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1、3D打印技術(shù)3D printing technology姓名：張龍杰班級(jí)：機(jī)械一班學(xué)號(hào):12014247925 3D打印 技 術(shù)概 況3D技術(shù) 應(yīng)用 3D技術(shù) 優(yōu)缺 點(diǎn) 3D打 印 技術(shù) 發(fā) 展 前景 STEP13D打 印 概 況 3D打印機(jī)與普通打印機(jī)工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，3D打印機(jī)內(nèi)裝有金屬、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，打印機(jī)與電腦連接后，通過(guò)電腦控制可以把“打印材料”一層層疊加起來(lái)，最終把計(jì)算機(jī)上的藍(lán)圖變成實(shí)物。通俗地說(shuō)，3D打印機(jī)是可以“打印”出真實(shí)的3D物體的一種設(shè)備，之所以通俗地稱其為“打印機(jī)”是參照了普通打印機(jī)的技術(shù)原理，因?yàn)榉謱蛹庸さ倪^(guò)程與噴墨打印十分

2、相似。這項(xiàng)打印技術(shù)稱為3D立體打印技術(shù)。3D打印，即快速成型技術(shù)的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)。STEP1 3D打 印 概 況1 2原理技術(shù)歷史發(fā)展 STEP1 3D打 印 概 況比較類別 3D打印 傳統(tǒng)打印打 印 材 料 工 程 塑 料 、 樹(shù) 脂 或石 膏 粉 末 傳 統(tǒng) 的 墨 水 和 紙 張空 間 三 維 空 間 二 維 空 間時(shí) 間 較 長(zhǎng) ， 幾 天 時(shí) 間 較 短 ， 幾 分 鐘實(shí) 物 模 型 、 工 具 文 字和傳統(tǒng)打印技術(shù)比較3D 打印機(jī) 傳統(tǒng)打印機(jī) STEP23D打 印 應(yīng) 用 醫(yī)學(xué)領(lǐng)域STEP2

3、3D打 印 在 醫(yī) 學(xué) 領(lǐng) 域 應(yīng) 用 3D打印手掌治療殘疾3D打印心臟 醫(yī)學(xué)領(lǐng)域STEP2 3D打 印 在 醫(yī) 學(xué) 領(lǐng) 域 應(yīng) 用 2014年 8月 28日 ， 農(nóng) 民 胡 師 傅 在 自 家 蓋 房 子 時(shí) ，從 3層 樓 墜 落 后 砸 到 一 堆 木 頭 上 ， 左 腦 蓋 被 撞 碎 ， 手術(shù) 后 ， 胡 師 傅 雖 然 性 命 無(wú) 損 ， 但 左 腦 蓋 凹 陷 ， 在 別 人眼 里 成 了 個(gè) “ 半 頭 人 ” 。 除 了 面 容 異 于 常 人 ， 事 故 還 傷 了 胡 師 傅 的 視 力 和語(yǔ) 言 功 能 。 醫(yī) 生 為 幫 其 恢 復(fù) 形 象 ， 采 用 3D打 印 技

4、 術(shù) 輔助 設(shè) 計(jì) 缺 損 顱 骨 外 形 ， 設(shè) 計(jì) 了 鈦 金 屬 網(wǎng) 重 建 缺 損 顱 眶骨 ， 制 作 出 缺 損 的 左 “ 腦 蓋 ” ， 最 終 實(shí) 現(xiàn) 左 右 對(duì) 稱 。 醫(yī) 生 稱 手 術(shù) 約 需 5至 10小 時(shí) ， 除 了 用 鈦 網(wǎng) 支 撐 起左 邊 腦 蓋 外 ， 還 需 要 從 腿 部 取 肌 肉 進(jìn) 行 填 補(bǔ) 。 手 術(shù) 后 ，胡 師 傅 的 容 貌 將 恢 復(fù) 。 3D打印手掌治療殘疾3D打印心臟醫(yī)學(xué)領(lǐng)域STEP2 3D打 印 在 醫(yī) 學(xué) 領(lǐng) 域 應(yīng) 用 研 究 人 員 表 示 ， 這 種 植 入 物 可 以 跟 現(xiàn) 有 骨 骼 非 常 好地 結(jié) 合 起 來(lái)

