中国3d打印技术论文范文怎么写
中国3d打印技术论文范文怎么写
随着科技的发展，3D技术也随之不断发展，3D打印机的更新换代速度将会随着市场的需求加快，3D打印可以使美梦成真。 学习啦小编整理了3d打印技术论文范文，希望能对大家有所帮助!
3d打印技术论文范文篇一：《试谈正走向现实的3D打印》
摘要：3D打印技术这一新概念的普及和市场的兴起，3D打印机的更新换代速度也将会随着市场的需求加快，3D打印可以使美梦成真。
关键词：便宜;食品领域;个性化定制
传统机床的铣、车、钻等工艺都是切削加工的工艺，算是“减材制造”，而最近兴起的3D打印技术则是通过原材料的堆叠，逐层加工形成预先设计的形状。这种“增材制造”的技术具有节约材料、低成本、快速适应和定制化的特点，俨然成为开启第三次工业革命序幕的新技术。
一、3D打印的三大优势
一般认为，在生产一件产品的同时，想要实现又好又快又便宜是非常困难的，通常只能达到三分之二的预期效果，但是3D打印恰恰可以使美梦成真。
1、好。3D打印脱离了传统车床的制造工艺，技术人员不再拘泥于每种机器只能做一种加工的限制，从加工手段上打开了无限的设计空间;而在操作手法上，对熟练工的要求转变为对电脑软件的操作和对机器的校准，无需经过多年的学艺就能掌握完整的操作流程;从材料角度来看，一件产品往往不是由单一材料制成的，3D打印可以简便地实现材料组合;最重要的是结合了3D扫描技术，技术人员可以将实体世界的形状扫描成可编辑的设计文档，并借助3D打印技术获得精确的复制。这些新的变化，都降低了3D打印操作的门槛，更容易获得令人满意的产品。
2、快。3D打印能够实现一体化成型，通过省略组装环节的方式缩短了供应链，同时减少相应的劳动力、运输成本和由此带来的能耗和污染;3D打印机虽然体积不大，但可以生产比自己大的物体，并且便于移动，可以实现就近生产，也提高了生产效率，大大缩短了制造时间。
3、便宜。3D打印是逐层叠加的制造工艺，因此最终产品的成本与所制造物体的复杂程度和产品的多样性无关，其成本取决于最终产品的实际体积，即消耗原材料的用量。与此同时，作为增材制造的3D打印，改变了传统塑料和金属制造中边角料严重浪费的现象，几乎可以被称作“净成型”的制造，在节省成本的同时达到了环保的功效。
二、3D打印的主要代表性应用
3D打印凭借其颠覆性的生产工艺彻底改变了产品加工制造的思路，更将许多以前的不可能变为可能。3D打印除了可以实现传统加工技术无法完成的复杂结构以外，还可以在食品和个性化定制等领域发挥无限潜力。
1、食品领域。在3D打印机研发的过程中，研究人员意外地发现，蛋糕面粉是工程设计原型和打印参数调控的理想材料，这是因为蛋糕面粉价格低廉，种类繁多，可溶于水，又便于清洗，所以迅速成为3D打印实验的原料替代品。
利用3D打印技术制造巧克力、汉堡包或者曲奇饼干，可以获得不同以往的新奇功效。一是通过3D打印可以获得精准量化的食品，适用于对饮食有特别要求的糖尿病患者或减肥人士。二是可以设计个性化的巧克力和饼干造型，甚至可以在内部设计文字，只有被咬开以后才能被“意外”地发现。这种内部定制信息的食品，相信会拥有巨大的市场空间。三是对需要烤制的食品，可以在打印的同时进行加热处理，使其保持预期的形状，打印完毕可以直接上桌。当然， 3D打印出来的食品也有问题需要解决。首先是原材料，是否各种食材都能被预先设计为可打印材料，这是个门槛;其次是加工工艺，现在看来，3D打印如何与煎、炸、蒸、煮相结合，制作出花样更丰富的饭菜，也还需探索;最重要的是，食品以色香味为最优先的评价指标，经过各种加工的食品，口感上难以避免与新鲜食品有所差距。
2、个性化定制。3D打印区别于传统工艺的最大特点是能够以低成本进行个性化定制，免去了昂贵的模具费用，只要选择合适的材料就可以一次成型，无需繁琐的加工过程。
3D打印的人物像已经在市场上可见，有些医院可以为准妈妈送上一个腹中胎儿的3D头像作为纪念。医疗用的牙齿矫正器、假肢相信也将于不久之后得到推广使用。目前正在抓紧研究的是3D打印人体的软骨组织和器官组织，这些组织不仅需要特定外形，还要能胜任一定的“生理任务”。研究人员使用活体细胞打印成所需的形状以后，还需要提供环境使其生长成熟，再经过一系列“打磨”和“压力实验”使其在植入人体以后能发挥功效。
