3D打印標(biāo)準(zhǔn)科技論文格式

　　3D打印技術(shù)出現(xiàn)在20世紀(jì)90年代中期，是利用光固化和紙層疊等技術(shù)的快速成型裝置，可以把計算機(jī)上的藍(lán)圖變成實(shí)物，在成本、速度和精確度上都遠(yuǎn)勝于傳統(tǒng)制造技術(shù)，是制造領(lǐng)域的一次技術(shù)革命。下面是小編為大家精心推薦的3D打印標(biāo)準(zhǔn)科技論文，希望能夠?qū)δ兴鶐椭?/p>

　　3D打印標(biāo)準(zhǔn)科技論文篇一

　　立體化的未來 3D打印的現(xiàn)狀與未來

　　在過去的2012年，“3D打印”快速成為最熱門的IT關(guān)鍵詞，百度指數(shù)迅速躥升，就在2013年3月初，百度指數(shù)逼近1萬。其實(shí)早在2011年，3D打印市場規(guī)模為17.1億美元，與傳統(tǒng)打印和耗材市場超過千億美元的市場相比，似乎還微不足道，美國納斯達(dá)克上市的Stratasys和3D Systems兩家公司，在2011年?duì)I業(yè)收入分別為1.7億美元和2.9億美元，進(jìn)入2012年以來股票大幅上漲，快速成為引領(lǐng)3D打印市場的兩大典型公司，而國內(nèi)的3D打印概念股在過去的一年中也快速大幅上漲，成為2012年資本市場上的一匹“黑馬”，甚至有知名的科技雜志預(yù)測3D打印將推動第三次工業(yè)革命。如果有讀者好奇什么是3D打印呢?到底是什么讓“3D打印機(jī)”如此火熱呢?它距離我們的生活和工作有多遠(yuǎn)?本文可以說是解答這些問題的最好答案。

　　何為3D 打印

　　早在1986年，有科學(xué)家利用立體光刻技術(shù)將3D數(shù)字模型變成實(shí)物，隨后，還有人發(fā)明了通過分層堆積特殊材料實(shí)現(xiàn)模型成型的技術(shù)，也就是我們常見的熱熔技術(shù)。在學(xué)術(shù)上，3D打印并不陌生，在科研和工業(yè)上被稱為“快速成型技術(shù)”，在許多高校的設(shè)計專業(yè)也都設(shè)有相關(guān)的學(xué)科，所以3D打印并非不陌生，也不新鮮，但是該技術(shù)進(jìn)行市場化運(yùn)作，現(xiàn)在才剛剛開始，而且由于材料技術(shù)的積累和發(fā)展，通過特定的控制系統(tǒng)，在專用平臺上按照事先設(shè)計好的形狀實(shí)現(xiàn)立體物品的成型。所以，“3D打印”是一個相對廣義的概念。

　　從技術(shù)層面來看，“3D打印”是所有能將數(shù)字模型變成物理實(shí)物的技術(shù)總稱，主流的3D打印技術(shù)有多種，比如熱融技術(shù)、立體光刻技術(shù)、激光燒結(jié)技術(shù)，還有類似于噴墨技術(shù)的三維打印技術(shù)等，它們有著各自的特點(diǎn)和應(yīng)用層面，比如熱融技術(shù)是將特殊樹脂或塑料加熱融化，然后以分層的方式不斷堆積，材料冷卻后固化形成立體物品，表面相對粗糙，但是材料成本低廉，在模型設(shè)計和制造業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。立體光刻技術(shù)是利用紫外線激光逐層掃描一種特殊化學(xué)成分的液體，液體發(fā)生固化，逐層建立立體模型，所用材料單一，不能進(jìn)行多色成型，耗材成本高昂。選擇性激光燒結(jié)技術(shù)可以加工金屬等強(qiáng)度較高的材料，利用激光燒結(jié)粉末材料形成立體物品，所以成型后的物品表面粗超，需要后期加工才能使用，可以選擇的材料范圍較廣。還有許多3D打印技術(shù)正在被研發(fā)，如果有一天人類打破材料的局限性，那么3D打印才有可能真正走進(jìn)我們的生活。

　　目前，我們從國內(nèi)外關(guān)于3D打印的新聞報道中得知，我們熟悉的樹脂、陶瓷、金屬、建筑材料還有食品，可以通過“3D打印”的方式實(shí)現(xiàn)個性物品的快速成型，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，也有研究人員利用“3D”打印的方式重建生物細(xì)胞組織和人體骨骼，由于材料技術(shù)在過去的大量積累，為“3D打印”在實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域提供了廣闊空間和巨大潛力。3D 打印技術(shù)不僅局限于制造業(yè)，個人用戶也能成為3D打印機(jī)的重要市場空間。

　　3D打印令人激動的應(yīng)用

　　目前，3D打印技術(shù)已經(jīng)在多個領(lǐng)域進(jìn)入應(yīng)用階段，包括制造業(yè)、設(shè)計業(yè)、建筑業(yè)、生物領(lǐng)域、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、文物保護(hù)領(lǐng)域等。

