3d列印與創新

1、3d列印機的發展前景和用途是什麼樣的？

3d列印機的應用

3d列印機的工作原理與傳統列印技術相似，但在外部設備中，用電腦軟體設計3d模型，數字化分析的原理與醫學顯微鏡下觀察組織切片的實驗相似，模型設計時需要使用切片樣品，設計模型的層片重疊，列印相同模型的產品，最後固體成型。大家都知道，傳統的製造技術是通過噴墨技術在紙上塗墨，這也是製造的起源。3d列印的最大區別在於它使用的材料不是墨水，而是真正的特殊材料。當然，因為目前技術的限制，材料不能隨意選擇，而是有一定的種類，但又有重大突破。

1.1醫療

目前的醫療技術雖然能夠支持人工器官的正常工作，但是成本高、壽命短，容易感染。但3D列印技術的出現卻很好地解決了這一問題。以鈦合金為原料，經過1:1的器官修復，可以最大限度地模擬人體器官的形狀和功能。當然，模型的設計也很復雜，需要大量的精確計算來討論具體操作的可執行性，最後取代器官。已經知道列印3d可以將物質還原到分子水平，這類膠囊或固體顆粒葯物由分子構成，因此可以使用該技術來列印葯物，這不僅節省了時間，而且節省了臨床上仍處於試驗階段的葯物。它不僅可以根據臨床反應保存葯物數據，還可以根據臨床反應調整分子結構。

2.公路運輸。

3d列印技術在高速公路上的應用在國外已被證明是可行的。利用3d列印技術，只需在輔助設計軟體中設計道路模型，添加原材料即可直接列印高速公路。雖然這種列印機用於大型機械，但工作原理是相同的。此外，在公路維護中，使用3d列印技術更加方便快捷。現行施工技術均為現場施工。這個方法很費時，而且受外部因素的影響，如地形，天氣等。如採用三維列印技術，可到國外如橋梁，路基等進行施工。產品成型後，可以說操作更簡單、更安全、更靈活。

3.航空航天

3d列印技術在航天領域發揮著重要作用。眾所周知，飛機部件非常精密，理論上沒有誤差，但在生產線式生產過程中不可避免地會出現不符合要求的情況。

使用3d列印技術可以盡力避免這種事發生。原料溶於噴嘴。由3d模型生成專用軟體生成模型並將其發送到列印機的接收設備。噴管按預定的軌道運轉、堆積、覆蓋，並最終形成合格部件。通過配合使用大型3d列印機，可以實現模塊化生產，即節約資源和高效率。

未來發展趨勢

目前，國內製造業依賴傳統製造，3d列印技術尚未形成規模，產業鏈更不用說了。但是，將來3D列印取代傳統製造，3D列印的應用也越來越廣泛。以上應用領域只是典型的一個方面，其它如美術設計，建築沙盤設計，零件製造等。三維列印滲透於各行各業，成為一種趨勢。這與我們的生產生活密切相關，不可分割，也可以實現全國人民的普及。採用3D列印技術的人數在不斷增加，隨著使用的深入，新技術的應用也在反其道而行之，提高了整個行業的水平，最終形成了完善的產業鏈。但目前的3D列印技術存在著諸多問題。3d列印材料選擇性差。只有特殊材料可以在高溫下溶解並復原。從某種意義上說，模型的可伸縮性和可塑性等性能都會受到影響。此外，由於材料及電腦運算速度的限制，印刷一些復雜精密模型需要較長時間。不斷研究適合於現有技術的新材料和印刷技術的創新。簡單地說，持續改善用戶體驗。技術員可以從這兩個方面來發展和研究三維列印技術。

3d列印技術的出現填補了製造業的空白，同時對傳統製造業也有沖擊。3D列印技術以其操作性強，方便實用，節省資源等優點，占據著不可動搖的地位，實現了跨行業、多學科的交叉滲透。將來，3D列印將會滲透到我們生活的每一個角落，現在提高用戶的體驗感，最大限度地改善現有的技術壁壘，這些都是技術人員需要解決的問題。解決這些後，3d列印機的用途和前景將進一步擴大和提升。

