3D打印技术将催生新学科与新产业

    近日，浙江省3D打印进校园活动启动暨3D打印机捐赠仪式正式举行。在浙江省经信委和杭州市经信委等单位的指导下，浙江省3D打印产业联盟、杭州市3D打印产业联盟组织联盟成员杭州先临三维科技股份有限公司、浙江闪铸三维科技有限公司、杭州铭展网络科技有限公司等单位向省内的中小学捐赠了3D打印机。杭州二中、杭州高级中学、杭州建兰中学等83所学校得到了3D打印机。

    随着3D打印的发展愈演愈烈，逐渐走进普通大众的生活，国内的一些3D打印产业联盟或是企业在研发技术的同时也渴望这项新的技术更为广泛的被消费大众所熟知，并试图让3D打印走入校园引起学生的兴趣从而培养出3D打印技术人才。或许在不久的将来，3D打印技术就会催生出新的学科和新的产业。

    3D打印，即快速成型技术的一种，它是以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印等方式来构造物体的技术。不同于传统的工艺方法——车、铣、磨、铸、锻、焊，3D打印、快速成型、复材铺层工艺是增材制造工艺。3D打印是信息化制造的代表，采用全数字化制造，可以制造出任意形状与内部结构的产品，具有高度自动化、智能化、自动化的特点。

    李教授介绍道，3D打印的主要工艺方法有光固法、叠层法、熔融沉积法、激光选区烧结法等。这些方法都有各自的特点，光固法主要针对光固化树脂，精度高但价格较高。叠层法则是应用于纸和塑料材料，精度低价格又高，已经逐渐退出市场。熔融沉积法精度低、价格低，激光选区烧结法精度高、价格高，各有优劣。

    自从2012年8月，美国奥巴马政府成立了国家增材制造（3D打印）创新协会，并提出“架起‘基础研究与产品研发’之间纽带提升美国制造业竞争力”，我国也逐渐重视起这一技术。3D打印技术的发展与许多学科交叉，例如物理、材料、数学、控制及电气……可以运用于生物医学、建筑、航空航天、交通等的产业。但在其发展过程中也不可避免的会遇到许多新问题，如伦理、市场、法律及安全等。

    3D打印技术与材料学科交叉可以制造高温合金空心叶片、控制定向晶组织；与生物医学交叉，可以在医生的指导下完成个体化设计制造，例如制造颌面替代物、人工骨支架、肝组织支架，修复病人的患病部位；与物理学科交叉，制造出可运用于电磁屏蔽、光子器件的光子晶体，具有吸收电磁波的功能，无线能量传输；与新光源结合，减低成本，在光固化快速成型中用LED替代激光器，节约能源与成本。

    目前有许多大学生创业选择开3D打印公司，瞄准婚庆市场提供定制人像的服务。摩托罗拉与3D System合作，运用3D打印技术生产手机。西安交通大学机械工程学院长江学者特聘教授、机械制造系统工程国家重点实验室主任李涤尘教授指出，随着3D技术的发展，未来我们可能使用3D打印做到集成电路制造与结构同步制造、打印器官、创造新物种、打印新建筑，实现网络+3D打印——云制造，带来生活方式的巨大变革，“只要设计者将设计数据传到网上，通过资源共享，消费者就可以在家中下载数据制造产品。”李教授说道。