)用技術(shù)等進(jìn)行吸納應(yīng)用，因此3D打印技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中能夠發(fā)揮出強(qiáng)大作用。3D打印機(jī)是3D打印技術(shù)的關(guān)鍵所在，3D打印機(jī)需要實(shí)現(xiàn)完美的控制，同時(shí)需要與計(jì)算機(jī)進(jìn)行有效連接，進(jìn)而將計(jì)算機(jī)上的模型轉(zhuǎn)換為具體的實(shí)物，3D打印技術(shù)包含多個(gè)系統(tǒng)，具體來(lái)講主要包括高精度機(jī)械系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)、噴射系統(tǒng)和成型環(huán)境等子系統(tǒng)。此外在3D打印過(guò)程中，使用的打印材料、打印的工藝以及計(jì)算機(jī)上的模型設(shè)計(jì)等都是3D打印技術(shù)不可缺少的有機(jī)組成部分。3D打印技術(shù)的優(yōu)勢(shì)3D打印技術(shù)的優(yōu)勢(shì)非常明顯，首先，3D打印技術(shù)可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)制造業(yè)無(wú)法順利制造的零件，傳統(tǒng)工業(yè)制造方法是將毛坯根據(jù)零件需要進(jìn)行切除，這種制造方法屬于多維加工；另一種零件制造方法就是使用對(duì)應(yīng)的模具，將相關(guān)的材料融化后進(jìn)行澆筑，這種零件制造方法只能生產(chǎn)一些構(gòu)造簡(jiǎn)單的零件，至于那些構(gòu)造復(fù)雜精密的零件傳統(tǒng)制造方法無(wú)法有效完成。在這方面3D打印技術(shù)具有強(qiáng)烈優(yōu)勢(shì)，因?yàn)?D打印技術(shù)可以根據(jù)需要打印構(gòu)造復(fù)雜的零件，因此3D打印技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中具有革命性意義，可以轉(zhuǎn)變精密零件的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，大幅提高精密零件的生產(chǎn)效益，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的深入發(fā)展。其次，3D打印技術(shù)有效實(shí)現(xiàn)了首件的凈型成形，這樣一來(lái)就可以將零件的后期制作工程大大減少，從而大幅減小進(jìn)一步加工的數(shù)據(jù)泄密以及時(shí)間需求，這些特性使得3D打印技術(shù)能夠應(yīng)用于某些先進(jìn)的高保密性行業(yè)，最具有應(yīng)用價(jià)值的包括軍工行業(yè)、核電工業(yè)等。3D打印技術(shù)使得針對(duì)相關(guān)零件的制作無(wú)需大量時(shí)間進(jìn)行前期制作準(zhǔn)備以及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，這樣就可以單件試制以及小批量生產(chǎn)的成本大幅下降，有助于滿足不同針對(duì)各種設(shè)備零件的需求，可以應(yīng)用于新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)應(yīng)用和小批量產(chǎn)品的迅速產(chǎn)出。由于3D打印技術(shù)具有的特殊優(yōu)勢(shì)，使得3D打印技術(shù)在多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。當(dāng)前3D打印技術(shù)已經(jīng)被用于建筑設(shè)計(jì)、工業(yè)模型、相關(guān)復(fù)雜零件的生產(chǎn)、動(dòng)漫模型的生產(chǎn)等，并在各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮出積極作用，尤其是在飛機(jī)制造、核電、火電等領(lǐng)域的使用。此外，某些需要使用重型機(jī)械以及高端精密機(jī)械的行業(yè)也可以有效應(yīng)用，有助于提高產(chǎn)業(yè)的工作效率和工作質(zhì)量。3D打印技術(shù)制造的產(chǎn)品屬于自然無(wú)縫連接，這種特點(diǎn)使得3D打印技術(shù)生產(chǎn)的零件具有高度的穩(wěn)定性和連接強(qiáng)度，這些特性使得3D打印技術(shù)生產(chǎn)的零件在實(shí)際應(yīng)用中遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝制造的零件。3D打印技術(shù)的發(fā)展前景3D打印技術(shù)在國(guó)外的發(fā)展非常迅速，相關(guān)研究指出在2021年全球3D打印技術(shù)市場(chǎng)規(guī)模已經(jīng)達(dá)到10億美元，從2021年開(kāi)始，全球范圍內(nèi)3d打印技術(shù)的增長(zhǎng)保持每年20%以上，研究指出2021年全球范圍內(nèi)的3D打印技術(shù)市場(chǎng)份額已經(jīng)達(dá)到22億美元。