基于3D 打印的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)應(yīng)用

許芷 北京八中

1 3D 打印的簡(jiǎn)介

1.1 3D 技術(shù)的內(nèi)容

3D 技術(shù)作為近年來(lái)新興的一門科學(xué)技術(shù)，發(fā)展時(shí)間比較短，但是發(fā)展速度極快。該技術(shù)是在計(jì)算機(jī)內(nèi)存入一個(gè)數(shù)字模型，根據(jù)模型制作出東西的雛形。然后通過(guò)打印機(jī)將想要打印的東西，利用特定的材料逐層進(jìn)行打印。打印出的東西在性能以及外觀上均與人工加工制造的一樣。通過(guò)該技術(shù)的應(yīng)用，使得很多制作繁瑣的物件可以快速制造出來(lái)。極大地滿足了人們的需要，并且提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。

1.2 3D 技術(shù)的特點(diǎn)

一、定制化。可以根據(jù)不同人的需求，打印不同的物品。例如：牙齒的打印，每個(gè)人的牙齒都是不同的，該技術(shù)能夠批量生產(chǎn)定制化的牙齒。滿足不同人的需求。二、實(shí)時(shí)性。3D 技術(shù)能夠快速的對(duì)物品進(jìn)行打印，技術(shù)純熟的情況下，一天就能打印出一棟大樓。三、無(wú)污染。3D 技術(shù)打印中，使用的材料都是無(wú)污染的，自然生產(chǎn)的產(chǎn)品也是無(wú)污染的。四、自動(dòng)化。3D 技術(shù)只需要對(duì)模型進(jìn)行建設(shè)，通過(guò)科技就能將物品生產(chǎn)出來(lái)。省去了很多的人力以及資源，對(duì)社會(huì)發(fā)展具有重要的意義。

2 計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)

2.1 計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的定義

計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)具體指的是利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的功能，幫助廠家進(jìn)行設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造活動(dòng)。憑借計(jì)算機(jī)的自動(dòng)化以及智能化能力，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)以及信息進(jìn)行控制和管理。隨著社會(huì)的需要，該技術(shù)還將會(huì)持續(xù)發(fā)揮其強(qiáng)大的作用。

2.2 技術(shù)分類

計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)主要由CAD、CAE、CAM 組成。CAD 是輔助設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)稱，就是使用計(jì)算機(jī)對(duì)產(chǎn)品的外觀以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。CAE 指的是輔助工程，主要通過(guò)CAE 對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品的性能進(jìn)行分析，并進(jìn)行性能的優(yōu)化設(shè)計(jì)。CAM 是輔助制造的簡(jiǎn)稱，利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的控制能力，控制生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行產(chǎn)品的生產(chǎn)工作。

2.3 技術(shù)應(yīng)用的意義

計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的使用，極大的提高了產(chǎn)品的性能、質(zhì)量以及生產(chǎn)速度。利用該技術(shù)貫穿于設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的全過(guò)程，解放了人力。幫助設(shè)計(jì)人員對(duì)大量的設(shè)計(jì)圖紙以及方案進(jìn)行優(yōu)化、選擇。有利于設(shè)計(jì)質(zhì)量的提升，縮短了設(shè)計(jì)的周期。而且利用該技術(shù)會(huì)更容易發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)過(guò)程中的不合理之處，有利于設(shè)計(jì)人員及時(shí)對(duì)方案進(jìn)行修改，提高產(chǎn)品的性能。通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)對(duì)生產(chǎn)的過(guò)程進(jìn)行管理、控制，減少生產(chǎn)制造過(guò)程中的阻礙。總之，該技術(shù)的使用極大的促進(jìn)了生產(chǎn)力的發(fā)展，并隨著社會(huì)發(fā)展的需要，還有更大的進(jìn)步空間。但是，由于現(xiàn)階段科技、資金等方案的原因，該技術(shù)還沒(méi)有得到大范圍的推廣。而且在技術(shù)上也沒(méi)有發(fā)展的很成熟，使得其在使用中還存在不少的問(wèn)題。這就需要相關(guān)的技術(shù)人員，不斷提高其發(fā)展水平，促進(jìn)該技術(shù)如其他行業(yè)更深的融合。以此，來(lái)推進(jìn)計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在全行業(yè)的推廣。利用新技術(shù)來(lái)推動(dòng)社會(huì)的進(jìn)步。

3 基于3D 打印技術(shù)的應(yīng)用

3.1 醫(yī)療應(yīng)用

現(xiàn)代醫(yī)療技術(shù)發(fā)展迅速，很多以前不能治療的疾病，也有了診治方法。有部分病癥是可以通過(guò)更換器官進(jìn)行康復(fù)治療的。在疾病的治療上，可以通過(guò)3D 技術(shù)對(duì)人類的器官進(jìn)行復(fù)制。目前，世界上有不少通過(guò)3D 打印假肢的例子。我國(guó)也有多起通過(guò)3D 打印鈦合金“骨骼”的例子，更換骨骼后的患者并無(wú)異常反應(yīng)。這說(shuō)明3D 技術(shù)在醫(yī)療上對(duì)疾病的治療有很大的作用。而且，隨著醫(yī)學(xué)的進(jìn)步，3D 技術(shù)在醫(yī)療上還將發(fā)揮更加重要的作用。

3.2 教學(xué)上的應(yīng)用

3D 技術(shù)因?yàn)槠浯蛴〕龅哪Ｐ褪侨S立體的，這對(duì)課堂教學(xué)是非常有必要的。尤其是生物學(xué)的學(xué)生，可以直接利用打印出的模型，對(duì)器官以及組織進(jìn)行細(xì)致的觀察學(xué)習(xí)。總之，3D 技術(shù)的應(yīng)用會(huì)促進(jìn)教育的進(jìn)一步發(fā)展。