2、學3d列印怎麼提升自己創新能力

在杭州的這所中學教室里，桌上擺放了很多3D列印的作品，有各種各樣的花瓶、還有一些雕塑像以及一些筆筒、手機支架等各種生活用品，看起來非常的可愛，據這所學校的老師介紹，這些3D列印機都是供學生使用的，以後將會成立3D列印室，讓每一位同學都有機會來學習3D列印機。
有了3D列印機，不僅僅是可以學習3D列印技術，還可以用在教學上，比如列印一些化學分子式、數學、物理的立體圖形等等，這樣就可以讓學生看的更加直觀，從而更容易的記憶和學習。3D列印的應用價值當然遠不止於此，它對於提高學生的整個設計能力與創造能力都是有著極大幫助的。21世紀的孩子，將是未來偉大的設計師、偉大的企業家。
當然，3D列印機可不僅僅是中學、大學才會引進，一些地區的小學也開始引進3D列印機，可見，3D列印機在教學市場還是非常受歡迎的。
彩貓科技目前正與各個教育機構合作，為學生提供豐富的3D列印課程及相關配套方案，也歡迎其他各位夥伴與彩貓君聯系，共同為3D列印的教育事業盡一份力。

3、3D列印技術在工藝禮品行業有哪些創新應用呢？

3D列印技術在工藝禮品行業的創新應用
泉州市比鄰三維科技有限公司一直都在從事三維數字化（3D列印）方向的服務，如果非要用數字來統計和分析大家對3D列印的認知情況，那麼可以將人群分為三類：
第一類是對3D列印一無所知，當然現在這部分的人群已經越來越少了。
第二類是對3D列印有所認識，但是停留在報刊、新聞及茶餘飯後的閑聊上。
第三類是已經在應用3D列印這項技術，並從這項新技術上得到了良好的經濟效益。
3D列印技術已經誕生了數十年，其特點是將在計算機的三維模型數字，輸入3D列印機再通過逐層堆積材料的方式進行加工，不同於傳統的去除多餘材料的加工方式，能夠節省材料和加工時間。由於3D列印技術本身獨特的優勢性，其有著巨大的未來發展想像空間，因而包括中國在內的世界所有國家都在以政府的行為推動3D列印技術在本國的發展和應用。3D的技術分類主要有：FDM（熔融沉積快速成型）、SLA（立體光刻）、SLS（選擇性激光燒結）、SLM（直接金屬）、3DP（三維粉末粘接）、Ployjet(噴射光聚合物)、ProjetUV(紫外線成型)等。可列印的材料包括：ABS、PLA、光敏樹脂、尼龍、類水泥、玻璃、陶瓷、鈦合金、不銹鋼、模具鋼、貴金屬等。3D列印目前可以達到0.016mm的精度。

工藝禮品行業三維數字化(3D列印)應用案例：
1、高精細度工藝禮品雕塑
泉州某樹脂工藝禮品廠2014年底接到了來自日本客人的意向訂單,一件大好事卻讓樹脂工藝禮品廠犯了難。因為此批產品的尺寸非常小，而且對產品的雕刻細節及尺寸要求又異常嚴格,超出了傳統手工泥塑的局限。最後樹脂工藝禮品廠藉助三維數字化（3D列印），實現從電腦3D建模再到產品模種的高精度3D列印，高質量的樣品得到日本客人的認可從而拿到了收益相當可觀的一張訂單。

圖：客人的要求

圖：電腦三維模型

圖：電腦三維模型
2、工藝禮品快速制樣
福建省某工藝禮品集團是福建省樹脂及陶瓷工藝品開發量居前的企業。由於開發量比較龐大且現有的雕塑師團隊又在萎縮。集團藉助3D列印技術實現產品的不同規格尺寸的放大、縮小和微調後直接3D列印，在提高制樣效率降低成本的同時解放了雕塑師，使其能將更多的精力投入新產品的創作。據測算，列印一個12英寸大本鍾的成本只要400元，而一台3D列印機一天能列印8個類似的產品，也就是96英寸的產品，效率是人工的10倍以上。

圖：超高精度3D列印產品

圖：不同尺寸3D列印產品

3、大型雕刻工程的三維數字化

圖：成品效果圖
福建某石業集團是專注戶外大型石雕工程的建設，集團承接了某地一個40米高的四面觀音工程。由於石像內部是空心的所以必須獲得石像的的多層剖面詳細尺寸信息以便於設計鋼筋水泥結構。傳統的做法是通過對10：1縮放玻璃鋼模型進行人工切割再對切割塊進行尺寸測量,這個過程的操作是十分煩瑣的，並且尺寸誤差比較大。而我們現在是通過三維數字化手段對10：1縮放玻璃鋼模型進行3D立體掃描，從而獲得玻璃鋼模型的三維數字模型，通過電腦三維軟體實現對三維數字模型的精準分割。最後將分割模型剖面圖導入CAD軟體中生成詳細的尺寸信息。

