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制造业升级的普及往往需要时间，其真正意义往往要到后来才可显现。对于介入其中的企业而言，3D打印被视为改变规则的重要技术。3D打印又被称为增材制造（additive manufacturing），即通过计算机构建数字模型文件，然后利用塑料或者金属等材料，通过类似“打印”的方式构造实际物体。当下，3D打印已成为生产一次性产品原型的流行方式。微调3D打印机的软件就能调整原型，这比在工厂里重新设置大量工具更容易也更便宜，这让该技术非常适合小批量生产。3D打印巨头Stratasys是看好这一技术的潜力，以求抢占未来新型制造技术制高点的诸多公司之一。根据市场研究机构IDC预计，2019年全球3D打印的市场规模将达到138亿美元，比2018年扩大21.2%。其中，53亿美元来自打印机销售，42亿美元来自打印材料销售，38亿美元来自打印服务。以地域计，美国仍是全球最大市场，2019年的市场规模预计为50亿美元，西欧和中国紧随其后，分别为36亿美元和20亿美元。当下，随着市场环境发生变化，3D打印的需求和应用正悄然发生转移。“3D打印的市场发展趋势，其实就是两个决定性因素。一个是产品的设计，一个是怎么去减少生产的成本。”Stratasys南亚区总裁Michael Agam（安志杰）判断，“这两点是会极大地影响3D打印在中国市场的发展。”“过去，3D打印基本聚集在原型制造上，现在我们可能会把更多的重心放在增材制造上。因为现在越来越多的公司把重点都放在了增材制造这一块，试图增加公司的收入。”安志杰举例称，3D打印可生产首饰之类的工艺品和假肢等定制产品，该技术还可以为从飞机到赛车等高价值产品制造轻量而复杂的部件。在材料上，Stratasys希望与合作伙伴合作，尽可能降低材料成本，并拓宽材料的选择。Stratasys亚太地区和日本营销总监Alice Chiu以NASA与Stratasys在材料合作为例：“当原始材料从NASA给到我们的时候，可能就只会保持原有的特性。然后，我们通过自己的研发和设计，使得这些材料更加商业化、更加符合客户的需求。”“在产品设计以及合作伙伴关系这一块，其实我们主要起到的可能是一个连接的作用，给双方提供了一个材料可以到达客户手中的途径。”Alice Chiu补充说。[图片]2019年10月， Stratasys推出新款3D打印机J850， 新产品的3D打印速度提升一倍，并且打印成本更低。在打印灵活性上，客户将不仅可以访问3D打印机中的全部色谱图，还可以将不同颜色和透明度的材料灵活结合使用。Stratasys称这款打印机“专为设计师设计”，适用于玩具、消费电子及汽车行业等的产品生产应用，使用更加简单高效。“通过J850，就可以用一个系统、一个软件，提供所有的这些样品一个流程的服务，这样可以极大的减少时间成本，而且会带来更多的创新空间。” Alice Chiu说，“我们的合作伙伴，在耳机设计上其实已经用到了我们的3D打印产品。”在3D打印领域，领先企业包括Stratasys以及3D Systems，这两大巨头在3D领域颇具话语权。1983年，3D Systems的创始人发明了立体光刻法技术；再到1988年，Stratasys的创办人发明了FDM，即熔融沉积成形技术。两家行业里最重要的公司，3D Systems在1991年上市，而Stratasys在1994年底上市，并成为3D打印领域的标杆企业。[图片]此外，一些科技企业和工业巨头看中机会，加入竞争中。如IT巨头惠普，后者将3D打印视为第四次工业革命的主要推动力。“对于第四次工业革命，这不是一个它是否会发生的问题，而是说什么时候会爆发。我们希望，届时惠普已经处在一个非常有利的位置上。”惠普前CEO迪恩·韦斯勒（Dion Weisler）此前宣称。不过，竞争者太多，大家一直比赛烧钱，诸多小公司基于新技术，打造了自己的利基产品，对于Stratasys而言，如何保持自身的技术和解决方案的领先优势？“消费者需求方面的重心慢慢从低端的打印机过渡到一些专业的或者高端打印机上，我们有很多产品是契合这一块的需求和发展趋势的，以及我们这些产品其实是给打印带来了多维的可能性和精致性。” Alice Chiu回答。安志杰亦表示，产品在市场成功的因素，很大程度上由设计决定，但设计带来的挑战更大，因为涉及到结构、材料以及设计细节问题，但带来的产品创新更容易获得市场认可。“如果客户更注重产品的创新性上，他们会选择跟我们合作，比如像手机、消费类电子厂家。”他说。当下，在国内市场拓展方面，安志杰称，客户已经充分理解到3D打印可以给其在削减成本和控制生产带来的好处，而Stratasys亦在努力扩展行业范围，如电子消费品，小米就是其近期达成合作的重要客户。目前，中国是我们核心的三大市场之一，我们在全球三大市场具有区域总部，分别是美国、以色列和中国。在中国，此前我们的办公室设立在香港，但这两年我们把办公室从香港搬迁到上海。”安志杰说。安志杰表示，在中国，Stratasys针对不同的客户群体划分两大业务板块。针对低端或较低端的市场，可提供较小尺寸的3D打印机，可用于家用和办公用途。面对大型客户提供J850等工业级产品。同时，他们也开创出新的开发市场的方式，例如消费者可以通过电商下单，可通过Stratasys的3D打印工厂，实行订单化定制生产。“未来，消费者可以在电商平台或其他平台直接下单，再由Stratasys造好之后，直接发货给客户。”挑战依然存在，安志杰承认，随着Stratasys进入中国，来自国内厂商的山寨、侵权已不可忽视。“中国政府在知识产权保护方面已经下了很大的力气，有很多相应的措施，已经给我们提供了保护和支持。”

