3d打印初期主要用來制作各種樣件,而如今,模具制作成了3d打印機的重要用途。3d打印技術(shù)可以追溯到1976年噴墨打印機的發(fā)明。1984年,查爾斯·赫爾將光學(xué)技術(shù)應(yīng)用于快速原型制造,拉開了3d打印的帷幕。20世紀(jì)80年代以來,3d打印技術(shù)引起了全世界的關(guān)注,開始進(jìn)入人們的視野和生活。如今,3d打印技術(shù)已經(jīng)在制造、醫(yī)療、學(xué)術(shù)、航空航天和軍事等多個領(lǐng)域得到了很好的發(fā)展和應(yīng)用。那3d打印機未來發(fā)展趨勢是怎樣的呢?

1、手工制造
3d打印技術(shù)在制造業(yè)中應(yīng)用最為廣泛。從3d打印船舶和汽車、3d打印機器人和打印家具,到小型3d打印螺絲和螺母、工業(yè)零件和手機外殼,這些都可以通過3d打印堆疊起來。2014年,美國康奈爾大學(xué)的創(chuàng)意機器人實驗室HodLipson制造了微處理器、電池和機器人連接器等部件,能夠完全組裝輕型機器人。
3d打印模具在控制精密零件的制造成本方面也有一定的優(yōu)勢。對于一些尺寸小、形狀復(fù)雜的零件,3d打印可以充分利用材料,合理控制零件的制造成本,對優(yōu)化精密零件的制造工藝,提高企業(yè)利潤將產(chǎn)生積極的影響。除了以上幾個方面,3d打印模具在提高精密零件的性能,實現(xiàn)精密零部件的個性化制造方面也很突出。
對于一些尺寸小、形狀復(fù)雜的零件,3d打印可以充分利用材料,合理控制零件的制造成本,對企業(yè)優(yōu)化精密零件的制造工藝,提高利潤將產(chǎn)生積極的影響。除了以上幾個方面,3d打印模具在提高精密零件的性能,實現(xiàn)精密零部件的個性化制造方面也很突出。

2、家庭消費娛樂
3d打印機大多功能單一,主要用于工程建設(shè)和醫(yī)學(xué)科學(xué)。由于其價格高、體積大,在家庭消費中的應(yīng)用受到嚴(yán)重影響。然而,隨著用于家庭和個人應(yīng)用的臺式3d打印機的出現(xiàn),3d打印機在家庭消費市場的銷量日益增長。隨著家用3d打印機價格的不斷下降,打印機的功能也變得更加多樣化,3d打印機在家庭消費領(lǐng)域的應(yīng)用范圍將迅速擴(kuò)大。例如,在食品行業(yè),2012年,賓夕法尼亞大學(xué)的科學(xué)家在實驗室使用3d打印機技術(shù)打印人造肉。
此外,一些家用小玩意,如花盆、筆筒、收納盒等,可以根據(jù)自己的意愿設(shè)計模型的形狀和大小,然后在電腦上建模后通過3d打印技術(shù)創(chuàng)建實體,從而為生活增添了不一樣的樂趣。如果家里有孩子,也可以利用3d打印為他們制作玩具,既培養(yǎng)了孩子動手動腦的能力,又節(jié)省了購買玩具的成本。
3、醫(yī)療領(lǐng)域
3d打印技術(shù)可用于快速準(zhǔn)確地創(chuàng)建人體器官模型。借助器官模型,醫(yī)生可以診斷病人的病情。同時,人體器官模型可以幫助醫(yī)生術(shù)前充分討論,找到最佳的手術(shù)治療方案,從而有效縮短手術(shù)時間,降低手術(shù)風(fēng)險。由于醫(yī)療模式的易用性,發(fā)達(dá)國家的市場正在迅速擴(kuò)大。除了醫(yī)學(xué)模型,還可以利用3d打印制造高效藥物。由于藥物在大小和形狀上高度相似,且在成型過程中易于移植,因此具有廣闊的應(yīng)用前景。美國科學(xué)家成功利用3d打印快速成型技術(shù)生產(chǎn)口服控釋片。
人造骨骼也可以通過3d打印來打印。采用可分解的工程材料作為打印材料,通過3d打印機可以打印出具有活性因子和疏松孔隙的人工骨骼。而人工骨植入活體后,經(jīng)過一段時間的分解,鈣化物質(zhì)可以被活體完全吸收,形成新的骨骼,這在動物實驗中得到了充分的驗證

隨著研究的不斷深入和技術(shù)的不斷進(jìn)步,3d打印的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒉粩鄶U(kuò)大,打印材料將更加多樣化,打印設(shè)備的功能也將更加完善,這將很快對傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式帶來深遠(yuǎn)的影響,引領(lǐng)全球制造業(yè)新一輪的革命浪潮。3d打印無需開模、一體成型、生產(chǎn)周期短,特別適用于生產(chǎn)及快速交付結(jié)構(gòu)復(fù)雜產(chǎn)品、小批量產(chǎn)品,因此被廣泛用于原型制作、定制生產(chǎn)以及復(fù)雜零部件制造等領(lǐng)域。3d打印被視為引領(lǐng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的核心技術(shù)之一,發(fā)展前景廣闊。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生活水平提高,消費者更加追求個性化的需求,3d打印將與機器人、人工智能等技術(shù)一起,提高制造業(yè)生產(chǎn)線的柔性化程度,以更低成本生產(chǎn)定制產(chǎn)品,推動制造業(yè)生產(chǎn)方式由大規(guī)模生產(chǎn)向個性化定制轉(zhuǎn)變。