3D打印行业国内发展现状

3D打印行业国内发展现状一、本文概述随着科技的不断进步与创新，3D打印技术，这一曾经遥不可及的科技概念，如今已逐渐融入我们的日常生活与工业生产之中。作为一种革命性的制造技术，3D打印以其独特的优势，如个性化定制、高效节能、材料多样等，正在改变着传统的生产方式。本文旨在深入探讨中国3D打印行业的国内发展现状，分析行业现状、挑战与机遇，并展望未来发展趋势，以期为相关从业者、研究者和投资者提供有价值的参考信息。本文将首先概述3D打印技术的基本原理与分类，然后分析中国3D打印行业的现状，包括市场规模、产业链结构、主要应用领域等。在此基础上，本文将深入探讨中国3D打印行业面临的主要挑战，如技术瓶颈、市场认知度不足、政策支持等。本文还将分析中国3D打印行业面临的机遇，如政策扶持、市场需求增长、技术创新等。本文将展望中国3D打印行业的未来发展趋势，预测行业未来的发展方向和可能的市场变化。通过本文的阐述，我们希望能够全面展示中国3D打印行业的国内发展现状，为相关人士提供有益的参考，推动中国3D打印行业的健康发展。二、国内3D打印行业现状近年来，随着科技的不断进步和政策的持续推动，中国3D打印行业得到了快速发展。从产业规模上看，中国的3D打印市场呈现出逐年增长的趋势。目前，国内已经涌现出一批具有一定规模的3D打印企业，这些企业在技术创新、产品研发、市场拓展等方面取得了显著成就。在技术应用方面，3D打印技术已广泛应用于航空航天、汽车制造、生物医疗、建筑等多个领域。例如，在航空航天领域，3D打印技术被用于制造复杂的零部件和结构件，有效提高了产品的性能和可靠性。在汽车制造领域，3D打印技术则助力汽车厂商实现轻量化、个性化生产，推动了汽车产业的转型升级。在政策支持方面，中国政府高度重视3D打印产业的发展，出台了一系列扶持政策和规划。这些政策不仅为3D打印企业提供了资金支持、税收优惠等实惠，还鼓励企业加强技术研发、拓展应用领域，进一步推动了3D打印产业的健康发展。然而，与发达国家相比，国内3D打印行业在核心技术、高端设备、材料研发等方面仍存在一定差距。为了缩小这一差距，国内企业需要加大研发投入，提高自主创新能力，加强与国际先进企业的合作与交流。政府和社会各界也应给予更多关注和支持，共同推动中国3D打印行业实现更高水平的发展。三、行业应用领域分析3D打印技术在国内的应用领域正在不断扩大，从最初的模型制作、工业设计，到如今的航空航天、医疗、建筑、教育等多个领域，都可见其身影。在航空航天领域，3D打印技术以其独特的优势，如轻量化、定制化、高效性等，为复杂零部件的制造提供了解决方案。例如，某些发动机部件和飞机零部件，通过3D打印技术可以实现一次性成型，大大提高了生产效率，同时也降低了成本。在医疗领域，3D打印技术的应用也日益广泛。生物相容性材料的出现，使得3D打印技术可以制造出与人体组织相匹配的植入物，如牙齿、骨骼等。3D打印还可以用于制作医疗模型和手术导板，帮助医生更好地进行手术规划和执行。在建筑领域，3D打印技术为建筑行业带来了革命性的变革。通过3D打印，可以制造出复杂的建筑结构，如桥梁、房屋等，大大缩短了建筑周期，同时也降低了建筑成本。3D打印的建筑结构还具有高度的抗震性和耐久性，为建筑安全提供了有力保障。在教育领域，3D打印技术为学生提供了直观、生动的学习材料。通过3D打印，学生可以将抽象的理论知识转化为具体的实物，从而更好地理解和掌握知识。3D打印还可以用于创新教育模式和教学方法，培养学生的创新思维和实践能力。3D打印技术在国内的发展势头强劲，应用领域也在不断扩大。随着技术的不断进步和应用领域的深入拓展，相信3D打印技术将在未来发挥更加重要的作用，为我国的经济社会发展注入新的活力。四、行业挑战与机遇随着3D打印技术的不断进步和应用领域的日益广泛，国内3D打印行业正面临着前所未有的挑战与机遇。挑战方面，技术瓶颈是制约行业发展的一个重要因素。尽管我国在3D打印技术方面取得了一定成就，但与国外先进水平相比，仍存在不小的差距。特别是在高精度、高效率、高可靠性等关键技术方面，还有待进一步突破。市场规范化程度不足也是一个不容忽视的问题。目前，国内3D打印市场尚未形成统一的标准和规范，导致市场竞争秩序混乱，影响了行业的健康发展。人才短缺也是制约行业发展的一个重要因素。由于3D打印技术涉及多个学科领域，需要具备跨学科知识和技能的复合型人才，但目前市场上这方面的人才供给并不充足。机遇方面，政策支持为行业发展提供了有力保障。近年来，我国政府高度重视3D打印产业的发展，出台了一系列政策措施，为行业发展创造了良好的外部环境。