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近年来，随着科技的迅速进步，一些列的尖端技术应运而生，例如人工智能、物联网、纳米材料技术等，而我国在这些领域的研发应用，处于世界前列水平，甚至实现了对西方先进技术的超越。其中饱受外界关注的3D打印技术，我国就占有重要一席。近日，我国3D打印技术再获得新突破，令印度人百般感慨。据媒体11月18日报道，日前一栋7.2米高的双层建筑在中建二局基地完成主体结构打印，这是“世界首例原位3D打印双层示范建筑”，标志着我国3D打印技术再取得新突破，为“基建狂魔”在世界各地大显身手再添利器。相信不少人都会有这样的疑问，以现在的技术水平建一栋楼要多久？[图片] 我国的3D打印用实力给出了答案。据悉，打印出这栋楼的3D打印机基础设备和普通打印机没什么不同，喷头、油墨、纸张一样不少，不过其喷出的是为打印施工的特殊材料，打印出来的墙面有充足的可填充空间，结构又十分稳定，它的强度能达到C40-C60，完全满足建筑强度的要求，特别需要注意的是，打印约120平米的一楼墙面只花了不到30个小时，60小时就能打印出一栋楼，而且以往要十二三名工人操作的项目，在全机械自动化的3D打印工程中只需要五六名工人，节约了一半的人力成本，省时、高效、环保、成本低，就是3D打印建筑的最大特点。据该领域专家表示，我国建筑业在一些方面的应用已经全面超越了外国同行，或许我们只需要一个“3D打印机”就能从月球表面提取材料造房子了。实际上，早前社交媒体有消息传出，我国在完成“嫦娥五号”的发射计划后，将进一步探索月球表面以及在那里建造房屋的可行性，通俗的讲就是月球基地，这就很有可能用到3D打印技术。另外，2018年全球公开的3D打印相关的专利数量中国以3.9万个位居全球第一，而美国这一数据仅为2.1万，双方差距可不止一星半点。[图片] 有趣的是，对此印度人发表评论称“中国的3D打印技术已经做到了世界领先，如果将这项技术成功用于月球建设，毫无疑问，月球将是中国的”，还有印度人表示“看到中国的太空发展，美国作为第一个登陆月球的国家，应该感到羞愧”。实际上，我国的3D打印产业很早就已经投入实际应用了，中国盈创建筑科技公司曾在2015年1月用3D打印机建造了一个5层公寓，今年7月太空灰3D打印团队完成了全球首座整体3D打印的混凝土拱桥——赵州桥，可见，我国3D打印产业的发展阶段已经从概念导入期进入了行业应用期，以极光沃尔为代表的自主品牌3D打印企业正在快速占据市场，树立中国3D打印的自主品牌，预计2022年我国3D打印市场将达到560亿左右，可以说，未来广阔的3D打印国际市场，中国必定占有重要一席。

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说起3D打印机，大部分人想起飞机、军工、建筑等大型工业的应用，价格昂贵，似乎离我们的生活有些遥远，殊不知其实随着技术的不断发展，如今的3D打印机早已逐渐平民化，并走进了万千家庭。七年前，美国德州大学奥斯汀分校Bourell DL教授就表示，美国每4公里范围内就一定会有1台3D打印机。今天，3D打印机已经是欧美发达国家每个家庭的必备工具。中国3D打印技术从兴起到成熟，到今天逐渐站上国际主流市场的舞台，并在中国沿着民商双向发展的路径不断普及，逐渐渗透到各行各业。深圳市创想三维科技有限公司自成立起，就确立以“3D打印产业布道者”为定位，专注于消费级和工业级3D打印机的研发制造，为个人、家庭、学校、企业提供高效实惠的3D打印综合解决方案，让人人都用得起，人人都会用，人人都用得好，让3D打印真正惠及到每个人的生活。[图片]科普教堂：什么是3D打印3D打印和我们经常见到的普通打印到底有哪些区别？首先，普通打印机打印的是平面的文件，使用的耗材为墨水或者碳粉等，而3D打印机打印出来的却是立体的实物。这些实物的模型是利用计算机的3D建模软件建立并进行切片，切片数据被转换为特殊的代码传输给3D打印机，3D打印机按照切片数据将3D模型逐层打印出来，最终打印成实物。当然，3D打印机使用的耗材也更加多样性，主流的3D打印技术类型有以下几种：一、FDM(熔融沉积快速成型)：主要材料ABS和PLA等熔融挤出成型(FDM)工艺的材料一般是热塑性材料，如PLA、ABS、尼龙等，以丝状供料，材料在喷头内被加热熔化。