5、 ， 而 且 還 能 縮 短 病 人 的 康 復(fù) 時(shí) 間 。 由 于 植 入的 3D脊 椎 可 以 很 好 地 跟 周 圍 的 骨 骼 結(jié) 合 在 一 起 ， 所 以 它并 不 需 要 太 多 的 “ 錨 定 ” 。 此 外 ， 研 究 人 員 還 在 上 面 設(shè)立 了 微 孔 洞 ， 它 能 幫 助 骨 骼 在 合 金 之 間 生 長(zhǎng) ， 換 言 之 ，植 入 進(jìn) 去 的 3D打 印 脊 椎 將 跟 原 脊 柱 牢 牢 地 生 長(zhǎng) 在 一 起 ，這 也 意 味 著 未 來(lái) 不 會(huì) 發(fā) 生 松 動(dòng) 的 情 況 。 2014年 8月 ， 北 京 大 學(xué) 研 究 團(tuán) 隊(duì) 成 功 地 為 一 名 1

6、2歲男 孩 植 入 了 3D打 印 脊 椎 ， 這 屬 全 球 首 例 。 據(jù) 了 解 ， 這 位小 男 孩 的 脊 椎 在 一 次 足 球 受 傷 之 后 長(zhǎng) 出 了 一 顆 惡 性 腫 瘤 ，醫(yī) 生 不 得 不 選 擇 移 除 掉 腫 瘤 所 在 的 脊 椎 。 不 過(guò) ， 這 次 的手 術(shù) 醫(yī) 生 并 未 采 用 傳 統(tǒng) 的 脊 椎 移 植 手 術(shù) ， 而 是 嘗 試 先 進(jìn)的 3D打 印 技 術(shù) 。 3D打印心臟醫(yī)學(xué)領(lǐng)域STEP2 3D打 印 在 醫(yī) 學(xué) 領(lǐng) 域 應(yīng) 用 2014年 10月 ， 醫(yī) 生 和 科 學(xué) 家 們 使 用 3D打 印 技術(shù) 為 英 國(guó) 蘇 格 蘭 一 名 5歲

7、女 童 裝 上 手 掌 。 這 名 女 童 名 為 海 莉 弗 雷 澤 ， 出 生 時(shí) 左 臂 就有 殘 疾 ， 沒(méi) 有 手 掌 ， 只 有 手 腕 。 在 醫(yī) 生 和 科 學(xué) 家的 合 作 下 ， 為 她 設(shè) 計(jì) 了 專 用 假 肢 并 成 功 安 裝 。3D打印手掌治療殘疾 醫(yī)學(xué)領(lǐng)域STEP2 3D打 印 在 醫(yī) 學(xué) 領(lǐng) 域 應(yīng) 用3D打印手掌治療殘疾 紐 約 長(zhǎng) 老 會(huì) 醫(yī) 院 的 埃 米 爾 巴 查 博 士 (Dr.Emile Bacha)醫(yī)生 使 用 3D打 印 的 心 臟 救 活 一 名 2周 大 嬰 兒這 名 嬰 兒 患 有 先 天 性 心 臟 缺 陷 ， 它 會(huì) 在 心 臟 內(nèi)

8、 部 制 造 “ 大 量的 洞 ” 。 在 過(guò) 去 ， 這 種 類 型 的 手 術(shù) 需 要 停 掉 心 臟 ， 將 其 打 開(kāi)并 進(jìn) 行 觀 察 ， 然 后 在 很 短 的 時(shí) 間 內(nèi) 來(lái) 決 定 接 下 來(lái) 應(yīng) 該 做 什 么 。 但 有 了 3D打 印 技 術(shù) 之 后 ， 巴 查 醫(yī) 生 就 可 以 在 手 術(shù) 之 前制 作 出 心 臟 的 模 型 ， 從 而 使 他 的 團(tuán) 隊(duì) 可 以 對(duì) 其 進(jìn) 行 檢 查 ， 然后 決 定 在 手 術(shù) 當(dāng) 中 到 底 應(yīng) 該 做 什 么 。 這 名 嬰 兒 原 本 需 要 進(jìn) 行3-4次 手 術(shù) ， 而 現(xiàn) 在 一 次 就 夠 了 ， 這 名 原 本