个性化定制的出身就是小众市场，对服装鞋帽之类产品，为特定人群量身定做才是正道。比如跑鞋的生产，可以先通过3D扫描技术获得运动员双脚外形的信息，通过人体工程学和跑鞋加工工艺的数据分析，能够得到该运动员专属的跑鞋数据，并通过3D打印生产而得，这应该就是传说中的完美产品了。
三、3D打印的发展瓶颈与机遇
目前在国内已经有许多研究机构在开展3D打印的研究和应用，也有来自国外的3D打印店落户大街小巷挖掘市场的第一桶金。但辉煌之下，还要看到潜在的风险和未来的机会。
一是材料工艺、技术标准不统一。现在的3D打印还处在百家争鸣的阶段，各厂商材料和工艺的匹配、设计文档和软硬件设备的匹配都存在缺陷，需要国家或行业联盟进行整合，规范和统一技术标准;二是3D打印这种分布式生产的模式，将带来更多关于商标知识产权的问题;三是由于目前技术尚不成熟，因此3D打印产品的质量安全，甚至是产品本身所带来的公共安全都可能给人们生产生活带来隐患。
有挑战才有机遇，对于企业而言，可以重点关注以下环节。一是投资与3D打印配套的材料和凝固工艺研发，探索具有一定普适性的材料和工艺。可以关注国内参与3D研发的高校和科研机构，也可与从事涂料、材料等专业进行跨领域合作，甚至国外将大理石粉末用作3D打印材料的案例。二是探索在“模具替代”领域的应用，如汽车零配件设计和其他五金橡胶产品的设计领域，对于这类应用应尝试创新模式，如与地方政府共同搭建3D打印创新设计服务平台，争取政府资金共同服务于当地企业。三是全面把握3D打印行业发展趋势，积累相关的知识产权信息，可以为相关企业提供行业咨询和知识产权法律服务(如专利代理等)。在3D打印全产业链中，处于最末环节的面向消费者的体验店，虽然有获利机会，但毕竟前期投入大，竞争越发激烈，风险较大，若没有充分积累和把握，应谨慎介入。
现阶段，由于3D打印技术尚处于开发和摸索阶段，从市场上获取的数据来看，3D打印设备的生产仍然以基本的功能为主要侧重点。即使是不同的品牌和型号，3D打印机的尺寸，使用材料和价格并不存在很大的差距和个性化。
对于想要致力于3D打印行业的企业来说，打印机这一固定资产的投入成本会比较大。然而现阶段随着3D打印技术这一新概念的普及和市场的兴起，3D打印机的更新换代速度也将会随着市场的需求加快，因此，企业不宜在创立阶段投入过多的资本购置打印机，更适合采用租赁的方式取得3D打印机的使用权，这样可以避免技术和产品更新所带来的风险和损失，提高企业的盈利和效益。
3d打印技术论文范文篇二：《试谈3D打印技术以及应用趋势》
摘要：在最近的一段时间内，3D打印技术在诸多个领域当中，例如工业产品制造，尤其是数字产品模型制造方面的应用已经越来越受到人们的关注和喜爱。3D打印技术实际上就是一种以数字的样子从三维立体的实物高速构造物理对象的非常流行的制造技术。该技术在医疗行业、骨骼制造、文物制造、工业制造、汽车零件制造、航空航天以及国防、教育、地理信息系统等领域都有着较为广泛的应用。众多研究者认为这项技术将引领制造业发展的新趋势，甚至被誉为 2012 年 10 大发明之一。随着 3D 打印技术的高速发展，3D打印技术已经慢慢地和各个领域有着越来越多的交叉，成为各个领域未来发展的强有力助推器。桌面级的3D打印设备已经开始快速发展，慢慢的变得成熟且加以应用，全球工业分析公司(Global Industry Analysis Inc)的研究报告预测2018年全球3D打印市场将达到29.9亿美元。
关键词：3D打印;教育应用;模式构建