喷头沿零件截面轮廓和填充轨迹运动，同时将熔化的材料挤出，材料迅速固化，并与周围的材料粘结。每一个层片都是在上一层基础上堆积而成，上一层对当前层起到定位和支撑的作用。二、SLA(光固化成型)：主要材料光敏树脂光固化成型是最早出现的快速成型工艺，其原理是基于液态光敏树脂的光聚合原理工作。这种液态材料在一定波长和强度的紫外光照射下能迅速发生光聚合反应, 分子量急剧增大, 材料也就从液态转变成固态。光固化成型是目前研究最多的方法，也是技术上最为成熟的方法。一般层厚在0.1到0.15mm，成型的零件精度较高。三、DLP(光固化成型)：主要材料光敏树脂DLP成型技术和SLA成型技术比较相似，不过它是使用高分辨率的数字光处理器(DLP)投影仪来固化液态光聚合物，逐层的进行光固化，由于每层固化时通过幻灯片似的片状固化，因此速度比同类型的SLA立体打印技术速度更快。该技术成型精度高，在材料属性、细节和表面光洁度方面可匹敌注塑成型的耐用塑料部件。四、SLS(选择性激光烧结)：主要材料粉末材料SLS工艺又称为选择性激光烧结，SLS工艺是利用粉末状材料成形的。将材料粉末铺洒在已成形零件的上表面，并刮平；用高强度的CO2激光器在刚铺的新层上扫描出零件截面；材料粉末在高强度的激光照射下被烧结在一起，得到零件的截面，并与下面已成形的部分粘接；当一层截面烧结完后，铺上新的一层材料粉末，选择地烧结下层截面。相关政策：3D打印政策随着全球各主要经济体都在大力推进工业4.0制造业的复兴，工业4.0正在全球范围内发挥越来越重要的作用，工业机器人、3D打印、工业物联网、云计算、虚拟现实和人工智能等的迅速发展将为整个人类文明的走向带来巨大变革。2015年5月19日，国务院正式印发了《中国制造2025》。这份被认为是中国版的“工业4.0"发展规划，在该规划中，3D打印(增材制造)作为代表性的新兴技术占有重要位置，在全文中共出现6次，贯穿于背景介绍、国家制造业创新能力提升、信息化与工业化深度融合、重点领域突破发展等重要段落，并融入于推动智能制造的主线。应用领域：3D打印能做什么在全球市场上，3D打印应用领域集中在消费电子产品、工业器械、汽车、航空航天、医疗、牙科、建筑或科研等领域。在我国，3D打印在个人使用方面已经拥有较强的基础，并逐步在向家庭应用延伸；在教育领域正逐渐全面普及，并在企业应用领域不断扩大。一、个人领域在个人使用方面，目前消费级3D打印机以经济实惠、性价比高、运行稳定、打印精细等优势，不断影响个人玩家的日常工作和生活，消费级3D打印机已经开始植入人心。近两年，创想三维消费级3D打印机在国内个人消费群体正在爆发式增长，天猫、京东等电商平台常年保持排行榜第一，并积累了大量的个人消费群体，并逐步从经济发达城市到全国扩散，从消费增长的发展态势显示，个人消费者已经成为3D打印机消费的主力军。从个人玩家、发烧友、科技极客、科技爱好者到设计师、工程师等，国内个性化的需求在逐步上升，而3D打印机企业正大力推广普及，不断开发和优化产品，成本也逐渐探底到千元左右，产品功能和品质的不断提升，而价格已经不再成为消费者选择的障碍，3D打印机已逐步受到个人消费者的青睐。同时，消费级3D打印机实现个人创意的想象空间在不断扩大，美国科罗拉多州立大学物理学教授斯特林·巴克斯使用创想三维CR-10S 3D打印机，仅花费2万美金就打造了1台1:1的兰博基尼。在国内，从创想三维个人用户的创意作品来看，已不再满足静态的生活物件、玩具或其他模型，并开始大量打印无人机、机器人、机甲战车等热门的智能化产品。[图片]国外物理学家借助创想三维3D打印机，仅用2万美元打造了超跑兰博基尼[图片] 二、家庭领域3D打印机在家庭中的运用可以被看成一个缩小版的“移动微工厂”，用户在丢失某一件物品时，可以通过自行设计或在网络中寻找相关的产品模型下载，并打印出来。甚至家里的花瓶、衣架、灯罩、玩具等都可以通过3D打印机打印出来，相比网上购买，通过亲手制作更能为家庭氛围增添不少乐趣。在欧美发达国家，受车库文化影响，3D打印机已经成为家庭像电器一样的必备品，应用的范围和频率均较大，一户家庭拥有3~5台3D打印机已成常态，创意和动手成为生活必不可少的一部分。国内家庭的应用正处于培育期，在儿童玩具和礼品方面，3D打印机因满足思维开发和创意实物的双重优势，逐步成为家庭儿童成长最佳帮手。随着国内3D打印机的不断普及，消费认知的不断提高，消费门槛逐渐探底，经济社会的不断发展，未来3D打印机将像手机、电视、电脑、汽车的发展路径一样，从家用“奢侈品”到必需品，成为家庭生活的标配刚需。三、教育领域2015年9月，教育部发布的《关于“十三五”期间 全面深入推进教育信息化工作的指导意见》中提到：“有条件的地区要积极探索新技术手段在教学过程中的日常应用，探索STEAM教育(科学、技术、工程、艺术、数学)新教育模式。”近年来，很多教育机构把3D打印技术与教学体系相结合，而3D打印机也从幼儿园到大学全面普及开来。[图片]今年5月，云南昆明一所小学30名学生联手用一个月时间，用创想三维CR-100 3D打印机精心打印了学校1:100比例的模型。