D打印技术的发展概况3D打印技术诞生20世纪90年代，基于材料累加原理，属于快速成型中的一种，主要是将计算机中设计的三维模型通过分层添加材料以创造出实物累积的制造手段，不受零件的复杂程度的约束，能够实现完成数字化控制，目前在家电生产、汽车制造、机械设计、航天航空零件生产、船舶制造、生物医学等领域得到了一定程度的应用，发展前景较为广泛。63507

3D打印机成本较低、占用的空间较小，适合成为办公用品等方面的优点，使得其能够带来全新的设计模式。传统零件的设计都是平面的工程图，虽然一些优秀的三维设计软件（如UG、Pro/ENGINEER等）可以为设计者提供立体的视图，但仍没能实现真正的模型设计，只是概念设计，并不方面客户评估。而3D打印技术的问世将会使得实体模型的设计成为可能[7]。通用的三维设计软件设计出三维模型，经过分层处理后，机器人控制系统控制一层层打印，真实的三维立体模型就会呈现出来，可以大大减少设计费用，同时还可以缩短新型产品的研发周期，增强产品的市场竞争力。

目前，国内外已经开发出了多种类型的的3D打印机，但是3D打印机分层处理技术可以实现三维数据模型向打印扫描轨迹的转换，是3D打印机极其重要的部分。各大3D打印机的生产商都在开发自己的分层软件[8-9]，但是没有标准化，很难进行二次开发。

2  3D打印技术的种类

根据3D打印技术使用材料的不同，可以分成以下三种常见形式[10]。

  （1）粘结材料3D打印技术

粘结材料的三维打印技术[11]基于选择性的激光烧结和喷射的成形技术[12]，首先在打印平台上均匀地平铺出一层粉末性材料，然后用激光扫描头或喷射粘结剂的扫描头，按照需要打印零件的截面形状，规划出扫描打印路径，控制打印头在该平面运动，有选择地喷射液体粘结剂或进行激光烧结，完成一层打印，完成后工作台下降一个层厚的高度，重复上述操作，层层粘结形成需要打印的零件。制药领域中，粘结材料的3D打印技术不会产生热，可以制造药物需要的多孔结构，在可控释放药物的生产方面上有独特的优势[13]。

  （2）光敏材料3D打印技术

光敏材料的三维打印技术[14]基于喷射成形和光固化的成形技术，喷头沿着X方向往复运动，根据零件的截面形状，选择性地喷射光固化实体材料和光固化支撑材料形成截面的轮廓，在紫外光照射下，光固化材料一边打印一边固化，一层层堆积出需加工的零件。目前，基于该项技术推出3D打印机的公司主要有以色列Object公司和美国3D systems公司[15]，为了加快成形的速度，Object公司研究出的多喷头一次性可以喷射出65mm宽的微滴束流，进一步提高了打印成型的精度和速度，且凝胶状的支撑结构用压力水枪喷射可以很容易地去除。

  （3）熔融材料3D打印技术

熔融材料的三维打印技术[16]基于熔融涂覆成形(FDM)的专利技术，首先加热线性热塑性材料到熔融状态，按照需加工零件的截面形状，选择性地喷涂熔融材料形成截面轮廓，并迅速冷却固化，层层堆积出需加工的零件，成形的原理同光敏材料的三维打印相似。华中科技大学的黄小毛先生利用两个摩擦轮相对运动来传送丝状热塑性材料，解决了熔丝打印设备挤出时稳定差、可靠性低及工艺支撑能力弱及扫描填充路径生成和优化、工艺过程控制等方面的关键问题。

3  3D打印术的应用前景

3D打印技术的应用可以涉及各种行业，应用前景较大的行业主要包括制造生产、医用器官或组织、科学探究、文物重建、建筑规划及配件生产等。（1）制造行业：3D打印的零件非常适合大规模的生产，质量控制也非常容易。（2）建筑设计：建筑行业的设计者可以使用3D打印的建筑模型，呈现给客户，更易进行方案的进一步改善。（3）医疗行业：使用3D打印其他组织或器官，解决手术受限的问题。（4）科学研究：利用3D打印机事先做出适合研究的3D模型，一方面保留研究对象的外在特征，另一方面还进行了比例缩减，更适合科学研究。（5）文物保护：博物馆经常使用高度的复制品来防止作品受到环境或意外情况的伤害，故而3D打印产品可以实现复制品的生成。（6）食品业：未来可能很多生产出来的食品就是3D打印出来的。当然，成本会比人工的低很多。（7）配件、饰品：未来个性的笔筒，独一无二的手机外壳，都可以自行设计并利用3D打印机打印。论文网