3D打印技术发展了短短数年，在国内外已经取得了长足的发展，不过在3D打印教学当中却和其发展势头不匹配。该文在研究3D打印技术原理的基础上，详细的了解了3D打印技术对于教育的意义，同时构建了基于3D打印技术的教学应用模式，争取为更深层次了解3D打印技术在教学中的应用给出具有较高价值的参考。到目前为止，3D打印技术已经被认为是即将到来的第三次工业革命的推动性技术之一，已经得到了全球多家研究机构和知名公司的认可。该文详细介绍了 3D打印技术的诸多优势，例如数字制造、降维制造、堆积制造、直接制造和快速制造等优点，随后具体提出了光固化成形、材料喷射、粘结剂喷射、熔融沉积制造、选择性激光烧结、片层压和定向能量沉积这七类 3D打印工艺。对这七类3D打印技术的世界商业化情形以及应用的领域进行了详细的介绍，随后根据目前的3D打印技术的现状对其的发展的明天做了详细的展望。最后得出的结论：3D打印技术是一项革命性的新技术，可能会引发第三次工业革命，其必将深刻的改变传统行业，我们有理由相信，短期内必将促进行业更好的走高科技发展之路。
1 3D打印技术与3D打印机
3D打印技术和我们熟知的3D印刷虽然看着只差一个字，给人的感觉好像差不多，但实质上却差之千里。3D印刷仅仅是将一章图片划分为角度相异的红、蓝两张图片，随之把上述的两张图片根据特定的视差距离套印在一起，然后采取带有滤光效果的眼镜来看出3D的视觉效果，也可以把图片按照一定的方式处理之后，不经过加工印刷在与传统认识不同的光栅板的上面，采取这样的方式就可以有3D视觉效果的一种特殊的印刷手段。相比而言，3D打印技术则是指选择三维喷墨打印的技术，利用分层加工和叠加成形互相融合的思路，每一层都进行打印来强化材料来得到3D的实体，它的工作原理能够分成两个大类：
1.1 基于三维打印技术的3D打印机
采用先进的三维打印技术的3D打印机首先会从储备原料的地方向外部提供一小部分的原材料粉末，这部分原材料在加工的时候被加工成非常薄的一层，随后打印头会在需要加工的目标的部分推送一种不常见的黏合药品。在这个时候，上述的原材料粉末遇到黏合剂会发生急速聚集并牢固地站在一起，相比之下未能遇到黏合剂的粉末就会跟之前的粉末状态一致。上述的加工工序在每一层循环，每一层的加工完毕后，加工平台就会自动下降一点，加工的时间和精度以及形状是由切片完全确定的，直到打印出真实的物体。在整个工序都完成之后仅仅需要清除残留的外层粉末就可以轻易得到之前想要得到的立体的物体。
1.2 基于熔融沉积制造技术的3D打印机
基于熔融沉积制造技术的3D打印机的工作原理是先在3D打印机的控制软件中导入由CAD生成的实物数据，经处理生成支撑材料和热喷头的运动路径。下一步就是热喷头会在电脑的精确控制下按照三维物体的截面轮廓的参数在平面上做事先规划好的特殊的运动，同时热塑性丝状材料由供丝机构送至热喷头，并在喷头中加热和熔化成半液态后挤压出，并喷涂在相应的工作平台上。喷涂热塑性材料快速冷却后在平台上形成一层厚度约0.1 mm的轮廓薄片，形成了一个3D打印截面。将这个作业过程不断循环，承载工作台高度随之不断降低，利用这样的办法来得到需要的物体。
2 3D打印技术的应用需求
和我们熟知的机械加工技术有着很大的差别，3D打印技术的精髓是一层层的类似于打印一张张纸最后叠加而成的三维物体， 每一层的增加原料来得到三维物体的高新技术，又被全球多位专家叫做高速成型技术，也叫做增材制造技术(AM， Additive Manufacturing)。3D打印技术可以在级大地强化制作效率以及设备精密的程度，且在欧美等发达国家已经得到了更好的发展， 3D打印技术已经初步形成了规模，可以打印的材料种类非常丰富，以生物细胞为材料甚至都可打印出人体的各种形状的器官，或者用钢铁镍钛等金属也可以打印飞机零件等; 以沙子为材料可打印建筑;以玻璃为材料可打印玻璃制品;以金属为材料可打印机械零件等。到现在为止， 3D打印技术已经为国内外诸多的领域做出了突出的贡献，为技术创新提供了良好的平台。
到现在为止3D打印技术已经能够成功地打印很多类型的材料，已经能够逐步地应用到全球各行各业当中，可以说应用3D打印的领域数不胜数。若仅仅考虑到客户得应用目的，需要使用的材料也不尽相同。3D打印机以其优异的特性，在市场上有着不可替代的位置，且该技术开发时间不长，可以有很大的潜力等待全球的科研技术工作者们进行开发。
2.1 工业应用
