彭莉
湖北工程职业学院 435000
摘要：3D打印技术属于一种快速成型技术，将其与互联网、生物科技等多项技术结合在一起，有效促进了社会各行业的创新和改革，在第三次工业革命中有标志性地位。3D打印技术作为当下一种新型的高科技技术有很强的应用性和价值性，在工业、医学、教育以及生活等多个领域都有广泛应用。当下年轻人对于新型技术非常热爱，从目前的社会发展形势，科学技术发展速度，该项技术在未来一定会更加先进，应用也会越来越广泛。本文就来详细了解3D打印技术，并分析其未来的应用趋势。
关键词：3D打印技术；应用；工业；趋势
前言
3D打印技术的出现是人类社会文明的一大进步，从社会实际发展趋势来看，3D打印技术的应用在各行业领域都有至关重要的作用，由此也得到了更多人的关注和支持。3D打印技术的原理就是堆积材料，使产品快速成形，相比于传统技术手段，3D打印技术完全能够胜任复杂形态产品的生产。随着社会的发展，各种新型材料的出现和应用，使得3D打印技术在工业、医学、教育等多个方面的应用越来越普遍。3D打印技术的应用能够从根本上改变人们的生活观念和生活方式，而这项技术在科学技术的支撑下一定会有更深入的研究和突破。
1 3D打印技术的概念和原理
1.13D打印技术
3D打印技术就是一种快速成型技术，结合计算机技术的三维设计和一系列软件工具，把特定的材料有秩序的堆放在一起，然后形成想得到的模型，这个就叫做快速成型技术。3D打印技术跟传统领域的技术有一定的差别，例如跟传统领域的切割或焊接技术等完全不同。
1.2原理
(1)数字建模。第一步，先通过goSCAN等3D扫描设备得到三维数据，然后再利用数字技术来形成三维模型。另外，要构建三维数字建模通过AutoCAD等工具也能实现，或以现有的3D模型为参考[1]。
(2)模型分层。把最终构建的3D模型传输给计算机，但是并不能直接操作，还需要一些软件工具来参与设置，然后将3D模型进行分层，但是每层的厚度需要综合有关材料的属性和打印装置类型。
(3)打印喷涂。打印机可以依次将每层的材料溶结，由于运行原理存在差别，所以还需要喷一层胶水，而且使用激光技术也可以融化材料。由于模型不同、复杂程度不同、打印材料消耗的时间不同等原因，所以最后消耗的时间也有差异，几分钟或几天都有可能。
(4)后期加工。利用3D打印技术获得的产品比较粗糙，所以还需要后期加工、处理。具体操作内容包括固化、剖离、调整和上色等，经过这一系列操作后得到最终的模型。
2 3D打印技术的应用趋势
2.1 工业领域
现下著名的“空气单车”就是通过3D打印技术制造而成的，制作材料使用的一种特殊的尼龙材料，虽然在硬度和韧性方面相似与普通材料，但是密度比普通材料小，所以制造出来后重量很轻。“空气单车”的特殊之处在于车轮和轴承都是一次性打印出来的，不需要组装零件，打印完成后就能直接使用。生产工艺非常简单，通过3D打印就能得到空间不想接的三维立体模型。
2.2 医学领域
3D打印技术应用对医学领域的发展无疑是革命性的，通过该技术能够打印出人体器官。利用3D打印技术还能打印人体骨骼，打印出的人体骨骼能够暂时起到支撑作用。当人体受损骨骼开始恢复后，打印的骨骼就会自动溶解且对人体无害。另外，人体血管也是可以打印出来的，这项应用在德国有了很大的研究进展。在美国，利用3D打印技术制造软骨组织，比如半月板等，已经逐渐普及。3D打印技术对医学领域的发展意义重大，能够让更多人减轻病痛。
2.3 教育领域
