探究3D打印技术的发展历程

学习提要

了解3D打印的发展历史；

了解3D打印的发展趋势。

学习内容

一、3D打印的发展历史

1.早期阶段（1984年以前）

3D打印的出现时间可以追溯到19世纪中期。摄影技术发明后不久，发明家开始尝试如何将二维图像转化为三维图像。1860年，法国人弗朗索瓦·威勒姆首次设计出一种多角度成像的方法获取物体的三维图像。1892年，约瑟夫·布兰瑟发明了用蜡板层叠的方法制作等高线地形图的技术。1904年，卡洛·贝斯注册了一项用感光材料制作塑料件的专利。20世纪60年代，美国巴特尔纪念研究所开展了一系列实验，试图用不同波长的激光束固化光敏树脂，其原理已经非常接近后期的光固化成型技术。但是由于受到计算机、激光、材料等领域的技术限制，3D打印技术一直没有实质性的发展。1870—1984年，在美国注册的相关技术专利不到20项。

2.中期阶段（1984—2006年）

1984—1989年，3D打印技术最核心的4个专利技术（SLA、SLS、FDM、3DP）相继问世，专利技术较之前大幅增加，行业由此步入发展阶段。3D System、Stratasys、EOS等企业成立，开启了3D打印商业化时代。同一时期的中国，以清华大学、华中科技大学、西安交通大学等高校为代表的研究团队开始研究3D打印技术，并研制出少量快速成型机。

3D打印在1996—2006年经历了快速发展，LENS、DLP等新技术的出现使专注特定领域的新公司出现。同时，工业级设备的成型速度、尺寸和工作温度大幅提升，较为成熟的SLA和SLS技术开始应用于汽车、医疗、航空等行业。在中国，这一时期3D打印技术的研发仍以高校为主，由于对3D打印缺乏认知，其产业化进展缓慢，但也出现了市场化的企业，如上海联泰三维、北京太尔时代，3D打印技术已经开始应用于泵阀、珠宝设计等领域。

3.成长阶段（2007年至今）

2007年开始，3D行业进入快速成长阶段。

相比国外，国内对3D打印的关注直到2013年才显著提升。据中国增材制造产业联盟不完全统计，2018年年底，我国增材制造产业规模已超过20.9亿美元，产业规模实现较快增长。涌现出杭州先临三维科技、西安铂力特、湖南华曙高科、武汉华科三维、北京太尔时代、青岛三迪时空等一批优秀企业，形成渭南高新区3D打印产业培育基地、安徽春谷3D打印智能装备产业园等产业集聚区。(www.xing528.com)

二、3D打印的发展趋势

1.应用领域更加广泛和深入

在未来，工业级3D打印机将更多应用于航空航天和医疗领域，桌面级3D打印机将在教育、快消品领域获得快速发展。航空航天领域具有材料价格高、采用传统制造方式利用率低的特点，3D打印技术可极大提高材料的利用率，显著提高经济效益。此外，航空航天领域的很多部件结构相对复杂且所需数量不多，3D打印可快速实现复杂件成型、小批量生产。医疗领域，患者个体差异明显、身体组织复杂等特征契合了3D打印个性化设计、快速成型复杂结构件的特点。

2.行业分工将更加明确

3D打印行业尚处于导入后期到成长期的过渡阶段，在产业链各环节尚未形成大规模的细分市场，多数企业为了生存都在发掘其中能看到的市场和利润，导致业务链条比较长。随着3D打印行业的发展以及市场规模的扩大，分工将更加明确，更多企业将选择自己占优势的细分市场深耕。

3.颠覆传统生产方式及消费模式

3D打印作为一种新型生产方式正在潜移默化地改变着很多行业业态和人们的消费习惯。目前，3D打印不可能颠覆传统生产方式和消费模式，但是从长期来看将会产生持续影响。3D打印代表了一个新趋势和一种可能，消费者可以由现在的实物买卖转向数据买卖。由此，产品制造的链条缩短，产生由大规模定制向个性化定制的转变。

想一想

1.你的周围存在3D打印的应用吗？

2.你看好3D打印吗？

3.3D打印会改变未来吗？