著名的“空气单车”是位于美丽的布里斯托尔的著名公司选择的3D打印机，利用3D打印技术制造出了全球首辆打印自行车。这辆特殊的自行车使用的材料其硬度和韧性都可以跟普通自行车的材料相媲美，但是它却是一种特殊的尼龙材料，密度要远远小于金属材料。更有趣的是，“空气单车”无论是车轮、链条还是轴承都是一次打印出来的，无需原来先制造零件再将零件组装在一起的总装流程，打印结束后，自行车就能够活动自如。这台自行车的制造工艺就跟日常打印书本一样容易，同时，3D打印机以其优异的自身优势，可以打印出空间不相连的三维立体的物体。 2.2 3D打印技术在教育中的作用
3D打印技术发展到现在，已经取得了令人瞩目的进步，在众多的领域内都取得了辉煌的成绩。对于教育行业，它的价值就在于它可以得到对事物更直观更理性的研究机会，而恰恰是这种机会在以前可以说是一个不可能完成的任务。对于 3D 打印技术可以轻易地打印三维立体的物体这种神奇的特性来说，对其的研究为学习活动的开展提供了新的可能。下面分别从教师和学习者视角分析 3D 打印技术在教育的角色中扮演助推器角色。教师在教学过程中利用 3D 打印制作的教学用具，可以扩展学习者的感觉和知觉增强触觉体验，弥补常态课堂直接经验不足的劣势。同时，教师也将隐性知识和认知结构显性化，使学习资料由抽象化转变成为具体化，具体化转变成为形象化，视觉复杂化转变成为认知简单化。这一就能够强化学生的思路使之更加清晰，强化学生的逻辑思维以及理解能力，从而从根本上实现了教师教学改革，也使得学生的学习效率成倍提升。
2.3 医学应用
对于医学方面，选择3D打印技术将双光子聚合物以及生物功能材料组合生成的成毛细血管，在有着极佳的的弹性以及人体相容性意外，也可以在替换坏死的血管方面有着比较大的应用潜力。3D打印也可以和人造器官相结合，可以在药物研发中减少动物的必要死亡，对生态环境也有着巨大的积极作用。
2.4 日常生活应用
“3D食物打印机”是由美国纽约康奈尔大学开发的专门用于制造食物的设备。这部“3D食物打印机”选择了一种工作模式，这种模式与我们平常打印机的工作原理有异曲同工之妙，将原材料和配料放入容器内(与打印机的墨盒相似)中，一旦选择了所需的食谱，利用其自带的的CAD软件就可以将美食“3D打印”出来。从这个方面来说，这种革命性的烹饪方式代表着他们能够创作之前从来不曾想象的菜，菜品的数量也将爆炸式增长。使用“3D食物打印机”来打印食物，能够最大程度地减少从原材料一直到成品之间的步骤，从而降低了一系列的成本。
3 3D打印技术的发展趋势
随着3D打印技术从无到有从弱到强，其做大做强之后成本的快速下降已经导致了3D打印技术已经真正的走进了市场，蓬勃发展，速度惊人，已经成为全社会共同关心的全新领域。应用3D打印技术打印的模型、医疗骨骼甚至是装饰用品等的应用，都在非常大的范围内上唤起了社会的关注。
在我国首个研发3D打印的学者是华中科技大学快速制造中心主任史玉升预计，在他的眼中，在即将到来的10年内，只需要在电脑上点击打印，先进的3D打印机就能一步步地制造出我们需要的模型。目前部分铸造企业已经着手开发选择性激光烧结3D打印机的事情，希望把复杂铸件的生产周期缩短两个半月，效率提高89%。图1为3D打印出的装饰品。
社会每天都在发展， 3D打印技术多年来持续有新的突破，其制造的速度越来越快、尺寸在也越来越大，质量也越来越好。在过去，一个零件往往需要几百甚至上千个图纸来对其描述，而应用了3D打印技术，一张图就可以精确描述一个零件。因此，3D打印技术，可以从根本上改变制造业的发展和设计人员的思维。
4 结论
3D打印技术是一种新兴的高科技技术， 由其独特的运作模式和巨大的作用，教育领域将是未来 3D 打印技术的下一个的重要市场。该文通过分析3D打印原理和3D打印技术在教育中的作用构建了基于3D 打印技术的教学应用模式，这样可以为后续实际应用和深入的研究打下良好的铺垫。尽管 3D 打印技术在教育领域具有广阔的发展前景，但是目前其在教育机构的推广和普及仍面临着巨大挑战。例如：3D 打印机仍然不是一个经济的选择，可制作原材料稀少，制作成本居高不下等。这也将成为全球学者们未来的重点研究的课题和方向。我们有理由相信，3D打印技术一定会淘汰传统生产线，生产效率高出几十倍，与此同时所需原材料用量只占传统所需的几分之一。
参考文献：