3.3 建筑打印應(yīng)用

3D 技術(shù)利用其強(qiáng)大的功能，可以直接實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑的打印。就省去了建筑施工過(guò)程中的繁瑣施工。而且通過(guò)3D 技術(shù)，利用計(jì)算機(jī)生產(chǎn)建筑，極大地保證了施工人員的安全。打印出來(lái)的建筑不僅在施工速度上得到了保證，而且在質(zhì)量上也比人工修筑的建筑要好很多。在生產(chǎn)材料上，也避免了浪費(fèi)。節(jié)約了資源的同時(shí)，好保護(hù)了環(huán)境。

3.4 制造業(yè)上的應(yīng)用

隨著人們生活要求的提高，出現(xiàn)了大量的現(xiàn)代化電器。電器的安全性直接關(guān)乎使用者的使用安全。而且，人們需要的提高，對(duì)電器的功能也提出了更高的要求。3D 技術(shù)的使用，使得電器的制作更加精良，在安全性上也有了更高的提升。處理電器外，3D 技術(shù)還被應(yīng)用到汽車、航空制造以及食品制作的各個(gè)方面。均得到了實(shí)驗(yàn)的成功。由于該技術(shù)的精準(zhǔn)性，其生產(chǎn)制造的物品，在細(xì)節(jié)上的處理也是很到位的。

4 如何推進(jìn)技術(shù)的發(fā)展

4.1 加大科研

我國(guó)在3D 技術(shù)的使用上，起步比較晚，該技術(shù)的發(fā)展還不夠完善。為了促進(jìn)該技術(shù)的發(fā)展，就要加大該技術(shù)的研發(fā)力度。國(guó)家加大對(duì)技術(shù)研發(fā)的資金投入，為技術(shù)研發(fā)提供資金支持。各大高校加強(qiáng)該專業(yè)的建設(shè)，培育出更多的專業(yè)技術(shù)人才。相關(guān)的技術(shù)研發(fā)人員，也不斷提高自己的專業(yè)技能，進(jìn)一步促進(jìn)技術(shù)的發(fā)展水平。推動(dòng)該技術(shù)與其他行業(yè)的融合，推動(dòng)社會(huì)發(fā)展。3D 打印機(jī)打印出的成品根據(jù)打印機(jī)的精準(zhǔn)度不同，其粗糙程度也是不同的。為了提高打印的精準(zhǔn)度，就必須加強(qiáng)對(duì)打印技術(shù)的研究。

4.2 建立完整的3D 及技術(shù)管理制度

3D 技術(shù)具有強(qiáng)大的先進(jìn)性，并且隨著技術(shù)的發(fā)展，其先進(jìn)性會(huì)向更高的層次發(fā)展。能夠通過(guò)其打印出各種各樣的東西，如果被不法分子使用，將會(huì)對(duì)社會(huì)產(chǎn)生很大的危害。所以相關(guān)的技術(shù)管理部門，一定要制定嚴(yán)格的技術(shù)使用管理?xiàng)l例。必要的話，國(guó)家還要加強(qiáng)對(duì)該技術(shù)的立法管理，通過(guò)法律對(duì)違法行為進(jìn)行約束。保證技術(shù)的作用是用來(lái)為人類造福的。避免不法分子使用該技術(shù)進(jìn)行犯罪活動(dòng)。

4.3 加強(qiáng)對(duì)3D 打印產(chǎn)品的售后工作

盡管3D 技術(shù)近年來(lái)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，可以打印出很多不同的產(chǎn)品。但是，在質(zhì)量上還沒(méi)有得到很大的保證。為了該技術(shù)能夠得到更大范圍的推廣，使其得到更多人的認(rèn)可，就需要做好產(chǎn)品的售后工作。對(duì)產(chǎn)品的使用情況以及性能、質(zhì)量等定期進(jìn)行回訪。根據(jù)調(diào)查的結(jié)果，及時(shí)對(duì)技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)。對(duì)使用過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，采取適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行補(bǔ)救。避免使用問(wèn)題影響人們的生產(chǎn)生活，以免對(duì)3D技術(shù)在社會(huì)上發(fā)展產(chǎn)生不利影響。

5 結(jié)束語(yǔ)

3D 技術(shù)的產(chǎn)生、發(fā)展，順應(yīng)了社會(huì)發(fā)展的需求。3D 技術(shù)極大地促進(jìn)了各行各業(yè)的發(fā)展速度，進(jìn)一步提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。與傳統(tǒng)的制造方式相比，該技術(shù)不僅占有科學(xué)上的優(yōu)勢(shì)，在使用范圍上更大，不僅僅局限于制造業(yè)，醫(yī)學(xué)、教學(xué)上也有很高的使用價(jià)值。為了更好地為社會(huì)發(fā)展做貢獻(xiàn)，相關(guān)的技術(shù)人員還要不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，提高計(jì)算機(jī)輔為技術(shù)的發(fā)展水平。克服應(yīng)用中出現(xiàn)的問(wèn)題，提高該3 技術(shù)與行業(yè)之間的結(jié)合程度。相關(guān)的部門還要加強(qiáng)對(duì)3D 技術(shù)的管理能力，確保3D 技術(shù)是用來(lái)促進(jìn)社會(huì)發(fā)展的技術(shù)。本文對(duì)基于3D 打印的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)應(yīng)用的研究還存在一定的不足，日后還會(huì)繼續(xù)進(jìn)行研究、分析。