将3D打印技术应用到教育领域，能够让人更加直观、清晰的看清事物的本质。通过3D打印技术直接打印出三维模型，给学生的学习带来了很多便利。从老师角度来分析，通过3D打印得到的教学工具，对拓展学生思维有重要作用，增加学生的触觉体验。老师也能将课本上的知识和理论显现出来，从抽象变为具体，具体变为形象，让看起来复杂的知识更加简单易懂。因此，学生在学习的过程中，更容易思考问题，思路更加清晰，能有效提高学生的逻辑思维能力。3D打印技术能进一步促进我国教育领域的发展，培养更多综合性人才[2]。
2.4 航空领域
3D打印技术在航空领域的应用主要体现在机械零部件的加工制造上，有效改善传统制造加工的不足。2013年，美国研究专家利用3D打印技术制造出了火箭发动机喷射器，有这项技术制造出的喷射器，其质量和精细度都比传统的喷射器好很多。将3D打印技术应用在火箭发动机喷射器上，能有效减少工作量和制造周期，有效降低制造成本。同年，我国利用3D打印技术制造出了飞机组件上非常重要的钛合金构件，实现了航空领域的首次突破。
2.5 考古领域
3D打印技术在考古领域主要是用来修复文物，对于修复破损文物有重要作用。破损后的文物，经过3D扫描来采集和处理数据，然后就能将模型打印出来。其应用优势明显，例如操作简单、还原度高等。美国研究人员就用这项技术修复了一个有三千年历史的狮子造型瓷器。我国杭州一家技术公司也曾使用3D打印技术成功复原了破损严重的天龙山石窟石像。3D打印技术在考古领域的应用越来越成熟，能够帮助人类更好的保护和还原古代文明。
2.6 食品领域
通过3D打印技术打印出来的食品，在外观和口味上都跟传统手工或机械制造的没有差别。当前技术人员使用3D打印技术制造出了意大利披萨饼，利用这项技术，人们可以随意按照自己的需求，在网上定制各种软质材料，像面包、饼干等食品。3D打印技术在食品方面的应用能改变人们传统的饮食方式。
2.7 生活领域
3D打印技术在生活方面的应用主要用于制作专门的生活用品，例如戒指、项链等。当前也有人利用该项技术制造出了电子产品，例如由英国人制造的音乐扩音器。因此，在未来的技术发展中，3D打印技术对人们的传统生活方式有很大冲击。
3 3D打印技术未来发展趋势
目前3D打印技术越来越成熟，其广泛应用有效降低了各行业的生产成本，3D打印技术的市场竞争力显著提高，也成为了有关领域研究者的重要研究方向。国内著名研究者认为，未来直接通过计算机就能控制3D打印设备生产出人们需要的产品。当下，很多铸造企业都开始研究激光烧结3D打印机，以此来缩短复杂零件的制造时间，降低制造成本，提高企业经济收益[3]。
在现代科学技术的支持下，生产速度逐渐提升，生产出的产品质量更加好。通常情况下，要生产复杂零件需要大量的设计图纸来展示，但是直接利用3D打印技术只需要一张图纸就能进行零件的生产工作。由此也可以看出，3D打印技术未来在制造业上有革命性意义。
3D打印技术的广泛使用，实现了多项技术的突破，通过计算机技术就能直接实现复杂产品的设计工作。同时还能直接展示出来，提高人们的使用兴趣，将设计方案跟实际测量结果联系起来，能够进一步提高人们的认知。
4 结语
3D打印技术是集多项高新技术为一体的综合性技术，包含了数字技术、计算机技术、控制技术等，其未来的发展前景是不可估量的。跟国外相比，我国的3D打印技术发展还相对落后，所以更需要加强技术的学习和研究，学习国外先进技术，加强自身研究，打破各类技术上的限制，实现技术精密化、数字化的发展。应用更加先进性的3D打印技术，对我国经济的发展有重要意义。
参考文献
[1]任何东,杨景宇,李超林,刘海琼,张小山.3D打印技术及应用趋势[J].成都工业学院学报,2018,21(02):30-36.
[2]陈俊言.浅析3D打印技术的应用及发展趋势[J].数字通信世界,2018(02):149+280.
[3]赵瓅晔.3D打印技术及应用趋势研究[J].科技创新导报,2018,15(04):77-78.