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3d打印技术论文范文篇三：《试谈中小学创新教育中3D打印的应用》
随着3D打印在产品设计、建筑设计、机械制造、医学领域、文化艺术等行业发挥越来越重要的作用，3D打印这一新兴科学技术也不断融入到人们的工作和生活中。而科技促进教育这一客观规律也决定了3D打印对教育的影响是必然的，3D打印技术与学校教育的结合必成为STEAM教育中对学生开拓创新能力培养的必要组成部分。
13D打印在学校教育中的应用现状
创客教育，政策先行，教育部于2015年发布《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见(征求意见稿)》，其中提到了未来五年对教育信息化的规划，鼓励探索STEAM教育、创客教育等新教育模式，从政策层面将刺激3D打印教育市场的快速增长。国内3D打印在教育领域中的应用已然走在了前列，并逐渐步入了批量应用阶段。全国各地区都有学校加入到3D打印创客教育的潮流中来。3D打印在不少地区已经被列入普通学校教育的统筹范围内，而不仅仅是职业培训。
23D打印在中小学教育中的优势
传统教育特别是中小学教育是以教师为主导的填鸭式教学方式。因其理论性较强，且多数以死记硬背为主要方式，学生无法把学到的知识进行转化和应用，久而久之就会失去兴趣。而3D打印课程可以让枯燥的课程变得生动起来。在3D打印应用的教学中，学生不再是单纯地看文字或图形，而是根据相应理论知识通过电脑绘制其三维模型，并用3D打印机把模型打印出来。这是学生吸收和运用知识的过程，使学习过程变得生动有趣，同时极大地提高学生学习的主动性和分析、解决问题等方面的能力。
33D打印与各种学科的融合
3D打印与学科的融合既是对各传统学科教学的补充，又是开展STEAM教育的重要形式。
3.13D打印与语文课的结合
语文课中的说明文是难以描述和理解的，例如赵州桥课程中对桥梁结构的描述。而如果运用课文中描述的知识点用软件把模型绘制并打印出来，有了理论应用于实践的过程，学生对知识的掌握会更加深刻。
3.2与数学课的结合
通过三维模型设计软件，学生可以方便地从不同方位观察模型，任意组合、改变模型形状，学生的空间想象力得到很好的锻炼和培养。
3.3与美术、剪纸等艺术课的结合
通过三维设计软件很容易实现二维图形到三维模型的转化。艺术课中的剪纸或手绘图形便可以转化成三维模型，且应用于不同的作品中，并通过3D打印机打印出来，增加课程的趣味性。
3.4与历史、生物、地理、化学、物理等其它课程的结合
辅助教具直接通过3D打印制作出来，将抽象、难懂的教学变得更直观、形象化，更好地激发了学生的学习兴趣。
4中小学3D打印课程的开展形式
目前很多学校把3DOne作为教学软件，通过软硬件结合，推出3D打印创意设计课程解决方案，以学生动手参与为主要学习方式，旨在全面提升、激发孩子们的潜能，学生在学习过程中潜移默化地提高动手能力和思考能力。3D打印创客教育通常包括如下形式：
(1)兴趣班。兴趣班是3D打印在学校开展创客教育初期的主要形式。每个班级挑选数个学生组合成兴趣小团队，由学校老师或者校外的公司机构提供技术支持协助学校开展课程。
(2)校本课程。教师通过课程的开展，总结成果及经验完成学校的校本课程，打造校本特色的3D打印课程。
(3)教、科研项目。教、科研项目的方式使得3D打印课程的开展更有拓展性。例如学校以船作为项目题目，学生学习船的工作原理，以及如何优化船体、增加动力机构，然后自己设计船体造型、打印模型和试验航行，通过不断地试验以及改善，学生可以把课题内容掌握得非常牢固。并且学生会不断去思索、尝试各种各样的方式，极大地提高了学生的想象力和动手能力。
5结语
以3DOne软件为教学的3D打印创客课程，给了STEAM教育一种新的方式，不管是从国家的支持，还是从提高学生的创新能力来说，3D打印都将作为一个重要的手段会得到极大的发展。通过与学科结合的方式，并借助于各地的3D打印比赛，3D打印教育将会有更好的发展。
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