市场需求不断增长为行业发展提供了广阔空间。随着经济的发展和人们生活水平的提高，对个性化、定制化产品的需求日益增加，这为3D打印行业的发展提供了巨大的市场潜力。技术创新也为行业发展注入了新的活力。随着新材料、新工艺的不断涌现，3D打印技术将在更多领域得到应用，推动行业向更高层次发展。国内3D打印行业在面临技术、市场、人才等多重挑战的也拥有着政策、市场、技术等多方面的机遇。未来，行业应抓住机遇、应对挑战，推动3D打印技术在更多领域得到应用和发展。五、未来展望与建议随着科技的飞速发展和数字化浪潮的推进，3D打印行业在国内的发展前景十分广阔。从当前的趋势和政策来看，未来几年，3D打印技术将在更多领域得到应用，市场规模有望持续增长。技术创新是推动3D打印行业发展的关键。未来，国内企业应加大研发投入，提高3D打印技术的精度、效率和稳定性，同时探索新的应用领域。例如，在医疗领域，3D打印可用于制造更精确的医疗器械和定制化的生物植入物；在建筑领域，3D打印可用于快速建造房屋和大型结构件。完善3D打印产业链，提高原材料、设备、软件等各个环节的自主创新能力，是国内3D打印行业发展的重点。同时，制定和完善行业标准，促进产业规范化发展，也是必不可少的。这将有助于提升国内3D打印产品的质量和竞争力。政府应继续出台支持3D打印行业发展的政策，如提供税收优惠、资金支持等，降低企业创新成本，激发市场活力。同时，通过举办展览、论坛等活动，加强行业交流与合作，推动3D打印技术在更广泛领域的应用。3D打印行业的发展需要高素质的人才支撑。因此，加强人才培养和团队建设是行业发展的重要保障。高校和科研机构应设立更多与3D打印相关的专业和课程，培养具备创新思维和实践能力的专业人才。同时，企业也应重视内部团队建设，吸引和留住优秀人才，为企业的长远发展提供坚实的人才基础。在全球化的背景下，加强国际合作与交流是提升国内3D打印行业水平的重要途径。通过参与国际展览、合作项目等方式，学习借鉴国际先进技术和管理经验，有助于提升国内3D打印行业的整体水平。也应积极推广国内的3D打印技术和产品，提升国际影响力。国内3D打印行业在面临诸多机遇的也面临着挑战。只有不断创新、完善产业链、加强政策支持、培养人才、深化国际合作与交流，才能推动3D打印行业持续健康发展，为我国的科技进步和产业升级做出更大贡献。六、结论随着科技的不断发展，3D打印技术已经在国内取得了显著的进步和广泛的应用。从最初的探索阶段，到现在成为众多行业的重要工具和手段，3D打印行业在国内的发展已经形成了独特的格局和优势。从政策层面来看，国家对3D打印技术的重视和支持为行业的快速发展提供了有力保障。各级政府出台的一系列政策和规划，为3D打印行业在国内的发展提供了广阔的空间和机遇。从产业链角度来看，国内3D打印行业已经形成了从原材料、设备、技术到应用服务的完整产业链。尤其在设备和技术方面，国内企业已经具备了较强的自主研发能力和创新能力，部分产品和技术甚至已经达到了国际领先水平。从应用领域来看，3D打印技术在航空航天、汽车制造、医疗、建筑等领域得到了广泛应用，为这些行业的发展提供了强有力的支撑。同时，随着技术的不断进步和应用领域的拓展，3D打印技术还将有更广阔的应用前景。然而，我们也要看到，国内3D打印行业在发展过程中还存在一些问题和挑战。比如，部分关键技术和设备还依赖进口，自主创新能力还有待加强；行业标准体系尚不完善，市场监管需要加强；部分应用领域对3D打印技术的认知和应用水平还有待提高等。国内3D打印行业在取得显著进步的也面临着一些问题和挑战。未来，我们需要继续加强政策支持、技术研发、人才培养等方面的工作，推动3D打印行业在国内实现更高水平的发展。我们也要积极探索新的应用领域和市场空间，为行业发展注入新的动力和活力。参考资料：3D打印技术自问世以来，已在各个领域掀起了一场革命。作为3D打印技术的核心，3D打印材料的发展也引发了广泛的。本文将详细阐述3D打印材料的发展现状、应用前景以及未来挑战。随着3D打印技术的进步，3D打印材料市场迅速发展，呈现出多元化、专业化的特点。据统计，全球3D打印材料市场规模已从2015年的7亿美元增长至2022年的56亿美元。目前，3D打印材料的种类繁多，包括聚合物材料、金属材料、陶瓷材料等。其中，聚合物材料市场占比最大，主要应用于消费品、电子设备等领域的生产；金属材料发展最快，已广泛应用于航空、航天、汽车等领域；陶瓷材料则因其高强度、高耐热性等特点，被广泛应用于高精度、高要求的领域。聚合物材料：主要包括塑料、橡胶等，具有加工容易、成本低等优势。在3D打印中，聚合物材料多用于打印模型、零件等，也可用于生产医疗器械、艺术品等。