“3D打印技術(shù)”的優(yōu)點與局限探討

基金項目：2019年度北海職業(yè)學(xué)院教育教學(xué)改革研究項目（第二批）（2019YJY54）。

摘要：

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，3D打印技術(shù)實現(xiàn)了較強的技術(shù)飛躍。在此類技術(shù)的長期發(fā)展中，人們逐漸總結(jié)出其在當(dāng)前各行業(yè)應(yīng)用中的優(yōu)點與局限。隨著3D打印技術(shù)能推動第三次工業(yè)革命的論點推出，相關(guān)研究人員及技術(shù)應(yīng)用行業(yè)應(yīng)加強對其現(xiàn)狀及發(fā)展的關(guān)注。本文首先簡單敘述了3D打印技術(shù)的概念，其次針對3D打印技術(shù)的優(yōu)點與局限展開討論，從而為關(guān)注這一話題的人們提供參考。

關(guān)鍵詞：

3D打印技術(shù);優(yōu)點;局限

中圖分類號：

TP334.8

文獻標識碼：

A

文章編號：

1672-9129（2020）15-0143-01

引言：3D打印技術(shù)不僅擁有高精度材料制造優(yōu)勢，其應(yīng)用成本亦相對低廉，受到各行各業(yè)的廣泛好評。當(dāng)代科學(xué)家提出數(shù)字化及智能化為第三次工業(yè)革命的核心發(fā)展趨勢，并表示3D打印技術(shù)的高效發(fā)展或會引導(dǎo)此次革命的推進。在此種境況下，人們不應(yīng)僅注重3D打印技術(shù)的優(yōu)勢，亦應(yīng)注重其長期應(yīng)用中展現(xiàn)的局限性。因此，本文對3D打印技術(shù)的優(yōu)點與局限進行探討，具有重要的意義。

13D打印技術(shù)概述

3D打印技術(shù)最早起源于美國軍方的“快速成型”技術(shù)，在近兩年其發(fā)展相對較快，現(xiàn)已實現(xiàn)廣泛的商用。3D打印屬于添加劑制造術(shù)的一種，通過參照打印機的技術(shù)原理，采用分層疊加的加工方法，實現(xiàn)3D實體的生成。此類技術(shù)聯(lián)合計算機藍圖應(yīng)用，能大大提升各類配件的生產(chǎn)效率，且操作便捷，硬件設(shè)施啟用量小，適用于多種中小企業(yè)的產(chǎn)品制造。當(dāng)前此類技術(shù)不僅在商品生產(chǎn)應(yīng)用方面發(fā)展成熟，在航天及醫(yī)療方面亦有一定程度的滲透[1]。

23D打印技術(shù)的優(yōu)點與局限

2.13D打印技術(shù)的優(yōu)點。3D打印技術(shù)的使用優(yōu)點眾多，其亦是此類技術(shù)廣泛應(yīng)用的原因。首先，3D打印技術(shù)能顯著提升產(chǎn)品生產(chǎn)率。啟用此類技術(shù)，產(chǎn)品設(shè)計及相關(guān)制圖均可通過軟件實現(xiàn)。當(dāng)前計算機軟件功能涵蓋全面，能協(xié)助設(shè)計人員高效得出設(shè)計方案。事物的生產(chǎn)亦通過電子設(shè)計圖的傳送即刻展開，相關(guān)設(shè)備掃描識別設(shè)計藍圖后，應(yīng)用金屬粉或各種記憶材料進行層層疊加，最終實現(xiàn)設(shè)計產(chǎn)品的實物呈現(xiàn)。通過實際應(yīng)用觀察，3D打印技術(shù)能在生產(chǎn)效率上超出傳統(tǒng)生產(chǎn)3倍。此類技術(shù)摒棄了模具的應(yīng)用，可根據(jù)設(shè)計內(nèi)容靈活實現(xiàn)各種規(guī)格的產(chǎn)品生產(chǎn)。不僅有效降低了產(chǎn)品生產(chǎn)成本，縮短生產(chǎn)周期，亦提升了生產(chǎn)材料的利用率。

其次，是量身定制。3D打印技術(shù)在拓展設(shè)計與便捷實驗等方面表現(xiàn)卓越。通過此類技術(shù)高效便捷的生產(chǎn)操作，能加強各行業(yè)個性化產(chǎn)品定制服務(wù)的推行。如當(dāng)前部分品牌鍵盤廣受大眾喜愛，但其顏色及款式相對單一。產(chǎn)品生產(chǎn)者可通過3D打印技術(shù)實現(xiàn)各類鍵帽的定制生產(chǎn)。顏色變換屬于相對基礎(chǔ)的定制，利用技術(shù)的分層疊加，亦可在原鍵帽材質(zhì)的基礎(chǔ)上進行加涂處理，實現(xiàn)不同觸感。此類技術(shù)能實現(xiàn)少量高定制化的產(chǎn)品生產(chǎn)服務(wù)，充分迎合顧客思路及市場發(fā)展需求。不僅能為生產(chǎn)企業(yè)帶來更多的利益，還能在多種發(fā)展需求的探索下總結(jié)經(jīng)驗，不斷優(yōu)化當(dāng)前產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝及產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量。