進一步的應用我們還可以做到：
1、通過獲取到的10：1縮放玻璃鋼模型的三維模型數據，可以精準得計算出40米高石像的表面積和石材用量，從而做到工程量的精準測算及報價。
2、通過電腦模擬石塊的堆疊和受力分析，優化工程方案。可以省掉石像產地工程試裝的環節，亦可以減少石材的用量，低降勞動量、運輸費用以及縮放工程時間。

圖：4米原形

圖：掃描數據分割

圖：切片尺寸圖
目前我們了解到有不少的企業有采購了3D列印機，但是3D列印技術的企業化應用是一個完整的產業鏈條，光有一台3D列印是遠遠不夠。首先是要有模型三維數字，模型三維數字的來源一般是電腦3D建模和3D掃描兩種。然後有了模型三維數字還要進行數字的優化處理和轉換，轉換成3D列印機能識別和接受的文件。最後才是將數字輸入3D列印機進行列印生產。所以企業如果要自己配套3D列印機的話，那麼就必須要有3D建模人員要有數字處理人員還要有3D列印機操作人員。這也是為什麼3D列印技術第一次出現已經是上世紀80年代的，而直到目前此應用的領域及市場規模還非常小的原因之一。我們認為除了3D列印自身的技術有待不斷提升之外，主要問題是缺乏一個綜合性的三維數據化(3D列印)服務機構。因為3D列印的應用涵蓋三維數字的生成、三維數字的轉化、原材料的選擇、設備的選擇、設備的操作、設備的維護以及後期處理。這些問題並不是單一企業自身能克服的問題，也不是設備生產製造商能解決的問題。

圖：三維數字化（3D列印）服務鏈條
泉州市比鄰三維科技有限公司三維數字化（3D列印）服務過的工藝禮品行業企業已經超過500家。伴隨著3D建模人才的培養和3D列印技術自身的進步以及成本的下降，三維數字化（3D列印）在工藝禮品行業的應用將是革命性的。同時我們也相信3D列印作為一種新的加工工藝將會有更大的發展前景。它未來將改變第二次工業革命產生的以裝配生產線為代表的大規模生產方式，使產品生產向個性化、定製化轉變，實現生產方式的根本變革。3D列印的推廣應用將減少產品推向市場的時間，用戶只需下載設計圖，在數小時內通過3D列印機將產品「列印」出來，從而不需要大規模生產線，不需要庫存大量的零部件，不需要大量的工人。同時，3D列印技術綜合應用了CAD/CAM技術、激光技術、光化學以及材料科學等多方面的技術知識，未來將推動新材料、智能製造和數字製造等技術實現飛躍。