而深圳的中学生是在游学美国时，把创想三维的3D打印机作为深圳特色礼物送给了美国温切斯特市市长。同时，在由人力资源和社会保障部中国就业培训技术指导中心、中国电子商会联合主办的首届3D打印国赛，创想三维独家冠名，并全程使用创想三维3D打印机作为比赛机器，覆盖全国中职、高职和本科院校。[图片]美国游学夏令营的学生代表把CR-100 3D打印机送给了温切斯特市市长[图片]创想三维独家冠名2019年中国技能大赛-“创想杯”3D打印造型技术大赛3D打印在教育方面的应用是目前国内普及率最高的领域，很多学校正在大力探索3D打印创客教育与教学层面的结合，并逐步走进教学课堂，开办3D打印特色课程，创办3D打印机创客实验室，激发学生的动手和动脑能力，推动科学教育的进步。在教育领域，中小学更早接触3D打印，将加快促进未来3D打印的推广普及，而随着高校或职校对3D打印的全面应用，社会对3D打印的认知在日趋提高，同时3D打印已经进入高等教育的研究领域，未来3D打印的想象空间将进一步释放。[图片]创想三维为贵州山区学校捐赠CR20 3D打印机[图片]为贫困山区的学生科普3D打印知识[图片]创想三维Ender-3S 3D打印机助力中南大学机器人与三维设计现代化建设 四、企业方面在3D打印机加速升级换代的背景下，采用传统方式来制造模具显然已经不能符合企业的个性化需求，一些企业已经觉察到消费者对多元化消费的追求，并开始借助前沿科技来达到优化生产流程、节约生产成本、提升企业效益的目的。[图片]基于增材制造的3D打印，与生俱来具有高效、节材和个性化等特点，在企业的研发部或样品间拥有天然的优势，从设计到打印完成，将颠覆传统开模周期长、修改麻烦，将大大压缩研发验证和样品制造的时间成本，在模具、汽车配件、玩具、陶瓷、制鞋、家电等领域已被广泛应用。 [图片]3D打印机在工业领域的应用相比于传统制造业的减材制造，3D打印将极大地降低制造过程中原材料的消耗，几乎不产生原材料的浪费，据统计，3D打印对原材料的节约比例相比传统减材制造方式将高达70%~80%。同时，3D打印突破了传统工艺制造无法实现的复杂、精密、个性化等难题，在传统工艺难以开发或生产的复杂造型，3D打印给予了更多探索的机会。

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许多创意产品由于结构的复杂，只能停留在画面上，有了3D打印服务，就可以把画面变成实际的产品，把创造性思维和3D打印结合在一起，我们可以突破很多限制，做到许多以前做不到的。下面就来给大家介绍。Shiro Studio与工程公司Arup合作创建了一款3D打印的手杖。用3D打印技术可以制作针眼中的微缩雕塑。[图片]无线蓝牙扬声器可以按照需要进行定制打印。[图片]3D打印的汽车，比通常的制造方式成本更低。[图片]用海洋中发现的废渔网3D打印成环保型阿迪鞋。[图片]可以在24小时内打印完成的房子。[图片]而这是完全3D打印的别墅。[图片]今后做饭也可以用打印了。[图片]当你可以3D打印自己的脸时，谁还需要自拍？[图片]如果你喜欢某个造型，可以打印成为特色的花瓶或插花筒。[图片]这款珠宝完全是3D打印的。[图片]牙齿和下颌植入物，可以打印出精度很高的成品。[图片]用3D打印制作的相机镜头。[图片][图片][图片]将来3D打印可能会用来制造火星基地！[图片]以上就是为大家介绍的有关3D打印工业设计原型产品，让设计变成实物的介绍，希望大家喜欢。

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钛钽合金具有替代工业纯钛和Ti6Al4V钛合金作为生物医用材料的潜力。使用选区激光烧结（SLM）制造的蜂窝晶格结构即使具有相同的晶胞，但由于工艺参数的影响，使得弹性常数范围在Gpa和Gpa之间，因此控制加工蜂窝晶格结构的工艺参数以获得期望的力学性能显得至关重要。为了解决上述问题，来自新加坡南洋理工大学的Swee Leong Sing等人使用回归分析和方差分析的统计方法研究SLM的加工工艺参数（激光功率（L）、扫描速度（S）和分层厚度（L））对蜂窝晶格结构的尺寸精度（如图1）和力学性能（孔隙率（）、弹性常量（）和屈服强度（））的影响。蜂窝晶格结构是专门设计的，具有水平、竖直和倾斜的支柱，支柱的直径大小和激光光斑大小一致，如图2所示。尺寸精度使用显微照片测量，力学性能通过压缩实验测得。[图片]图1 晶格结构的LOM图像（a）xy平面（b）yz平面[图片]图2 蜂窝晶格结构的CAD模型图1中是平面内水平支柱的尺寸，是平面内水平支柱的尺寸，是竖直支柱的尺寸，是倾斜支柱的尺寸。使用回归分析得到的尺寸精度经验公式如下：用SLM关键工艺参数表示的力学性能经验公式为:[图片] 进行敏感性分析结果表明，与激光功率和扫描速度相比，水平支柱的尺寸对层厚最敏感；对于竖直和倾斜支柱来说，相比于层厚和扫描速度，其尺寸对激光功率最敏感，而且只对激光功率敏感，对激光功率的敏感性要远高于层厚和扫描速度。