浅谈3D 打印技术与工业发展
李福生
（东北大学 国防教育学院，辽宁 沈阳110000）
摘 要： 3D 打印技术属于最前沿的高科技技术之一，它对工业发展具有重要的引领作用，为我国工业转型带来了前所未有的契机和价值。
关键词： 3D 打印技术；工业发展；应用
3D 打印技术代表最前沿的科技，一般认为具有广阔的应用前景。尤其在工业领域具有巨大的市场潜力和价值，代表了工业技术的最新研究方向。3D 打印技术依托于基础学科研究，借助成熟的互联网技术和人工智能技术以及软件芯片设备，可以设计、制作复杂且实用的工业产品。
1 3D 打印技术的重要性及价值
目前，世界范围内各个领域各个行业都呈现出科技化发展的态势，尤其在3D 打印技术创新当中取得了飞速发展，通过研究不仅可以有效分析此类问题，还可以提高3D 打印技术的应用率。
第一，3D 打印技术是最前沿的高科技技术之一，在工业领域的应用当中价值巨大，尤其它的所用的时间和便捷性受到了许多领域的关注，比如生物医学、建筑等等。
在已坍塌的土体上初喷厚10～15cm的混凝土，先控制被渗漏水软化的土体，再于初喷面上挂网继续喷浆，喷混凝土厚度达25～30cm，钢筋网片采用φ8mm圆盘制成15cm×15cm的网格状，焊接在拱部前次已打设好的锚管上，并沿坍塌斜面从拱部向下满铺，在满铺的钢筋网片面上按间距1.2m×1.2m梅花型打设2.0m长φ22mm锚杆进行锚固，最后喷混凝土成为封闭体。
在实际应用中，由于发射和接收平台振动、探测器噪声以及转台机械噪声等因素的影响，光通信终端接收光轴与入射光束夹角存在随机抖动.一般认为随机偏差角θ满足瑞利分布，其概率密度分布函数表达式为[19-20]
第三阶段是从二十一世纪开始的。随着智能化科技的进一步发展，我国3D 打印技术服务水平也进入了前所未有的新局面，应用质量和范围内容越来越宽广。 及时性和精准性也得到快速提升。现在的3D 打印工业应用结构呈现出分布式结构。通过智能系统运行，把工业产品方面的最及时的动态资料统一整合在数据库当中，数据库自动将最初资料和最新资料进行对比分析共享，集中处理和优化，以快速的服务通道进行传输。这种系统的高性能保证了应用的高质量和高效率，最基础的就是数据信息的采集方面已经不可同日而语了。我们知道传统的数据采集只能通过人工输入或者特定数据调查，现在的数据依靠智能系统就可以轻松揽入。但是我们发现目前国内的工业设计产品大多是从国外引入的，在自主创新这方面仍然和国外有着不小的差距，在3D 打印技术应用的自主产品研发上面还有很多东西要向先进国家学习。
改革开放以来，中国政府总体上按照“保基本、全覆盖”的原则，推进基础教育、基本医疗和社会保障等社会事业的发展，促进逐步实现基本公共服务均等化。这样的社会事业发展政策，具有明显的包容性，对于提高全体居民的教育、医疗和社会保障水平具有至关重要的影响。
2 3D 打印技术的工业发展脉络
2.1 国外3D 打印技术的工业发展
渠水清澈，可见游鱼嬉戏。村里人用水都在渠边，早上八点前是不能在渠里洗杂物的，尤其上游人家，只可将水担回厨房，储进水缸。这是世代传下来的规矩。八点过后，日头骑上了马头墙，女人们这才可以把衣服端到渠边搓洗。
2.2 国内3D 打印技术的工业发展
我国3D 打印技术服务基本上是从九十年代开始的，伴随着互联网的迅猛发展，我国3D 打印技术借力快速成长，一般来看也经过了三个阶段。第一阶段是主机终端设备设计阶段。利用互联网技术，3D 打印技术迅速得到了发展，市场培植和市场容量呈现翻倍的态势。在服务模式当中，主要是通过大型民用方式来提供工业创新服务，所以叫做终端服务模式。在这种模式下，需要独立的业务系统作为支持，而且只能提供一些简单的数据信息，只能依靠单机进行操作生产，而且具体设计过程也是比较粗糙，手段比较单一。
鉴于3D 打印技术的工业发展中存在的问题，提出如下建议。
第二，近年来我国出口快速增长，国内经济转型力度上升，再加上许多国家都把 以3D 打印技术为首的高科技产业作为主要发展目标，以此来带动国内经济发展，因此其重要性不可忽视。3D 打印技术起到技术创新合作等作用，比如有的国家通过设立经济技术合作示范区等等形式加强全球化交往。
3 3D 打印技术的工业发展的建议