9、 被 認(rèn) 為 壽 命 有 限的 嬰 兒 可 以 過(guò) 上 正 常 的 生 活 。3D打印心臟 STEP33D打 印 優(yōu) 缺 點(diǎn) STEP3 3D打 印 優(yōu) 缺 點(diǎn) 1、材 料 的 限 制2、 機(jī) 器 的 限 制3、 知 識(shí) 產(chǎn) 權(quán) 的 憂 慮4、 道 德 的 挑 戰(zhàn)5、 花 費(fèi) 的 承 擔(dān) 材料的限制 雖 然 高 端 工 業(yè) 印 刷 可 以 實(shí) 現(xiàn) 塑 料 、 某 些 金 屬或 者 陶 瓷 打 印 ， 但 無(wú) 法 實(shí) 現(xiàn) 打 印 的 材 料 都 是 比 較昂 貴 和 稀 缺 的 。 另 外 ， 打 印 機(jī) 也 還 沒(méi) 有 達(dá) 到 成 熟的 水 平 ， 無(wú) 法 支 持 日 常 生 活 中 所 接

10、觸 到 的 各 種 各樣 的 材 料 。 研 究 者 們 在 多 材 料 打 印 上 已 經(jīng) 取 得 了 一 定 的進(jìn) 展 ， 但 除 非 這 些 進(jìn) 展 達(dá) 到 成 熟 并 有 效 ， 否 則 材料 依 然 會(huì) 是 3D打 印 的 一 大 障 礙 。 前進(jìn) 返回 機(jī)器的限制 3D打 印 技 術(shù) 在 重 建 物 體 的 幾 何 形 狀 和 機(jī)能 上 已 經(jīng) 獲 得 了 一 定 的 水 平 ， 幾 乎 任 何 靜 態(tài)的 形 狀 都 可 以 被 打 印 出 來(lái) ， 但 是 那 些 運(yùn) 動(dòng) 的物 體 和 它 們 的 清 晰 度 就 難 以 實(shí) 現(xiàn) 了 。 這 個(gè)困 難 對(duì) 于 制 造 商 來(lái) 說(shuō) 也

11、 許 是 可 以 解 決 的 ， 但是 3D打 印 技 術(shù) 想 要 進(jìn) 入 普 通 家 庭 ， 每 個(gè) 人 都能 隨 意 打 印 想 要 的 東 西 ， 那 么 機(jī) 器 的 限 制 就必 須 得 到 解 決 才 行 。 前進(jìn) 返回 道 德 的 挑 戰(zhàn) 道 德 是 底 線 。 什 么樣 的 東 西 會(huì) 違 反 道 德 規(guī)律 是 很 難 界 定 的 ， 如 果有 人 打 印 出 生 物 器 官 和活 體 組 織 ， 在 不 久 的 將來(lái) 會(huì) 遇 到 極 大 的 道 德 挑戰(zhàn) 。 3D打 印 胚 胎 干 細(xì) 胞 前進(jìn) 返回 花 費(fèi) 的 承 擔(dān) 3D打 印 技 術(shù) 需 要 承 擔(dān) 的 花 費(fèi) 是高 昂

12、 的 。 第 一 臺(tái) 3D打 印 機(jī) 的 售 價(jià) 為 1萬(wàn) 5。 如 果 想 要 普 及 到 大 眾 ， 降 價(jià) 是必 須 的 ， 但 又 會(huì) 與 成 本 形 成 沖 突 。 每 一 種 新 技 術(shù) 誕 生 初 期 都 會(huì) 面 臨著 這 些 類 似 的 障 礙 ， 但 相 信 找 到 合理 的 解 決 方 案 3D打 印 技 術(shù) 的 發(fā) 展 將會(huì) 更 加 迅 速 ， 就 如 同 任 何 渲 染 軟 件一 樣 ， 不 斷 地 更 新 才 能 達(dá) 到 最 終 的完 善 。 3D打 印 的 手 掌 前進(jìn) 返回 STEP43D打 印 發(fā) 展 STEP43D打 印 發(fā) 展 根 據(jù) 國(guó) 際 快 速 制 造