孔隙率和弹性常量对激光功率的敏感性要高于层厚和扫描速度，屈服强度对激光功率和扫描速度敏感，对层厚不太敏感。[图片] 本文采用回归分析方法，定量分析了SLM工艺参数对晶格结构尺寸和力学性能的影响，通过对工艺参数的精心控制，不仅可以提高晶格结构的尺寸准确性，还能更好地控制力学性能。参考文献：Sing, S. L., Wiria, F. E., & Yeong, W. Y. (2018). Selective laser melting of lattice structures: A statistical approach to manufacturability and mechanical behavior.Robotics and Computer Integrated Manufacturing, 49, 170–180.https://doi.org/10.1016/j.rcim.2017.06.006供稿人:魏超，李涤尘 供稿单位：机械制造系统工程国家重点实验室

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今天，一段短视频在朋友圈刷屏，拍摄的是一只3D打印的眼睛，其逼真度让人震惊，如果后来不放大视角看，还以为是真人的眼睛。[图片]没错，3D打印现在的逼真度已经超越了很多人的认知边界，在不少人的观念里，3D打印依然是粗糙的塑料小玩具，而真正的高端3D打印技术正在登峰造极。[图片] 这两只逼真而又吓人的眼睛，就是由Stratasys 最新发布的J850型号3D打印机打印的，就是下面这台专为设计师而生的神器。[图片][图片]设计师们看到它所打印出的作品，会瞬间感觉如获至宝。因为它可以让设计师把时间更多地花在创建、完善和设计上，而样品制造环节则无需担心。[图片]它突破了很多3D打印机遇到的技术瓶颈，一台机器一次最多可以装载七种材料，包含刚性、柔性以及透明材料。这就可以让该硬的地方硬，该软的地方软，该透明的地方透明。[图片]J850具有PANTONE®颜色验证和多种材料功能，可提供优质的美学效果。在许多纹理和饰面中，使用新型VeroUltraClear材料有助于模拟玻璃和丙烯酸。[图片]超过500,000种颜色，可提供近2000种Pantone® 色彩，无数量限制的复合材料，可溶性支撑材料。在超高速模式，J850打印原型的速度是Stratasys J750的两倍。配合全新DraftGrey材料使用，模型将具有出众的强度，耐热性，尺寸精度和精细的细节-且价格低廉。[图片] [图片] 说它是设计师神器一点不为过，降低劳动力成本、加快上市时间、更高质产成品，这些不过是使用Stratasys J850带来的众多好处中，很少的一部分。与传统方法相比，J850还可以创建质量更高，精度更高，材料更多和加工效果更好的原型，最多可节省70％。[图片]据了解，这样一款设备目前的售价在几百万元人民币，对于一些定位高端的设计企业或者对外打样服务商，是一个不错的选择。

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近年来，“3D打印”这个词在媒体上出现的频率极高，3D打印是一种近年来不断兴起的以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。其特性不但被广泛应用于交通，医疗保健、军事以及教育等机构，而且在装备设计与制造、航空航天等更多领域展现出了强劲的发展势头。风靡全球的新兴打印技术完全颠覆了传统打印技术的工业革新，被公认为是第三次工业革命的重大标志。[图片]全球3D打印发展现状及前景3D打印，即增材制造技术，又称增量制造、积层制造，可指任何打印三维物体的过程。3D打印基于三维计算机辅助设计(CAD)模型自动创建对象，从人体心脏组织到太阳能电池板以及汽车和飞机部件，目前主要有熔融沉积成型技术、离体平板印刷以及选择性激光烧结等三种主流技术。在可持续性方面，增材制造通常带来更高效的产品设计、更高效的制造工、更高效的供应链、加速创新和上市时间四大优势。3D打印起源于美国，最初由查尔斯.胡尔于1986年提交了世界上第一件光固化制造三维立体物体的专利申请，随后推出了第一台商业化的3D打印机，正式宣告了3D打印时代的到来。3D打印自诞生以来就被发达国家列为国家战略技术。尤其是自2009年之后，其市场规模以2009年10.6亿美元增长到2017年的73.4亿美元，增长近6倍的速度迅速增长。目前全球3D打印制造技术发展速度较快，欧美国家已经逐步形成了包含材料制备、相关软件、工艺、装备、管理及创意服务和应用的相关产业链。[图片] 根据《2018年3D产业研究报告》数据显示：西欧地区与美国在3D打印研究领域优势明显，尤其是美国，聚集着近半数的顶尖学者，占比46.34%，是3D打印领域人才流动大国，人才输入和输出都大幅领先，但人才流出略大于流入；中国在此领域也占有13.65%左右的比重，中国人才流入量大于流出量，对3D打印领域做出了突出贡献；此外，中东地区也有4.76%左右的学者分布，是不可忽视的力量。