　　傳統(tǒng)的制造業(yè)，無論是零件還是成品，都是批量生產(chǎn)的，當(dāng)客戶有個性化需求的時候，制造成本就會大幅上升，而3D打印就是一個很好的個性化制造技術(shù)，能夠根據(jù)不同客戶的需求制造滿足其需求的產(chǎn)品，所以，3D打印在制造業(yè)會發(fā)揮巨大作用。我們已知有公司利用3D打印技術(shù)生產(chǎn)液晶屏等產(chǎn)品。

　　在任何商品領(lǐng)域，大到宇宙飛船、飛機(jī)汽車，小到兒童玩具，所有人類需要的物品在設(shè)計過程中，設(shè)計人員需要進(jìn)行不斷的改進(jìn)，而數(shù)字模型必需要通過實(shí)物模型進(jìn)行測試和模擬，過去設(shè)計人員利用手?；蛘唛_模制作實(shí)物模型，相對時間長，或者成本較高，而3D打印技術(shù)正好能滿足設(shè)計人員在設(shè)計過程中制作實(shí)物的需求。福特汽車、歐洲宇航局等已經(jīng)為其設(shè)計人員配備了桌面級的3D打印機(jī)，幫助他們提高效率。

　　在建筑業(yè)，設(shè)計師的圖紙變成模型非常復(fù)雜，需要花費(fèi)的時間較長，一定程度上延長了設(shè)計周期，3D打印技術(shù)可以幫助設(shè)計師解決這一問題;另一方面，我們所見到的大多數(shù)建筑物是由鋼筋、混凝土等材料通過大型機(jī)械和人工來實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計師的設(shè)計圖。如果利用3D打印技術(shù)，未來的建筑可能會更加個性，而且只需通過拼裝就能蓋好房屋，減少人力支持和材料浪費(fèi)。

　　而在醫(yī)學(xué)和生物技術(shù)領(lǐng)域，據(jù)了解，一個人體心臟瓣膜，利用3D打印技術(shù)只需要10美元的高分子材料，大大降低了成本。另外有報道稱有公司利用3D生物生長技術(shù)，將不同細(xì)胞細(xì)致的混合，進(jìn)而生成人造肉，在生物領(lǐng)域，還有科學(xué)家利用3D技術(shù)將動物細(xì)胞加工形成器官，這是3D打印技術(shù)在生物領(lǐng)域的前沿應(yīng)用。

　　如今，古代文物由于自然因素和人為因素受到嚴(yán)重破壞，文物工作組通過影像技術(shù)獲取文物數(shù)據(jù)信息，然后利用3D打印機(jī)重建文物模型，以便更好的研究，在文物保護(hù)中有著非常大的價值。相信看過電影《十二生肖》的朋友，就會知道3D打印機(jī)是如何復(fù)制文物的。

　　3D打印的現(xiàn)狀

　　目前，美國在3D打印的技術(shù)和應(yīng)用有著領(lǐng)先優(yōu)勢，而且美國也是3D打印最大的市場，美國總統(tǒng)奧巴馬在兩次公開演講中多次提到3D打印技術(shù)，鼓勵學(xué)習(xí)新技術(shù)，創(chuàng)造更多就業(yè)，重振美國經(jīng)濟(jì)。美國3D打印技術(shù)和打印設(shè)備供應(yīng)商在資本市場上也獲得較大的推動力。奧巴馬在國情咨文當(dāng)中的講話曾經(jīng)提到：“現(xiàn)在有我們可以做的事情。這些事情可以加速這一潮流。去年，我們在俄亥俄州的楊斯敦創(chuàng)造了第一個制造業(yè)革新中心。一個曾經(jīng)的百葉窗式庫房變成了一個藝術(shù)實(shí)驗(yàn)室。在那里，新工人在學(xué)習(xí)3D打印技術(shù)。這種技術(shù)可以革新我們制作幾乎任何東西的方法。沒有理由這個在其他城鎮(zhèn)不能發(fā)生。”

　　3D打印在亞洲又是什么情況呢?2012年底日本出現(xiàn)了首家3D打印體驗(yàn)館，隨后在中國西安市有一家類似蘋果零售店的3D打印體驗(yàn)店開張，2個月之前，一個擁有不同類型的3D打印硬件設(shè)備和個性化服務(wù)的3D打印體驗(yàn)館在北京開館。中國對新技術(shù)和新商業(yè)模式的跟進(jìn)非常迅速，沒有絲毫猶豫。在中國，從2012年下半年至今，許多有著工業(yè)背景、材料技術(shù)、控制技術(shù)、電子技術(shù)的公司先后投入研發(fā)3D打印技術(shù)，在資本市場上，3D打印概念股在過去的半年中一路飄紅，在一段時間內(nèi)引跑股市。