4、看3D列印在這四大領域都有哪些新突破

3D列印被用作《經濟學人》雜志封面，主題為《看製造業新技術如何改變世界》，詳細介紹了3D列印的歷史和發展，可見人們對於3D列印成為一項可以改變世界的影響力日益關注。回顧2011年，3D列印市場並購整合成為主流，業內主流3D列印公司完成了大規模收購，建立未來3D列印全方位服務平台，以拓展更廣的用戶與合作夥伴群及聯合研發更多適合市場推廣的產品。
而3D列印的價值體現在想像力馳騁的各個領域，3D列印正讓「天馬行空」轉變為「腳踏實地」的可能，人們利用3D列印為自己所在的領域貼上了個性化的標簽。人們紛紛展示了如何3D列印馬鈴薯、巧克力、小鎮模型，甚至擴展到用3D列印汽車和飛機。3D列印行業的發展猶如其定義本身，始終凸顯著「創新突破」這一關鍵特質。
創新突破1：3D列印應用領域擴展延伸
3D列印的優勢在2011年被充分應用於生物醫葯領域，利用3D列印進行生物組織直接列印的概念日益受到推崇。比較典型的包括Open3DP創新小組宣布3D列印在列印骨骼組織上的應用獲得成功，利用3D列印技術製造人類骨骼組織的技術已經成熟；哈佛大學醫學院的一個研究小組則成功研製了一款可以實現生物細胞列印的設備；另外，3D列印人體器官的嘗試也正在研究中。【而在3D列印材料方面，Objet 公司相繼推出新型生物相容性3D 列印材料以用於醫療和牙科解決方案。】
隨著3D列印材料的多樣化發展以及列印技術的革新，3D列印不僅在傳統的製造行業體現出非凡的發展潛力，同時其魅力更延伸至食品製造、服裝奢侈品、影視傳媒以及教育等多個與人們生活息息相關的領域。
【以影視傳媒為例，在2011年11月，由史蒂文·斯皮爾伯格監制、休·傑克曼主演的動作勵志影片《鐵甲鋼拳》，圍繞未來世界的機器人拳擊比賽，講述了一個飽含夢想與親情的勵志故事，其中的父子情是影片大受歡迎的一大賣點。為了讓片中的主角——機器人看起來更逼真，Legacy Effects特效公司使用Objet公司的3D列印機製作了1:5大小的模型。在完成建模、手繪、拋光和審核後，全尺寸的機器人「亞當」、「吵鬧小子」和「奇襲」相繼製作完成，高精度的3D列印製作呈現出了活靈活現的主角們。通過動作捕捉技術與實際大小模擬機器人模型的完美結合，則生動演繹了熱血澎湃的機器人打鬥畫面，為影片加分不少。】
【除此之外，Legacy Effects公司還與Objet攜手製作了好萊塢巨制《侏羅紀公園3》、《鋼鐵俠2》、《阿凡達》及動畫片《鬼媽媽》中的各尺寸模型。】
創新突破2：3D列印速度、尺寸及技術日新月異
在速度突破上，2011年，個人使用3D列印機的速度已突破了送絲速度300mm每秒的極限，達到350mm每秒。在體積突破上，3D列印機體積為適合不同行業的需求，也呈現「輕盈」和「大尺寸」的多樣化選擇。目前已有多款適合辦公室列印的小巧3D列印機，並在不斷挑戰「輕盈」極限，為未來進入家庭奠定基礎。
在Vienna University of Technology的一個研究項目中，該團隊設計了迄今為止世界上最小的3D列印設備，並且降低了列印設備的製造成本，也有望未來進駐家庭。 在「大尺寸」領域，在德國的3D列印公司發布了4000x2000x1000mm尺寸的3D列印機，該款大尺寸3D列印機使列印大尺寸部件一次成型成為可能。
3D列印技術日新月異，在2011年Lexus對外發布了新3D列印技術，該技術基於高科技循環編織技術，使用激光進行3D列印， 能夠以編織的方式製作復雜的3D模型。
利用3D列印技術改善藝術及生活的例子屢見不鮮。例如荷蘭時尚設計師Iris van Herpen 展示了它的服裝設計作品，這些服裝作品全部使用3D列印機一次成型。通過3D列印技術製造的服裝，突破了傳統服裝剪裁的限制，幫助設計師完整地展現其靈感。而在Cornell大學的一個項目中，研究團隊製造了一台3D列印機用於列印食物，展現了烹調的獨特方式。其優勢在於能夠精確控制食物內部材料分布和結構，將原本需要經驗和技術的精細烹調轉換為電子屏幕前的簡單設計。
創新突破3：設計平台革新
基於3D列印民用化普及的趨勢，3D列印的設計平台正從專業設計軟體向簡單設計應用發展，其中比較成熟的平台有基於WEB的3D設計平台——3D Tin，另外，微軟、谷歌以及其他軟體行業巨頭也相繼推出了基於各種開放平台的3D列印應用，大大降低了3D設計的門檻，甚至有的應用已經可以讓普通用戶通過類似玩樂高積木的方式設計3D模型。

5、在工業4.0時代,如何利用3D列印進行技術創新和創造?