另外，在服务项目、动力床熔炼工艺、原型应用在2018年占据3D打印市场的份额是比较大的。服务市场的预期增长归因于对定制设计和制造需求的预期增长。随着医疗保健(包括医疗、骨科和牙科)、航空航天和汽车等垂直领域的快速发展，3D打印市场一直在以显著的速度增长。然而，随着印刷技术和材料的进步，与打印机和材料相比，3D打印服务行业作为利润来源的吸引力越来越大。近年来，汽车行业一直与3D打印打印和技术有着长期的关系，汽车公司多年来一直在尝试各种3D打印技术和应用，这对供应链和产品开发都产生了相当大的影响, 特别是规模较小的汽车制造商受益于3D打印技术的使用，并将其作为其生产的一个关键组成部分，现如今，3D打印技术在汽车零部件领域更广泛地应用已成大势所趋，它必将是汽车行业的一次重大突破。[图片] 动力床熔炼工艺动力床融合工艺市场的增长可归因于能够产生复杂的几何形状，高特征分辨率，良好的强度和良好的表面光洁度。3 d打印程序基于粉末床融合过程在航空航天、汽车、医疗、和工程垂直更常见的使用技术,如直接金属激光烧结(摘要),电子束融化(实证),选择性热烧结合成),选择性激光熔化(SLM)和选择性激光烧结(SLS)是最常用的功能部分的发展。原型应用：3D打印有助于从3D计算机辅助设计（CAD）生成原型和模型，这有助于几家公司在传统制造的原型转型过程中减少浪费和降低运营成本。3D打印还可以根据客户对任何行业使用的产品的结构几何形状、精度和定义良好的平滑度的要求，快速生产成本效益高的原型。[图片] 预计亚太地区的3D打印市场将在预测期内以最高的复合年增长率增长。政府举措、研发资金和广泛的产业基础是亚太地区成为3D打印活力地区的主要因素，日本和中国是主要贡献者。建立3D打印研究，培训和教育中心以及市场领先企业的努力，如Stratasys Lt。（以色列），3D Systems（美国），EOS GmbH（德国），ExOne（美国）， 和EnvisionTEC（德国），将其分销网络扩展到亚洲国家的新兴市场，有望推动亚太地区的市场。市场主要发展2018年9月，德国EOS股份有限公司推出了EOS M 300-4金属3D打印机。该打印机有4个激光器，提供从4×400到2×400和2×1000混合设置的可变激光电源，最高可达4×1000瓦的激光功率。2017年12月，GE Additive（美国）的子公司Arcam在瑞典Härryda开设了一家制造工厂。该工厂有望加强其机器生产能力，并允许在公司内部建立更多的协作机构，将物流，研发，服务和运营结合在一起。[图片] 2017年1月，3D Systems(美国)收购了Vertex- global Holding B.V.(荷兰)，这是一家全球牙科材料供应商，在Vertex和NextDent品牌下为传统和3D打印牙科应用提供产品(光聚合物、热塑性塑料、聚合物和单体材料)。以色列3D打印技术发展现状近年来，随着3D打印应用的飞速发展，3D打印模拟实验医疗方案制定、个性化3D打印胶囊、3D打印人体植入物等创新技术成果已经为世界医疗水平的发展进步增添了强劲活力。以色列被认为是制造、开发和研究数字打印机的领先国家。该行业的起源可以追溯到上世纪70年代，当时以色列公司是该领域的全球先锋力量。自2000年代以来，以色列数字和3D打印行业迅速发展，以色列70%以上的数字和3D打印公司是在过去的18年里成立的，如今以色列已经是全球约40% 3D打印机的制造商。以色列的强项不仅是制造打印机，事实上，巧妙应用3D打印技术，制造出各类脑洞大开又造福人类的实用产品才是以色列3D打印技术闻名世界的原因。[图片] 以色列已经成为数字印刷领域的一个主要的知识中心，因为它在化学和机械领域具有很强的能力，能够将从研究到制造的所有方面整合在一起。以色列已开发出了一种专有的基于液态金属的喷墨3D打印技术，可以实现大尺寸金属部件的定制化制造，而且比此前的所有技术都更加经济和高效，足以推动金属3D打印技术进入主流制造领域。以色列在增材制造市场上有很大的份额，需要思考一些新的战略，这些新的战略现在有许多新初创公司会涉及到增材制造当中。即便是不同的材料的机械性能也和天然的材料是不一样的，所以在以色列有许多的3D打印，包括在工业还有学界当中，这里是很多使用3D打印一些医学以及航空航天的公司，还有一些教授所领导的研究组织。以色列希伯来大学就相当重视3D打印技术的创新，数字陶瓷玻璃打印技术的领先供应商Dip-Tech，就是从这里起步的；希伯来大学在2015年成立了3D和功能打印中心。该中心毗邻纳米科学和纳米技术中心，主要致力于使用各种不同的技术进行3D和功能打印部件的研究。无论您需要喷墨打印、数字光处理（DLP）、熔融沉积成型（FDM）、粉末打印或是激光烧结，中心里都有相应的设备。3D和功能打印中心将成为一个跨学科的枢纽，以迎合来自以色列及世界大学各个科学领域的学生和研究人员的需求。