13、 行 業(yè) 權(quán) 威 報(bào) 告 Woh1erSReport 2011 發(fā) 布 的 調(diào) 查 結(jié) 果 ， 全 球 3D打 印 產(chǎn) 業(yè) 產(chǎn) 值 在 1988201O年 間 保 持 著 26 2 的 年 均 增 長(zhǎng) 速 度 。 報(bào) 告 預(yù) 期 ， 3D打 印 產(chǎn)業(yè) 未 來(lái) 仍 將 持 續(xù) 較 快 地 增 長(zhǎng) ， 12016年 ， 包 含 設(shè) 備 制 造 和 服 務(wù) 在 內(nèi) 的 產(chǎn) 業(yè) 總 產(chǎn) 值 將 達(dá)N31億 美 元 ， 2020年 將 達(dá) 152億 美 元 。 3D打 印 技 術(shù) 要 進(jìn) 一 步 擴(kuò) 展 其 產(chǎn) 業(yè) 應(yīng) 用 空 間 ， 目 前 仍 面 臨 著 多 方 面 的 瓶 頸 和 挑 戰(zhàn) ：一 是

14、 成 本 方 面 ， 現(xiàn) 有 3D打 印 機(jī) 造 價(jià) 仍 普 遍 較 為 昂 貴 ， 給 其 進(jìn) 一 步 普 及 應(yīng) 用 帶 來(lái) 了 困 難 。二 是 打 印 材 料 方 面 ， 目 前 3D打 印 的 成 型 材 料 多 采 用 化 學(xué) 聚 合 物 ， 選 擇 的 局 限 性 較 大 ，成 型 品 的 物 理 特 性 較 差 ， 而 且 安 全 方 面 也 存 在 一 定 隱 患 。 三 是 精 度 、 速 度 和 效 率 方 面 ， 目 前 3D打 印 成 品 的 精 度 還 不 盡 人 意 ， 打 印 效 率 還 遠(yuǎn) 不 適 應(yīng) 大 規(guī) 模 生 產(chǎn) 的 需 求 ， 而 且 受 打印 機(jī)

15、工 作 原 理 的 限 制 ， 打 印 精 度 與 速 度 之 間 存 在 嚴(yán) 重 沖 突 。 四 是 產(chǎn) 業(yè) 環(huán) 境 方 面 ， 3D打 印技 術(shù) 的 普 及 將 使 產(chǎn) 品 更 容 易 被 復(fù) 制 和 擴(kuò) 散 ， 制 造 業(yè) 面 對(duì) 的 盜 版 風(fēng) 險(xiǎn) 大 增 ， 現(xiàn) 有 知 識(shí) 產(chǎn) 權(quán)保 護(hù) 機(jī) 制 難 以 適 應(yīng) 產(chǎn) 業(yè) 未 來(lái) 發(fā) 展 的 需 求 。 總 之 ， 從 中 長(zhǎng) 期 看 來(lái) 3D打 印 產(chǎn) 業(yè) 具 有 較 為 廣 闊 的 發(fā) 展 前 景 ， 但 目 前 產(chǎn) 業(yè) 距 離 成 熟階 段 尚 有 較 大 距 離 ， 對(duì) 于 3D打 印 市 場(chǎng) 規(guī) 模 的 短 期 發(fā) 展 不 宜 過(guò) 分 高 估 。 因 此 ， 現(xiàn) 階 段 產(chǎn) 業(yè)界 對(duì) 3D打 印 領(lǐng) 域 的 投 入 應(yīng) 以 加 強(qiáng) 創(chuàng) 新 研 發(fā) 、 技 術(shù) 引 進(jìn) 和 儲(chǔ) 備 為 主 ， 尤 其 要 重 視 自 主 知 識(shí)產(chǎn) 權(quán) 的 建 設(shè) 和 維 護(hù) ， 爭(zhēng) 取 在 未 來(lái) 的 市 場(chǎng) 競(jìng) 爭(zhēng) 中 占 據(jù) 有 利 地 位 。