23、3D打印技术：现状、挑战与未来前景

3D打印技术：现状、挑战与未来前景

1. 3D打印概述

3D打印，又称增材制造，是一种将数字模型转化为实体模型的制造工艺。它通过在数字设计的基础上逐步堆积材料来构建任意几何形状。其最基本的方法是将原材料以二维布局放置在平台上，然后逐层堆叠，直至结构完成。与2D打印机类似，3D打印机也必须遵循称为计算机辅助设计（CAD）文件的电子蓝图。用户可以通过从头设计或扫描对象来生成CAD文件，然后在互联网上进行编辑和共享。

自20世纪80年代以来，3D打印技术受到了全球的关注，并逐渐渗透到人们的认知和日常生活中。如今，该技术已在工业、医学、学术界、航空航天和军事等多个领域得到了完善和应用。然而，尽管很多人熟悉“3D打印”这个术语，但对其基本原理却并不了解。

2. 3D打印的现状

经过三十年的研发，3D打印制造工艺已得到广泛应用。随着用于产品设计的3D打印软件日益普及，以及相对廉价的3D打印设备能够制造零件，个人、小企业和初创公司设计和制造自己的产品变得越来越容易。甚至有人设想，在不久的将来，个人将能够使用3D技术在家中设计和打印许多产品。

2020年新冠疫情全球蔓延，导致一些国家医疗防护设备短缺。3D打印在拯救生命方面发挥了作用，美国、英国等国家的创意团队、网红和大学机构利用3D打印机制造了口罩、医用面罩、护目镜等防疫设备，缓解了各地医疗防护设备的短缺。同时，疫情也对全球供应链造成了冲击，北美和欧洲的一些工厂陆续关闭，影响了工业零部件的供应。3D打印以其快速、小批量、无模具和灵活生产的特点，克服了这些供应链瓶颈，为解决供应难题开辟了新途径。数据显示，疫情期间国内3D打印机销售旺盛，与2019年相比，平台上的3D打印机销量翻了一番。