除了已经身处该领域的化学家和物理学家之外，中心还邀请了来自生物学、医学、农业和计算机科学的研究者进军这一领域。该中心将使研究人员能够探索这一新兴领域的科学和技术途径，从而其展示给以色列及国际工业。该3D和功能打印中心的成立，无疑将进一步增强以色列在3D打印领域里的科研力量。[图片] 美国、德国、以色列是最早涉猎3D打印技术的国家，如今以色列已经将其应用到各个领域，尤其是军事和医疗行业。在军事方面，以色列正在探索3D打印战斗机的零部件，以实现战时被封锁后的自给自足。在医疗方面，有一些患者每天需要不同的药物，比较好的解决方案就是针对个人的需求专门打印适合的药物。今年以色列耶路撒冷希伯来大学公布了其3D打印药物胶囊最新技术，这项新技术能够利用水凝胶物体打印个性化药物，制造出能够膨胀、变形以及延迟激活的复杂结构。这项技术的出现使常规制造技术无法实现的药物定制化和个性化有了可能。不得不提另一项惊动全球的成果是以色列特拉维夫大学研究人员以病人自身的组织为原材料，3D打印出全球首颗拥有细胞、血管、心室和心房的“完整”心脏，这在全球尚属首例3D打印心脏。以色列开发的这些和其他3d打印技术证明，该国将在未来几年成为3d打印强国。[图片] 另外，近年来通过3D打印开发航空部件已有明显趋势，“Future Consortium” 项目由以色列创新局设立的，目的是汇集各种实体，包括安全公司，空军，机场管理局，学术代表等聚集在一起，在这一领域开展富有成果的合作。总结3D打印技术自问世以来，就很好地填补了传统制造业的不足，并通过广泛推广和应用，推动了制造技术的深刻变革和重大飞跃，但要达到传统工业制造的百分之一甚至是千分之一，都仍有非常漫长的道路要走。当然，即便是最终达到传统工业的千分之一份额，也意味着增材制造还有10的成长空间。作为3D打印的创新之都以色列通过其拥有的独特技术帮助设计开发制造新的产品，对3D打印产业做出了巨大贡献，未来的创新仍拭目以待。该国在该领域的公司也已经慢慢成长为全球性的公司。下篇文章我们将来了解下以色列最具代表性最具独创性、享誉世界的3D打印公司。

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质量检测是传统加工制造过程中的常规组成部分；当批量生产的零件从生产线上制作完后，会随机抽检一些零件以确保尺寸准确。检测过程中一般需要有专门的检测工具。其中主要包括坐标测量机（CMM）和检查仪表。坐标测量机（CMM）是一种精密工具，可探测零件上的多个点位，以确定零件是否符合相关规格标准。检查仪表是另一种形式的检查设备，用于快速准确地确定零件是否满足基本公差。这些检测工具需要满足刚度和精度要求，它们一般是在传统生产线上由铝定制加工而成。然而，制造费用昂贵且耗费宝贵的出货时间。随着加工零件复杂性的增加，制造想配套的检测工具也变得更加麻烦。[图片]（制造图中具有复杂表面的检测仪表是很困难且耗时的）为什么加工复杂零件很困难对于传统的三轴铣床来说，如果零件过于复杂则会超出机器特定参数极限，例如无法执行彻底切割操作。 这会使某些复杂模型无法依靠传统方式制作出来，从而不得不修改检测工具的设计来妥协生产。等到将设计图纸修改为符合传统加工的生产方式后，如果是要加工夹具，必须事先在CAM软件中设置好。此过程需要选择将使用哪些工具来进行切割并规划好每个工具的切割路径。由于更复杂的几何形状通常需要更多次数的切削操作，因此会加大CAM软件的工作量，并且需要大量熟练操作人员来制造零件。 更优的解决方案事实证明通过传统工艺加工已经无法适用于所有的场景。3D打印的诞生就是对传统制造工艺一个重要的补充。3D打印机由于其可选的材料种类多，而且不同工艺可以满足不同行业的定制化需求，受到广大用户的追捧。利用3D打印机可以生产出坚固耐用，精确的工装夹具，同时又能减少成本昂贵且耗时的CAM工艺流程。 3D打印切片软件负责所有的前期准备工作，所以操作人员的任务就是设计模型，然后开始打印即可。有了3D打印机以后即便是高复杂度的模型都可以毫不费力地打印出来，从而可以以更低的生产成本、时间成本来制造出复杂的工装夹具。

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4D打印技术是将3D打印技术与智能材料结构结合起来发展出的新技术，智能材料结构在3D打印基础上受外界环境激励下随着时间实现自身的结构变化，从而使三维物体增加了一个时间维度。4D打印技术可改变传统的“机械传动+电机驱动”的模式，使物体在地下管道、航天器、人体器官等难以接触到的地方进行自我组装，2016年被列为未来十大颠覆世界的技术之一，在航空航天、电气自动化、机器人、纺织材料、组织工程、医疗器械、药物输送载体等领域有很多的应用前景。[图片]最近，中国科学院福建物质结构研究所、中科院功能纳米结构设计与组装重点实验室吴立新研究员团队在科技部国家重点研发计划重点专项和海西研究院“一三五”重点培育项目的支持下，首次报道具有永久形状可重构性的4D打印形状记忆聚合物，设计合成了一种带有醛基的新型甲基丙烯酸酯单体（4-甲酰基苯甲酸2-（甲基丙烯酰氧基）乙酯，MEFB）和超支化硅氧烷交联剂（HPASi），构建出具有动态亚胺键的（甲基）丙烯酸酯体系（IEMSis），用以实现4D打印。