最后，是降低生產(chǎn)成本。3D打印技術(shù)的生產(chǎn)流程降低了人工依賴性，舍棄模型生產(chǎn)，沒有邊角廢料。同時通過信息技術(shù)的高效傳遞性，可實現(xiàn)設(shè)計與生產(chǎn)的異地化，部分工廠亦可由此節(jié)省產(chǎn)品運輸開支。同時在產(chǎn)品開發(fā)階段存在多種原料應(yīng)用的實驗，3D打印技術(shù)可實現(xiàn)少量產(chǎn)品及部件的生產(chǎn)，節(jié)省開發(fā)階段實驗的成本應(yīng)用，在縮短開發(fā)周期上，同樣迎合了成本降低這一技術(shù)應(yīng)用目標[2]。

2.23D打印技術(shù)的局限。3D打印技術(shù)同樣存在應(yīng)用局限。首先，是使用材料單一。此類問題同樣是整體技術(shù)的發(fā)展瓶頸。當(dāng)前3D打印技術(shù)多數(shù)應(yīng)用與模型制作，在民用方面其實用性的展現(xiàn)亦應(yīng)材料構(gòu)成而受限。3D打印的材料開發(fā)應(yīng)順應(yīng)市場發(fā)展需求，但需求量較高的金屬3D打印素材的開發(fā)技術(shù)尚未完全突破，無法實現(xiàn)切實的生產(chǎn)應(yīng)用。據(jù)當(dāng)前發(fā)展進度來看，實現(xiàn)3D打印材料的豐富性，仍需十年乃至以上的時間予以實現(xiàn)。

其次，是啟用成本較高。3D打印技術(shù)雖然在后期應(yīng)用的過程中利用自身高效便捷的生產(chǎn)優(yōu)勢為企業(yè)節(jié)約了諸多成本，但為迎合自身生產(chǎn)需求，進行全套生產(chǎn)設(shè)備及相關(guān)技術(shù)培訓(xùn)的成本則相對較高。在啟用過后，生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)對其后續(xù)發(fā)展加以關(guān)注，并在其中不斷投入維護發(fā)展資金，此種情勢下，多數(shù)中小企業(yè)對其啟用的優(yōu)勢逐漸削弱，或存在“仍需填坑”的投資趨勢[3]。

最后，是規(guī)?；a(chǎn)短板。3D打印技術(shù)的生產(chǎn)優(yōu)勢往往由小型及創(chuàng)新型部件生產(chǎn)體現(xiàn)。如展開大規(guī)模生產(chǎn)，首當(dāng)其沖的局限，便是其受限于設(shè)備原材料承裝容量。在長期的應(yīng)用中人們不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前3D打印技術(shù)僅支持相對簡單構(gòu)造的產(chǎn)品生產(chǎn)，在大型器械及其商品的生產(chǎn)過程中如啟用3D打印技術(shù)，在實行多種部件的生產(chǎn)時需要進行多次原料更換及人工部件拼裝。傳統(tǒng)廠商在進行產(chǎn)品生產(chǎn)時，生產(chǎn)及組裝工序均呈高度自動化，其成熟應(yīng)用的生產(chǎn)體系往往分工明確，流程清晰，同時支持大量生產(chǎn)。與之相比，3D打印技術(shù)的生產(chǎn)短板一目了然。

結(jié)論：總的來說，盡管當(dāng)前我國多數(shù)行業(yè)應(yīng)用了3D打印技術(shù)，但其仍需持續(xù)發(fā)展，不斷完善。人們應(yīng)在第三次工業(yè)革命相關(guān)推論的影響下，積極探尋此類技術(shù)的應(yīng)用潛力，開拓思路，勇于創(chuàng)新，在科研與實際應(yīng)用中不斷積累經(jīng)驗，有效改善其打印材料、精度、速度及打印成品實際應(yīng)用的諸多問題。在航天及醫(yī)療行業(yè)的3D技術(shù)應(yīng)用過程中，相關(guān)人員亦高效應(yīng)用其技術(shù)優(yōu)勢，探尋各類功能部件的材質(zhì)優(yōu)化，促進此類部件應(yīng)用工作的水平提升，進而有效推進相關(guān)行業(yè)的切實發(fā)展。

參考文獻：

[1]周菊林，彭才望，石毅新.3D打印技術(shù)在大學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計中的應(yīng)用研究[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2020（13）：19-21.

[2]房鑫卿.3D打印技術(shù)的發(fā)展歷程及應(yīng)用前景[J].輕工科技，2019，35（05）：77-78.

[3]劉玥.3D打印技術(shù)應(yīng)用前景展望[J].信息與電腦（理論版），2018（07）：20-21.

作者簡介：劉璟（1989年——），男，廣西北海人，學(xué)士，助理工程師，研究方向：機械設(shè)計。