2021年以來(lái)3d打印技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)出爆發(fā)局面，其增速達(dá)到81%，而全球范圍內(nèi)的市場(chǎng)份額高達(dá)40億美元。有研究指出，世界各國(guó)中主要以美國(guó)、日本和德國(guó)占據(jù)著3D打印技術(shù)的主要部分，其中尤其是美國(guó)所占比例最多，基本上達(dá)到全球份額的一半。我國(guó)的3D打印技術(shù)雖然起步較晚，但是隨著3D打印技術(shù)概念的出現(xiàn)，很快受到社會(huì)各界人員的廣泛關(guān)注和追捧，而且隨著時(shí)間推移3D打印技術(shù)在國(guó)內(nèi)的熱度不斷上升。有研究指出，我國(guó)2021年的3D打印技術(shù)市場(chǎng)規(guī)模約為10億元，2021年則達(dá)到20億元。雖然我國(guó)的3D打印技術(shù)發(fā)展速度很快，但是目前從整體上來(lái)看我國(guó)的3D打印技術(shù)與國(guó)際先進(jìn)國(guó)家如美國(guó)相比還存在較大差距，我國(guó)的3D打印技術(shù)依然處于起步階段，這是因?yàn)槲覈?guó)的3D打印技術(shù)還停留在科學(xué)研究階段，未能將其應(yīng)用到實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，也沒(méi)有形成相關(guān)的3D打印技術(shù)生產(chǎn)規(guī)模。隨著3D打印技術(shù)的不斷發(fā)展，以后3D打印主要呈現(xiàn)出以下幾大趨勢(shì)：首先，3D打印技術(shù)的進(jìn)一步成熟，無(wú)論是打印速度還是打印效率都會(huì)得到大幅提升，進(jìn)而有效滿足實(shí)際生產(chǎn)的需求；其次，隨著材料學(xué)的深入發(fā)展，3D打印技術(shù)所使用的材料也會(huì)根據(jù)市場(chǎng)需求不斷優(yōu)化，打印材料的種類(lèi)將會(huì)不斷豐富，而且各項(xiàng)性能得到進(jìn)一步優(yōu)化，同時(shí)其打印成本會(huì)進(jìn)一步降低。止匕外，3D打印技術(shù)的打印設(shè)備會(huì)隨著自身發(fā)展而不斷優(yōu)化，其價(jià)格和成本會(huì)不斷降低，這些因素促使3D打印技術(shù)的應(yīng)用范圍得到有效擴(kuò)展，并在具體的應(yīng)用環(huán)節(jié)發(fā)揮出越來(lái)越重要的作用?？梢韵胂?，3D打印技術(shù)具有廣闊的發(fā)展前景，而隨著3D打印技術(shù)的有效應(yīng)用，將會(huì)對(duì)社會(huì)生活的多個(gè)方面產(chǎn)生深刻影響。因此，為了促進(jìn)3D打印技術(shù)的發(fā)展，政府部門(mén)需要從以下幾個(gè)方面著手。一是根據(jù)3D打印技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r和實(shí)際情況制定對(duì)應(yīng)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)，從戰(zhàn)略高度將3D打印技術(shù)進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，并將3D打印技術(shù)作為重點(diǎn)發(fā)展的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，在此基礎(chǔ)上根據(jù)實(shí)際發(fā)展需要制定具體的發(fā)展規(guī)劃和措施。二是政府部門(mén)要將各個(gè)部門(mén)進(jìn)行有效整合，為3D打印技術(shù)的發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的科研儲(chǔ)備和資金支持，促使3D打印技術(shù)在發(fā)展過(guò)程中不斷提高其發(fā)展水平和效率，努力追趕西方先進(jìn)國(guó)家。三是政府部門(mén)需要不斷完善3D打印技術(shù)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)機(jī)制，通過(guò)立法充分保護(hù)3D打印技術(shù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)擁有者的權(quán)益，并對(duì)某些復(fù)制抄襲行為進(jìn)行嚴(yán)厲制裁，最終保證3D打印技術(shù)能夠按照科學(xué)、健康的發(fā)展方向前進(jìn)。結(jié)語(yǔ)3D打印技術(shù)對(duì)于工業(yè)發(fā)展具有