剪開3D列印機的包裝帶，打開紙箱子，取走頂部的隨機配件及耗材，將機器抬出紙箱。
取出機器內的材料導管，取走光軸上的固定件，插上電源線，打開紅色電源開關。
主菜單選擇「Prepare」-「Auto home」，進行平台復位。
把位於平台下方的配件取出。
將材料導管穿到纏線管的八字環上，將材料導管安裝在機器背部的送料器上，將另一端安裝到噴頭上。

6、3D列印技術與應用？

Stratasys公司持續深入地關注用戶業務需求，聚焦於3D列印技術創新，獲得批准和待批準的增材技術共有1200項，這些先進的技術幫助全球行業用戶降低了時間成本，提高了生產效率，創造出真正的利潤價值。比如，海爾模具公司在應用Stratasys 3D 列印技術之後，節省 了69% 的家電產品製作時間，生產效率大大提升，帶來可觀的經濟效益。

7、與傳統製造業相比，3D列印的有什麼優勢？

無需組裝、設計空間無限、不佔空間、減少廢棄副產品、材料無限組合。以上五點都是3D列印比傳統製造業的優勢。

1、無需組裝：3D列印是一體成型。傳統的大規模生產是建立在一條生產線上，需要人工組裝。產品的部件越多，所花費的時間成本和人力成本就越多。但3D列印就不同，3D列印的過程是一體成型，不需要去組裝，省略組裝就縮短了供應鏈。

2、設計空間無限：傳統的木製車床只能製造圓形物品，軋機只能加工用銑刀組裝的部件，制模機僅能製造模鑄形狀。但現在，3D列印機可以突破這些局限，開辟巨大的設計空間，甚至可以製作目前可能只存在於自然界的形狀。

3、不佔空間：從製造空間來講，3D列印機比傳統製造機器的製造能力更強。比如說，注塑機只能製造比自己小的物品，但3D列印機則可以列印與列印台一樣大的物品。3D列印機調試好後，列印設備可以自由移動。

4、減少廢棄副產品：原材料的浪費對企業來說往往是一筆不小的支出，傳統金屬加工的浪費量驚人，90％的金屬原材料被丟棄在工廠車間里。相對於傳統製造來說，3D列印機在製造金屬物品時浪費量極小。

5、材料無限組合：不同材料的結合是對傳統製造的挑戰，因為傳統的製造機器在切割或模具成型過程中不能輕易地將多種原材料融合在一起。隨著3D列印技術的發展以及耗材的不斷增加，已經有能力將不同的原材料融合在一起進行列印。

8、3D列印會帶來哪些創業機會？

1.我國從20世紀90年代起研發3D列印技術，目前，清華大學、北京航空航天大學、西安交通大學、華中科技大學等研究機構與企業已經在3D列印設備和材料領域取得一定研究成果。2012年10月，中國3D列印技術產業聯盟成立，2013年，中國3D列印技術產業創新中心(南京、濰坊、珠海)相繼成立。 

2.2013年，3D列印入選國家863計劃，國家提供4000萬元作為研究基金來支持3D列印核心技術的發展，北京投入了15億元支持3D列印技術。在地方政府層面，3D列印產業更是遍地開花，成為各地政府追捧熱點，包括南京、武漢、珠海、青島、成都、長沙等地都籌建了3D列印產業園，並在資金、土地、配套政策上給予支持。

3.2015年2月，業內認為，中國3D列印行業迎來了產業發展的春天——工信部、發改委及財政部聯合發布了《國家增材製造產業發展推進計劃(2015~2016年)》，首次將增材製造(即3D列印)產業發展上升到國家戰略層面，對3D產業的發展做出了整體計劃。

4.其中也對我國3D列印的現狀進行了客觀評價：我國增材製造產業化仍處於起步階段，與先進國家相比存在較大差距，尚未形成完整的產業體系，離實現大規模產業化、工程化應用還有一定距離。

5.當前，在加快轉變經濟發展方式的新常態下，政府提出了「中國製造2025」發展戰略，努力實現由「製造大國」向「製造強國」的轉變。這正是3D列印給包括材料供應、智能製造在內的相關行業帶來的重大機遇。

6.業內人士認為，「十三五」期間，3D列印將深刻影響製造企業的生產方式，引領製造業從標准化和精益化生產步入定製化生產。最新相關列印機行業政策請查閱中國報告大廳發布的《2015-2020年條形碼列印機行業深度分析及「十三五」發展規劃指導報告》。

7.3D列印技術正在突破自身的束縛，這其中包括市場、材料、工藝、成本等等，正在努力地成為大眾化的消費品。在未來，3D列印機將會以低成本、高品質、實用性強的姿態飛入尋常百姓家。