HPASi的柔性链结构显著提高了IEMSis的韧性，约为添加前的33-97倍。HPASi的交联作用也赋予IEMSis良好的形状记忆性能，它们的形状固定率和形状恢复率分别为97.5-97.6％和91.4-93.7％。同时，在没有催化剂和相对温和的条件下，IEMSis可以通过亚胺键的动态交换实现应力松弛，使得4D打印的永久形状在特定条件下还可以重构，因而可望扩展4D打印技术的应用范围。相关研究成果发表在ACS Applied Materials & Interfaces（2019, DOI：10.1021/acsami.9b14145）。博士后缪佳涛为该论文的第一作者。该研究采用林文雄团队研发的设备，成果已在海西研究院参股公司国锐中科应用。此前，该团队在作为4D打印基础的3D打印树脂研究方面取得一系列进展。纳米粒子增强热塑性3D打印树脂成果发表在Materials & Design（2016, 102, 276-283），已被引用193次，被爱思唯尔出版集团列为该杂志Most Cited Articles；纳米粒子增强光固化3D打印树脂成果发表在Composites Part A（2019, 117, 276-286）和Composites Part A（2016, 88, 234-242）；稀土磁性3D打印树脂成果发表在Journal of Alloys and Compounds（2017, 715, 146-153）；可发泡3D打印树脂成果发表在Advanced Engineering Materials（2018, 20, 1800215）和Materials & Design（2016, 105, 152-159）；与许莹团队合作研究的双固化3D打印树脂体系发表在Journal of Materials Science（2019, 54, 5865-5876），受到了国内外同行的广泛关注。

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全球工程标准协会SAE International已发布了其首个用于航空航天领域的增材制造聚合物的规范。特别是，文档涉及熔融长丝加工（FFF）的过程和所用材料。它们是应航空公司的要求而开发的，这些航空公司正在寻求将3D打印应用于塑料机舱部件的生产，例如监视器边框，隔板和扶手。这些规范以及寻求满足航空航天要求的供应商所采用的规范将有助于鼓励采用3D打印。AMS-AM非金属增材制造（AMS-AM-P）委员会是专门为其创建而成立的。美国国家航空研究所（NIAR）技术开发和计划主任兼AMS-AM-P主席Paul Jonas说：“增材制造的用户和生产商都将从实施AMS-AM标准中受益。这些标准有助于定义一套一致的材料和工艺限制，用户和生产者双方都同意为支持零件采购活动。 AMS-AM标准在新兴的航空航天工业中促进知识的推广，实践的标准化和商业的进步。”[图片] 阿提哈德航空的座位和显示器位置现在可以由3D打印的零件替换。康斯坦丁·冯·韦德尔斯塔德（Konstantin Von Wedelstaedt）摄与Strata Manufacturing和西门子合作，阿提哈德航空（Etihad Airways）3D打印电视环绕装置将于2017年在其飞机座位的背面使用。 SAE International的FFF规范标准化对于在制造业中采用3D打印至关重要，尤其是在航空航天工业受到严格控制的地方。为了满足这一要求，SAE International已经发布了许多与金属在航空航天中使用有关的材料，包括激光粉末床聚变（LPBF）标准。该组织还与Norsk Titanium等航空航天供应商合作，为新兴的增材制造技术制定了规范。到目前为止，用于此开发的AMS-AM委员会已经发布了总共9种金属3D打印规范，并计划在将来引入更多规范。聚合物的新AMS-AM-P规范编号并命名为AMS7100：熔融长丝加工工艺和AMS7101：熔融长丝加工材料。前者规定了关键控制和要求，以利用Stratasys的商标FDM技术和其他材料挤压工艺来重复生产零件。用户可以使用文档来批准新机器的过程和材料，以及验证适当的配置和测试方法。后一个规范AMS7101概述了材料制造商的技术信息，生产指南和文档要求。 [图片] 使用Stratasys的3D打印零件制作的飞机机舱模型。摄影：Michael Petch增材制造的标准化在其标准制定过程中，SAE International与特定行业的监管机构（例如美国联邦航空局（FAA）），制造商，供应商和最终用户进行合作，包括与技术标准组织ASTM International进行合作。 2018年，ASTM宣布开发使用粉末床融合（PBF）技术的标准实践大纲，此后已建立了专注于标准的卓越添加剂制造中心计划成员。