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3D打印技术3D printing technology3D打印技术概况3D技术应用3D技术优缺点3D打印技术发展前景目录STEP13D打印概况3D打印机与普通打印机工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，打印机与电脑连接后，通过电脑控制可以把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。通俗地说，3D打印机是可以“打印”出真实的3D物体的一种设备，之所以通俗地称其为“打印机”是参照了普通打印机的技术原理，因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似。这项打印技术称为3D立体打印技术。3D打印，即快速成型技术的一种，它是一种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。STEP13D打印概况12原理技术历史发展STEP13D打印概况比较类别3D打印传统打印打印材料工程塑料、树脂或石膏粉末传统的墨水和纸张空间三维空间二维空间时间较长，几天时间较短，几分钟实物模型、工具文字和传统打印技术比较3D打印机传统打印机STEP23D打印应用3D打印脊椎植入人体 3D打印手掌治疗残疾3D打印心脏 医学领域医学领域STEP23D打印在医学领域应用3D3D打印头盖骨3D打印脊椎植入人体3D打印手掌治疗残疾3D打印心脏 医学领域医学领域STEP23D打印在医学领域应用 2014年8月28日，农民胡师傅在自家盖房子时，从3层楼坠落后砸到一堆木头上，左脑盖被撞碎，手术后，胡师傅虽然性命无损，但左脑盖凹陷，在别人眼里成了个“半头人”。除了面容异于常人，事故还伤了胡师傅的视力和语言功能。医生为帮其恢复形象，采用3D打印技术辅助设计缺损颅骨外形，设计了钛金属网重建缺损颅眶骨，制作出缺损的左“脑盖”，最终实现左右对称。医生称手术约需5至10小时，除了用钛网支撑起左边脑盖外，还需要从腿部取肌肉进行填补。手术后，胡师傅的容貌将恢复。3D3D打印头盖骨3D打印手掌治疗残疾3D打印心脏医学领域医学领域STEP23D打印在医学领域应用3D3D打印头盖骨 研究人员表示，这种植入物可以跟现有骨骼非常好地结合起来，而且还能缩短病人的康复时间。由于植入的3D脊椎可以很好地跟周围的骨骼结合在一起，所以它并不需要太多的“锚定”。此外，研究人员还在上面设立了微孔洞，它能帮助骨骼在合金之间生长，换言之，植入进去的3D打印脊椎将跟原脊柱牢牢地生长在一起，这也意味着未来不会发生松动的情况。2014年8月，北京大学研究团队成功地为一名12岁男孩植入了3D打印脊椎，这属全球首例。据了解，这位小男孩的脊椎在一次足球受伤之后长出了一颗恶性肿瘤，医生不得不选择移除掉肿瘤所在的脊椎。不过，这次的手术医生并未采用传统的脊椎移植手术，而是尝试先进的3D打印技术。3D打印脊椎植入人体3D打印心脏医学领域医学领域STEP23D打印在医学领域应用3D3D打印头盖骨3D打印脊椎植入人体 2014年10月，医生和科学家们使用3D打印技术为英国苏格兰一名5岁女童装上手掌。这名女童名为海莉弗雷泽，出生时左臂就有残疾，没有手掌，只有手腕。在医生和科学家的合作下，为她设计了专用假肢并成功安装。3D打印手掌治疗残疾医学领域医学领域STEP23D打印在医学领域应用3D3D打印头盖骨3D打印脊椎植入人体3D打印手掌治疗残疾 纽约长老会医院的埃米尔巴查博士(Dr.Emile Bacha)医生使用3D打印的心脏救活一名2周大婴儿这名婴儿患有先天性心脏缺陷，它会在心脏内部制造“大量的洞”。在过去，这种类型的手术需要停掉心脏，将其打开并进行观察，然后在很短的时间内来决定接下来应该做什么。但有了3D打印技术之后，巴查医生就可以在手术之前制作出心脏的模型，从而使他的团队可以对其进行检查，然后决定在手术当中到底应该做什么。这名婴儿原本需要进行3-4次手术，而现在一次就够了，这名原本被认为寿命有限的婴儿可以过上正常的生活。3D打印心脏STEP33D打印优缺点STEP33D打印优缺点1、材料的限制材料的限制2、机器的限制机器的限制3、知识产权的忧虑知识产权的忧虑4、道德的挑战道德的挑战5、花费的承担花费的承担STEP43D打印发展STEP43D打印发展 根据国际快速制造行业权威报告Woh1erSReport 2011发布的调查结果，全球3D打印产业产值在1988201O年间保持着262的年均增长速度。报告预期，3D打印产业未来仍将持续较快地增长，12016年，包含设备制造和服务在内的产业总产值将达N31亿美元，2020年将达152亿美元。3D打印技术要进一步扩展其产业应用空间，目前仍面临着多方面的瓶颈和挑战：一是成本方面，现有3D打印机造价仍普遍较为昂贵，给其进一步普及应用带来了困难。二是打印材料方面，目前3D打印的成型材料多采用化学聚合物，选择的局限性较大，成型品的物理特性较差，而且安全方面也存在一定隐患。三是精度、速度和效率方面，目前3D打印成品的精度还不尽人意，打印效率还远不适应大规模生产的需求，而且受打印机工作原理的限制，打印精度与速度之间存在严重冲突。四是产业环境方面，3D打印技术的普及将使产品更容易被复制和扩散，制造业面对的盗版风险大增，现有知识产权保护机制难以适应产业未来发展的需求。总之，从中长期看来3D打印产业具有较为广阔的发展前景，但目前产业距离成熟阶段尚有较大距离，对于3D打印市场规模的短期发展不宜过分高估。因此，现阶段产业界对3D打印领域的投入应以加强创新研发、技术引进和储备为主，尤其要重视自主知识产权的建设和维护，争取在未来的市场竞争中占据有利地位。