拓展设计人员的想象空间

按照传统的制造方法，制造一个普通的鼠标外壳，需要七八道工序：绘制草图、制作泥模、雕刻鼠标原型、生产出模具、用压力将熔融的塑料注进模具，再冷却成型……

如果借助３Ｄ打印，你只需要在电脑中绘制一个三维鼠标图，按下“确定”键，稍等一会儿，一个实实在在的鼠标外壳就可“打印”出来。

从复杂的工业零件到日常生活中的锅碗瓢盆，只要有三维数据和相应的材料，无需借助模具或刀具，就可以被“打印”出来。

３Ｄ打印技术为何如此神奇？

３Ｄ打印参照的是打印机技术原理，分层加工：将计算机设计出的物体分解成若干层平面数据，然后把金属、陶瓷等粉末材料按平面数据烧结，形成一个平面形状，再通过层层累积叠加，生成一个立体物体。

与传统的去除材料加工技术不同，３Ｄ打印将多维制造变为简单的由下至上的二维叠加，从而大大降低了设计与制造的复杂度。同时，３Ｄ打印还可以制造传统方式无法加工的奇异结构，尤其适合动力装备、航空航天、汽车等高端产品上关键零部件的制造。

华中科技大学快速制造中心是我国最早研发３Ｄ打印技术的单位之一，该中心主任史玉升认为，３Ｄ打印技术最大的优势在于能拓展设计人员的想象空间：“只要能在计算机上设计成三维图形的东西，无论是造型各异的服装、精美的工艺品，还是个性化的车子，如果材料问题解决了，都可以打印。” 

史玉升甚至这样畅想：将来的某一天，准备出国的人在出门前觉得所穿鞋子太大众化了，可以自己设计并“打印”出一双独一无二的鞋子；然后开着早已“打印”好的个性化的轿车奔向机场；登上飞机得知，这是一架“打印”出来的飞机……

加工成本低、生产周期短、节省材料

与传统的制造技术相比，３Ｄ打印具有加工成本低、生产周期短、节省材料等明显优势，从航空、动力装备到医疗、体育、影视等诸多领域，均可大显身手。

事实上，在美英等国，３Ｄ打印技术已有较为广泛的应用。

大到飞行器、赛车，小到服装、手机壳，制造厂家借着３Ｄ打印的东风，焕发出新的生命力。由于３Ｄ打印制品能实现产品的自然无缝连接，从而达到传统制造方法远不可即的结构稳固性和连接强度，已成为国外研究空间飞行器的关键技术。据悉，美国国家航空航天局正在研究一项被称为“未来３Ｄ打印宇宙飞船”的技术，希望通过３Ｄ打印，制造出“廉价的机器人宇宙飞船”。

在美国，价格低、操作简便的小型家用３Ｄ打印机已到了“每４公里范围内有一台”的普及程度，其购买量不断攀升。

在我国，华中科技大学、西安交通大学、清华大学等高校和科研机构也相继研发出多种系列的３Ｄ打印机，部分技术已达到世界领先水平。

史玉升介绍，他们正在开发一款１万块钱左右的３Ｄ打印机，将来向学校推广。“３Ｄ打印技术可以让孩子们迅速将自己的创新设计变成实物，有助于提高中小学生的创新、设计和动手能力。”

有专家认为，３Ｄ打印作为一项颠覆性的制造技术，谁能够最大程度地研发、应用，就意味着掌握了制造业乃至工业发展的主动权。

中国有望成为最大３Ｄ打印业国家

目前３Ｄ打印技术尚不具备取代传统制造业的条件，在大批量制造等方面，高效低成本的传统减材制造法更胜一筹。

３Ｄ打印技术２０１１年全球直接产值为１７．１４亿美元，年增长达２９．１％。随着我国３Ｄ打印技术的不断突破和全球市场份额的增加，中国有望成为最大的增材制造业国家。

不过，让梦想照进现实的３Ｄ打印技术，目前还有一些短板。

“由于增材制造的材料研发难度大，导致３Ｄ打印制造成本较高；金属材料成形的制造效率不高，每小时只有１００到３０００克。”西安交通大学卢秉恒院士指出，目前增材制造技术在我国主要应用于产品研发，还面临制造精度不高等实际问题。

据了解，增材制造技术在我国重工业零部件制造方面得到一定应用，但尚未进入大规模工业化，其工艺与装备都有待进一步开发。

就目前的形势来看，３Ｄ打印技术尚不具备取代传统制造业的条件；在大批量制造等方面，高效低成本的传统减材制造法更胜一筹。

难以形成规模经济，是３Ｄ打印的软肋。如何迈过这道坎儿，是目前科技界和工业界的待解难题。（本报综合） 

新闻内存

３Ｄ打印源自１００多年前的照相雕塑和地貌成形技术，上世纪８０年代已有雏形，其学术名称叫快速成型，是一种不需要传统刀具和机床就能打造出任意形状、根据物体的三维模型数据制成实物模型的技术，被认为是一项改变世界的新技术。

具体地说，人们首先需要通过电脑对实物进行扫描或直接创建一个三维设计图，再通过３Ｄ打印机对这个立体原型进行“切片”，一层一层地进行数据记录，然后将原材料按切片数据层层叠加，直到最终成型。

３Ｄ打印使用的不是传统的“墨”，而是那些能发生固化反应的材料，比如树脂、塑料、陶瓷、金属等，因而能“打印”出实实在在的三维立体模型，就像童话中的“复制机”一般神奇。小到一只耳环，大到体积庞大的工程零件、器具，只要获得了原始的模型数据，３Ｄ打印机都能将这些东西精准地复制出来。这将使工厂彻底告别车床、钻头、冲压机、制模机等传统工具，从而转变为一种以３Ｄ打印为基础的、成本更低、研发周期更短的生产方式。

据报道，国外目前已经通过３Ｄ打印技术成功地“打印”出了手枪、自行车、汽车、电控飞行器等物。美国３Ｄ打印服务提供商Ｓｈａｐｅｗａｙｓ首席执行官彼得称，他们去年已经“打印”了７５万种产品，使用的材料包括塑料、不锈钢、银、陶瓷和玻璃等，数量之多令人惊叹。现今，３Ｄ打印也应用于珠宝制造和模型制作，在时装业、电影业、建筑业等１０多个不同的行业和领域显示出了十足的魅力，并大大改变了美国制造业的格局，以至于美国《时代周刊》将３Ｄ打印产业列为“２０１２年美国１０大增长最快的工业”。（本报综合）