3D打印技術(shù)簡(jiǎn)介

3D打印技術(shù)是由三維模型驅(qū)動(dòng)的快速制造三維實(shí)體的技術(shù)總稱。它是以計(jì)算機(jī)三維設(shè)計(jì)模型為藍(lán)本，通過軟件分層離散和數(shù)控成形系統(tǒng)，利用激光束、熱熔噴嘴等方式將金屬粉末、陶瓷粉末、塑料、細(xì)胞組織等特殊材料進(jìn)行逐層堆積黏結(jié)，最終疊加成形，制造出實(shí)體產(chǎn)品。與傳統(tǒng)制造業(yè)通過模具、車銑等機(jī)械加工方式對(duì)原材料進(jìn)行定型、切削以最終生產(chǎn)成品不同，3D打印將三維實(shí)體變?yōu)槿舾蓚€(gè)二維平面，通過對(duì)材料處理并逐層疊加進(jìn)行生產(chǎn)，大大降低了制造的復(fù)雜度。這種數(shù)字化制造模式不需要復(fù)雜的工藝、龐大的機(jī)床及眾多的人力，直接從計(jì)算機(jī)圖形數(shù)據(jù)便可生成任何形狀的零件，使生產(chǎn)制造得以向更廣的生產(chǎn)人群范圍延伸。

3D打印與普通打印機(jī)工作原理基本相同，只是打印材料有些不同。普通打印機(jī)可以打印計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的平面物品，普通打印機(jī)的打印材料是墨粉和紙張。而3D打印機(jī)內(nèi)裝有金屬、陶瓷、塑料、砂等不同的打印材料（屬于實(shí)實(shí)在在的原材料）。3D打印機(jī)與計(jì)算機(jī)連接后，通過計(jì)算機(jī)控制可以把打印材料一層層疊加起來，最終把計(jì)算機(jī)上顯示的藍(lán)圖變成實(shí)物。通俗地說，3D打印機(jī)是可以“打印”出真實(shí)的3D物體的一種設(shè)備，如打印出機(jī)器人、玩具車、各種模型，甚至食物等。

有學(xué)者提出3D打印將帶來第三次工業(yè)革命，將形成多品種、小批量、定制式的新型生產(chǎn)模式。3D打印既是制造工藝的原理創(chuàng)新，也是應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)的產(chǎn)品創(chuàng)新，將可能改變整個(gè)制造業(yè)的面貌。3D打印是增材制造方法的新發(fā)展，能大大提高新材料的成形能力。3D打印機(jī)是制造業(yè)數(shù)字化的典型代表，特別適用于個(gè)性化定制生產(chǎn)；3D打印機(jī)是產(chǎn)品創(chuàng)新的一種高效共性使能裝備；3D打印機(jī)可能成為生命科學(xué)最有效的裝備之一。

在第三次工業(yè)革命中，生命科學(xué)的發(fā)展占有十分重要的位置，例如制造人體活器官的組織工程研究，在此項(xiàng)研究中如何構(gòu)成所需的復(fù)雜多孔3D支架，以及如何注入人體種子細(xì)胞是組織工程的關(guān)鍵所在。目前出現(xiàn)的3D生物打印機(jī)，可以進(jìn)行細(xì)胞/器官打印工藝，期待成為未來人體器官制造的重要裝備。