第二阶段较之前一阶段有了很大改变，在引入了先进的工业设计软件后，开始重点进行产品设计，主要通过数据库技术依托，实现了网络生产模式的投入。这个阶段摆脱了独立的单机信息存储现状，可以对信息进行整合。再加上数据库的投入应用，对3D 打印产品的生产更是增添了新的活力，解放了传统生产工作人员的大量工作劳动，以便捷、及时、迅速的效率取而代之。而且在商业资本的投入后，通过开发实时数据处理系统，可以及时整合分析各类工业生产数据信息，然后按照不同的要求进行整理、编辑、显示、统计、互动的功能实现。这个阶段较之前一阶段已经有了很大的不同和进步，基本上实现产品服务、信息智能传递等现代功能。但是我们发现，这个阶段的工业要素之间并未形成有效的联接，这是不足之处，而且和国外发达国家相比仍然存在着不小的差距。
第三，现代3D 打印技术未来是面向工业领域服务的，所以其精确度和智能化水准就显得尤为重要。所以说3D 打印技术的工业服务最重要的两个原则就是精准性、及时性。当前有关3D 打印技术的工业应用主要是通过大数据库系统进行相关信息的整合和分析，利用互联网平台和技术进行建模，给特殊产品提供科学精准及时的定位服务。服务原则就是及时和精准。
第一，加强顶层设计，做好统筹规划。国家顶层科学规划，精准引导是发展3D 打印技术的基础保障，应该在国家自然科学基金中重点安排，统筹发展3D 打印技术的基础研究。同时，要考虑到我国不同地区的工业特色和3D 打印基础，形成多个不同特色的3D 打印技术产业中心，相互扶持，辐射带动周边地区3D 打印技术应用和工业创新的发展。
3D 打印技术最早是从国外产生的。它主要依托于互联网技术、人工智能技术发展而来，借助工业软件进行产品设计、制作。从国外的发展经验来看，3D 打印技术经历了三个阶段。第一阶段是实验室阶段。美国大学的3D 打印技术实验室结合互联网先进技术和工业模拟技术，产生了3D 打印的思路，在实验室中不断的进行大量数据实验，制作出了最初形态的3D 打印机，虽然性能远不能和现在的3D 打印机相比，但是已经算是一种创新突破。第二阶段是民用阶段。利用比较成熟的人工智能技术进行远程遥控操作，打印房屋、家用电器等等简单的产品，满足从实验走向工业化的要求。第三阶段是在高性能计算机的基础上，结合人工智能、大数据、软件技术，催生出了新型的3D 打印技术，最终形成了具有广阔市场前景和工业应用价值的产业链条。 3D 打印技术得到了进一步的工业附加值提升，主要体现为几大方面，首先是高科技的植入应用，像美国的无人机、遥感设备、人工心脏、肢体、房屋建造等等，都是利用高科技植入来投入工业创造和制作当中。其次，3D 打印技术越来越普及化和大众化，当前国外发达国家3D 打印技术之所以十分繁荣，这和民众的生活需求是离不开的，这种现状极大地拉动了市场发展，为3D 打印技术创新的进一步提升具有反作用。
第二，应该设立3D 打印技术专项资金，利用相关工程推进的契机扶植各类3 D 打印技术相关工业软件研发、程序代码设计、工艺创新、材料应用、装备研发、应用标准及产业化的系统性整体性攻关，最终推进建设3D 打印技术与其他先进制造技术融合的新型数字化制造体系。在面向航空航天、汽车、生物医疗、电子、文化创意等国家重大需求领域的合作，灵活应用资金，加大研发力度，争取以自主创新为导向积极推动3D 打印整体工业产业链的快速形成与发展。
第三，加快工业支撑体系建设。应该加强标准规范建设，积极推动标准化组织联合行业协会、相关工业企业等制定材料、元器件、工艺等共性基础技术标准规范。另外要加强工业创新人才培训力度和配套化服务机构的资质认证，规范人才培训和服务市场。加大资金扶持力度，拓展多种融资渠道。坚持以企业为主导，政府支持推动发展的原则，加强相关产业的资金支持。鼓励社会第三方金融单位参与到3D 打印产业的发展，支持3D 打印产业的融资，引导社会资金参与3D 打印产业发展。
第四，应该积极鼓励和扶持新型的3D 打印技术产业模式，让更多的年轻人走上创新发展的道路，打造青年创新产业链。推行3D 打印企业税收减免等优惠政策，促使企业把减免的税收投入到创新研究中。加大高校教育力度，院校中要开设与3D 打印有关的课程或专业，为人才储备做好长期的准备。
结束语
综上所述，未来3D 打印技术服务将会更加智能化、科技化、私人定制化、商品化，现在已经有了许多私人定制服务，让3D 打印技术的工业设计和制造变得更加专业，满足了市场的需求，反过来又会带动高科技的发展。
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中图分类号 ：TP334.8
文献标识码： A
文章编号： 2096-4390（2019）31-0079-02
标签：3D打印技术论文; 工业发展论文; 应用论文; 东北大学国防教育学院论文;