　　工業(yè)級3D打印機(jī)與民用級3D打印機(jī)在許多方面有著較大的差異，包括成型精度、材料強(qiáng)度、模型尺寸等方面，3D打印機(jī)在飛機(jī)、汽車的設(shè)計和研發(fā)中已經(jīng)開始嶄露頭角;不少行業(yè)的商品研發(fā)中，也利用3D打印機(jī)進(jìn)行模型制作，從而加快設(shè)計的效率，降低模型研發(fā)成本，對于個人而言，也有不少模型愛好者利用3D打印機(jī)打印自己設(shè)計的模型。不同技術(shù)、不同應(yīng)用的3D打印機(jī)售價差距也非常大，桌面級的產(chǎn)品售價在1萬～3萬人民幣左右，而昂貴的高端3D打印機(jī)售價幾十萬甚至上百萬，不同的用戶需求根據(jù)自身的需求來進(jìn)行對應(yīng)的選擇。

　　隨著桌面級3D打印機(jī)的上市，3D打印已經(jīng)與越來越多的個人和中小型公司關(guān)系密切，我們可以利用這些小型化的3D打印機(jī)制作個性化的模型。在國內(nèi)，太爾時代的UP!桌面3D打印機(jī)在高校教學(xué)、科研和設(shè)計領(lǐng)域有著較高的知名度，而美國MakerBot 的桌面3D打印機(jī)也開始在國內(nèi)市場上銷售，特殊的PLA材料在可塑性等方面表現(xiàn)更好。然而3D打印在金屬材料加工方面還無法替代精度更高的數(shù)控機(jī)床。

　　親身感受3D打印機(jī)

　　筆者試用過的桌面3D打印機(jī)有兩款，一款是來自太爾時代的UP!，一款是來自美國的MakerBot Replicator2，前者為國內(nèi)品牌，售價9999元，體積小巧，結(jié)構(gòu)簡單，采用三軸聯(lián)動控制打印頭的移動，成型尺寸為140mm×140mm×140mm，尺寸并不大，成型平臺底板需要加熱，采用了ABS塑料作為材料，打印頭工作溫度在260攝氏度左右，打印層厚0.15mm～0.4mm，在軟件內(nèi)可以調(diào)整模型的大小與位置，直接連接電腦就可以使用，驅(qū)動軟件有中文漢化，在使用之前需要對打印機(jī)進(jìn)行初始化以及調(diào)平成型平臺。

　　MakerBot在國際上名氣較大，亮相于CES2011，Replicator 2是MakerBot旗下第二代桌面3D打印機(jī)，國內(nèi)行貨售價在2.5萬元左右，改進(jìn)了一代產(chǎn)品的許多不足。Replicator 2外觀擁有很強(qiáng)的科技感，主要由黑色的外殼、可變色的LED燈、熱融打印頭、三軸步進(jìn)電機(jī)、無需加熱的成型平臺組成，支持脫機(jī)打印，用戶使用與其匹配的MakerWare軟件，就可以對STL 模型文件進(jìn)行設(shè)置和調(diào)整，然后導(dǎo)出.x3g文件，復(fù)制到SD卡中，插入到打印機(jī)讀卡器上，就可以脫機(jī)打印了，比較簡單，雖然MakerWare還沒有漢化，但是交互界面非常簡單，用戶能夠輕松使用。MakerBot Replicator2相比太爾時代的UP!，打印模型尺寸要更大，為28.5cm×15.3cm×15.5cm，采用了PLA材料，強(qiáng)度更高，可塑性強(qiáng)，相比之下，成本也比ABS塑料要高。目前我們常見的是透明色、藍(lán)色、紅色等單色材料，但是據(jù)了解，MakerBot在材料方面已經(jīng)研發(fā)出了不同色系的PLA，比如半透明色系、金屬色系等，目前還沒有在國內(nèi)上市。與太爾UP!打印機(jī)相同的是，打印3D模型可以自動構(gòu)建支撐，避免模型細(xì)節(jié)出現(xiàn)問題。

　　這兩款桌面級的3D打印機(jī)比較具有代表性，一款為國產(chǎn)品牌，一款外國品牌，在制作模型方面，細(xì)節(jié)上的差異主要由材料的差異組成，然而在易用性方面，MakerBot更甚一籌，然而在成本、體積以及可調(diào)節(jié)方面，UP!也有一定的優(yōu)勢。

　　3D打印的未來

　　3D打印能夠在許多領(lǐng)域中找到合適的應(yīng)用方式，然而整個商業(yè)模式和產(chǎn)品鏈仍然需要完善，無論是技術(shù)還是產(chǎn)品，可提升空間仍然較大，目前來看，3D打印的產(chǎn)業(yè)鏈主要由硬件設(shè)備供應(yīng)商、材料供應(yīng)商、模型軟件供應(yīng)商和3D打印服務(wù)商組成，美國市場產(chǎn)業(yè)鏈相對完善，國內(nèi)3D打印的發(fā)展仍然處于初期，在技術(shù)和材料以及服務(wù)方面仍然有較大的差距，但是國內(nèi)對3D打印技術(shù)的跟進(jìn)速度卻非常快，也就是說，隨著市場的發(fā)展，中國3D打印技術(shù)與發(fā)達(dá)國家之間的距離會逐漸縮短。