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第十四章未来道具背后的技术2

3D打印技术在现代社会的应用面是很广的，在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。

2019年1月14日，某国加州大学圣迭戈分校首次利用快速3D打印技术，制造出模彷中枢神经系统结构的嵴髓支架，成功帮助大鼠恢复了运动功能。

3D打印技术拥有多个优点，能节省材料。不用剔除边角料，提高了材料的利用率，通过摒弃生产线而降低了成本；能做到较高的精度和很高的复杂程度，可以制造出采用传统方法制造不出来的、非常复杂的制件；不需要传统的刀具、夹具、机床或任何模具，就能直接把计算机的任何形状的三维CAD图形生成实物产品；可以自动、快速、直接和比较精确地将计算机中的三维设计转化为实物模型，甚至直接制造零件或模具，从而有效地缩短了产品研发周期；无需集中的、固定的制造车间，具有分布式生产的特点；能在数小时内成形，它让设计人员和开发人员实现了从平面图到实体的飞跃；能打印出组装好的产品，因此降低了组装成本，甚至可以挑战大规模生产方式。

但也有局限性。

比如说存在成本高、工时长的软肋：3D打印仍是比较昂贵的技术。由于用于增材制造的材料研发难度大、而使用量不大等原因，导致3D打印制造成本较高，而制造效率不高。

其次，3D打印在规模化生产方面尚不具备优势：3D打印技术既然具有分布式生产的优点，那么相反，在规模化生产方面就不具备优势。

目前，3D打印技术尚不具备取代传统制造业的条件，在大批量、规模化制造等方面，高效、低成本的传统减材制造法更胜一筹。

想用3D打印作为生产方式来取代大规模生产不太可能。

一些复杂的混合材料产品，3D打印技术无法直接打印生产，就算克服了这一个难题，3D打印时间耗时太长了，像要完全打印出一辆车最少要耗时好几个月，甚至更长，这样的成本，是车企难以接受的，在成本上，远远高于大规模生产汽车时均摊到每辆汽车上的成本。

只有“个性化、定制化”的产品，3D打印生产方式才会显得更加经济。

另外，3D打印技术的材料也受到了限制，目前，打印材料主要是塑料、树脂、石膏、陶瓷、砂和金属等，能用于3D打印的材料非常有限。

精度和质量方面，也是3D打印技术无法回避的一个问题。

由于3D打印技术固有的成型原理及发展还不完善，其打印成型零件的精度（包括尺寸精度、形状精度和表面粗糙度）、物理性能（如强度、刚度、耐疲劳性等）及化学性能等大多不能满足工程实际的使用要求，不能作为功能性零件，只能做原型件使用，从而其应用将大打折扣。

而且，由于3D打印采用“分层制造，层层叠加”的增材制造工艺，层与层之间的结合再紧密，也无法和传统模具整

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第十四章 未来道具背后的技术2

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