2014.7《3D打印技术及其发展前景》.docx

3D打印技术概况及其发展前景
2014年7月
目录
一、3D打印技术概况及其前景分析
二、中国目前的3D打印技术发展状况
三、西安地区的3D打印技术发展状况
四、3D打印技术目前面临的瓶颈
一、3D打印技术概况及其前景分析
1、3D打印技术概况
3D打印技术(3D printing),即快速成型技术的一种,出现在20世纪90年代中期,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。
它与普通打印工作原理基本相同,打印机内装有液体或粉末等“打印材料”,与电脑连接后,通过电脑控制把“打印材料”一层一层叠加起来,最终把计算机上的蓝图变成实物。
该技术常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型,后逐渐用于一些产品的直接制造,已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车,航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。
2、3D打印技术发展历史
1986年,美国人Charles Hull开发了第一台商业3D印刷机。
1993年,美国麻省理工学院获3D印刷技术专利。
1995年,美国ZCorp公司从麻省理工学院获得唯一授权并开始开发3D打印机。
2005年,市场上首个高清晰彩色3D打印机Spectrum Z510由ZCorp公司研制成功。
Spectrum Z510
2010年11月,世界上第一辆由3D打印机打印而成的汽车Urbee问世。
Urbee
2011年7月,英国研究人员开发出世界上第一台3D巧克力打印机。
2011年8月,英国南安普敦大学的工程师们开发出世界上第一架3D打印的飞机。
英国南安普顿大学工程师设计并制造了世界上第一架打印飞机,除了马达之外,所有的部件都是使用3D打印机技术打印出来的。,最高时速可达100英里/时,并且在飞行时几乎完全不发出任何声音(起飞时还是有些声音的,平稳后声音较小)。
※相关链接:世界上第一架3D打印飞机视频(按住ctrl并单击可访问链接)
2012年11月,苏格兰科学家利用人体细胞首次用3D打印机打印出人造肝脏组织。
细胞打印系统方案图
2013年10月,全球首次成功拍卖一款名为“ONO之神”的3D打印
艺术品。
2013年11月,美国德克萨斯州奥斯汀的3D打印公司“固体概念”(SolidConcepts)设计制造出3D打印金属手枪。
3、3D打印技术发展前景
2013年4月,英国《经济学人》刊文认为,3D打印技术将与其他数字化生产模式一起,推动“第三次工业革命”的实现。传统制造技术是“减材制造技术”,3D打印则是“增材制造技术”。与传统的制造技术相比,3D打印具有加工成本低、生产周期短、节省材料等明显优势,从航空、动力装备到医疗、体育、影视等诸多领域,均可大显身手。有专家认为,3D打印作为一项颠覆性的制造技术,谁能够最大程度地研发、应用,就意味着掌握了制造业乃至工业发展的主动权。
3D打印应用领域分布图
事实上,在美英等国,3D打印技术已有较为广泛的应用,大到飞行器、赛车,小到服装、手机壳,制造厂家借着3D打印的东风,焕发出新的生命力。由于3D打印制品能实现产品的自然无缝
连接,从而达到传统制造方法远不可及的结构稳固性和连接强度,已成为国外研究空间飞行器的关键技术。据悉,美国国家航空航天局正在研究一项被称为“未来3D打印宇宙飞船”的技术,希望通过3D打印,制造出“廉价的机器人宇宙飞船”。
美国总统奥巴马在2012年提议,将投资10亿美元建立15家制造业创新研究所,以带动制造业增长。同年8月,美国政府宣布首个研究所将在俄亥俄州建立,主要研发3D打印技术,首期投资3000万美元。美国政府还开展了一个新项目,计划未来在1000所美国学校配备3D打印机和激光切割机等数字制造工具,以培养新一代的系统设计师和生产创新者。2012年10月,世界上最大的3D打印工厂Shapeways在纽约开业,,可以容纳50台工业打印机,每年可按照消费者需求生产上千万件产品。
Shapeways的部分产品
《时代》周刊将3D打印产业列为“美国十大增长最快的工业”。据Wohlers Associates预测,2015年将达到37亿美元,并预计到2020年达到52亿美元。随着技术成果的推广和应用,3D打印技术产业的发展呈现出快速增长势头。
二、中国目前的3D打印技术发展状况
1、中国目前的3D打印技术发展
我国从1994年开始研究3D立体打印技术,北京隆源自动成型系统公司于1995年成功研发了一台AFS激光快速成型机,随后华中科