3d打印技术介绍(全面)

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1、3D打印技术湖北工业大学机器人研究中心主要内容3D打印技术发展历史3D打印技术介绍3D打印特点及优势3D打印技术发展趋势机器人研究中心3D打印技术研究3D打印的概念3D打印技术是指通过连续的物理层叠加，逐层增加材料来生成三维实体的技术，与传统的去除材料加工技术不同，因此又称为添加制造（AM，AdditiveManufacturing）。3D打印技术内容涵盖了产品生命周期前端的“快速原型”(rapidprototyping)和全生产周期的“快速制造”(rapidmanufacturing)相关的所有打印工艺、技

2、术、设备类别和应用。3D打印综合了数字建模技术、机电控制技术、信息技术、材料科学与化学等诸多方面的前沿技术知识，具有很高的科技含量。3D打印的起源20世纪70年代末到80年代初期，美国3M公司的AlanHebert(1978年)、日本的小玉秀男(1980年)、美国UVP公司的CharlesHull(1982年)和日本的丸谷洋二(1983年)四人各自独立提出了这种概念。1986年，CharlesHull率先推出光固化方法(stereolithographyapparatus，SLA)，这是3D打印技术发展的一个

3、里程碑。1988年，他创立的3D打印设备公司生产出了世界上第一台3D打印机SLA-250。1988年，美国人ScottCrump发明了另外一种3D打印技术———熔融沉积制造(FDM)，并成立了Stratasys公司。1989年，C.Ｒ.Dechard发明了选择性激光烧结法(SLS)，其原理是利用高强度激光将材料粉末烧结直至成型。1993年，麻省理工学院获3D印刷技术专利。1995年，美国ZCorp公司从麻省理工学院获得唯一授权并开始开发3D打印机。2005年，市场上首个高清晰彩色3D打印机SpectrumZ5

4、10由ZCorp公司研制成功。2010年11月，世界上第一辆由3D打印机打印而成的汽车Urbee问世。2011年7月，英国研究人员开发出世界上第一台3D巧克力打印机。2011年8月，南安普敦大学的工程师们开发出世界上第一架3D打印的飞机。2012年11月，苏格兰科学家利用人体细胞首次用3D打印机打印出人造肝脏组织。2013年11月，美国德克萨斯州奥斯汀的3D打印公司“固体概念”(SolidConcepts)设计制造出3D打印金属手枪。3D打印技术在世界范围内的需求近年来，3D打印在世界各大媒体上受到广泛关注，

5、三维打印机的制造商表示3D打印的需求和市场正在迅速增长。3D打印市场的增长受到多方因素影响，媒体在近几年对3D打印技术做了大量的宣传，为人们更好地了解3D打印发挥了重大作用。3D打印技术在世界范围内的需求根据美国技术咨询服务协会WohlersAssociates发布的2012年度报告,全球3D打印行业在2011年销售额为17.14亿美元。目前，3D打印技术市场的年增长率为29.4%，据预测，该行业的市场规模到2015年将达37亿美元，到2019年将增长到65亿美元。3D打印技术市场规模示意图3D打印技术在世界

6、范围内的需求从行业分布看，目前消费电子领域仍然占主导地位，约20.3%;其他主要应用在汽车、医疗/牙科、工业/商业机器和航空航天领域。3D打印技术行业分布如图：3D打印技术主要应用功能的分布比例如图：3D打印技术在世界范围内的需求当前，欧洲、美洲和亚洲是3D打印设备的主要需求市场。从2011年设备市场份额分布来看，北美地区占40.2%，位居第一，欧洲地区和亚洲地区紧随其后。美国是3D打印设备安装的第一大国，日本处于第二。3D打印设备数量区域分布图3D打印技术在世界范围内的需求图中，柱状图上段为服务收入，下段为

7、产品(即设备和材料等)收入。从图不难看出，3D打印设备及材料和服务的经济规模是相当的。2010年，销售额为13.25亿美元;到2011年，销售额为17．14亿美元,增长率达到24.1%。在产品收入中，3D打印设备和材料占主要部分，2011年为8．34亿美元。全球3D打印技术的产品和服务收入示意图由于3D打印产品种类丰富，带动了打印材料的快速发展。2001年到2011年，全球打印材料的销售情况如图6所示，除了2009年由于全球经济危机的影响稍有下降外，基本上每年都保持10%～20%的增长速度。全球3D打印材料销

8、售额示意图3D打印技术在世界范围内的需求价格价格仍然是一个关键性问题，一些用户指出，相对中低端的打印机来说，高端产品的价格在市场中还没有出现明显的波动。生产成本最初为100万元的3D打印机，目前的成本已经降到了最初的一半，但是销售价格并没有下降。耗材耗材是目前制约3D打印技术广泛应用的关键因素。3D打印技术要实现更多领域的应用，就需要开发出更多的可打印材料，根据材料特点深入研究加工、结构与材料之间的