金属材料：包括不锈钢、铝合金、钛合金等，通过3D打印技术，金属材料可实现高精度、高效率的生产。在航空、航天、汽车等领域，金属3D打印材料的发展前景广阔。陶瓷材料：具有高强度、高耐热性、化学稳定性等特点，是高精度、高要求领域的优选材料。陶瓷3D打印材料在电子、光学、生物等领域有广泛应用前景。随着3D打印技术的不断创新，光固化技术、熔融沉积技术、生物打印技术等已成为研究热点。光固化技术：利用紫外线照射液态光敏树脂，使其发生固化反应，从而完成物体打印。光固化技术的优势在于精度高、表面质量好，但光固化树脂的材料成本较高。熔融沉积技术：将丝状材料如塑料、金属等加热至熔融状态，然后按照预设的形状逐层打印。熔融沉积技术的特点是易于操作、成本低，但打印精度相对较低。生物打印技术：利用含有生物细胞或生物分子的生物墨水进行打印。生物打印技术在生物医学领域具有巨大的应用潜力，如组织工程、药物筛选等。随着3D打印技术的不断发展，3D打印材料的应用领域越来越广泛。在医疗领域，3D打印材料已用于生产定制的医疗器械、人工关节等；在建筑领域，通过3D打印技术，可以实现建筑模型的快速制作和建筑设计；在汽车领域，金属3D打印材料为汽车制造业带来了新的生产方式，可实现零部件的高效生产。在航空航天、电子、光学等领域，3D打印材料也展示了广阔的应用前景。随着科技的不断进步，3D打印材料的发展前景可观。未来，3D打印材料将朝着高性能、多元化、环保化的方向发展。同时，如何降低3D打印材料的成本、提高打印效率以及推动行业标准化发展，将成为亟待解决的挑战。在市场方面，预计未来3D打印材料市场规模将持续扩大，应用领域将不断拓展。同时，随着技术的进步和应用范围的扩大，新的商业模式和产业生态也将逐步形成。3D打印材料的发展现状和应用前景引人瞩目。在聚合物、金属和陶瓷等多种材料的推动下，3D打印技术的应用范围日益广泛。随着技术的不断进步和市场的不断扩大，我们有理由相信，3D打印材料将在未来发挥更大的作用，为人类的生产和生活带来更多的便利和价值。我们也应到其中所面临的挑战，例如材料的性能和成本问题以及市场和应用的推广等。因此，我们需要持续进行科技创新和产业协作，以推动3D打印材料的进一步发展与应用。3D打印（3DP）即快速成型技术的一种，又称增材制造，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。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工（AEC）、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，美国加州大学圣迭戈分校首次利用快速3D打印技术，制造出模仿中枢神经系统结构的脊髓支架，成功帮助大鼠恢复了运动功能。2020年5月5日，中国首飞成功的长征五号B运载火箭上，搭载着“3D打印机”。这是中国首次太空3D打印实验，也是国际上第一次在太空中开展连续纤维增强复合材料的3D打印实验。3D打印在医学界应用，根据患者需求进行个性化护理的优秀工具，可同时简化医生、护士、药剂师等专业人员的操作。3D打印技术出现在20世纪90年代中期，实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。它与普通打印工作原理基本相同，打印机内装有液体或粉末等“打印材料”，与电脑连接后，通过电脑控制把“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。这打印技术称为3D立体打印技术。1986年，美国科学家CharlesHull开发了第一台商业3D印刷机。1995年，美国ZCorp公司从麻省理工学院获得唯一授权并开始开发3D打印机。2005年，市场上首个高清晰彩色3D打印机SpectrumZ510由ZCorp公司研制成功。2010年11月，美国JimKor团队打造出世界上第一辆由3D打印机打印而成的汽车Urbee问世。2011年7月，英国研究人员开发出世界上第一台3D巧克力打印机。2011年8月，南安普敦大学的工程师们开发出世界上第一架3D打印的飞机。2012年11月，苏格兰科学家利用人体细胞首次用3D打印机打印出人造肝脏组织。2013年10月，全球首次成功拍卖一款名为“ONO之神”的3D打印艺术品。2013年11月，美国德克萨斯州奥斯汀的3D打印公司“固体概念”(SolidConcepts)设计制造出3D打印金属手枪。2018年8月1日起，3D打印枪支将在美国合法，3D打印手枪的设计图也将可以在互联网上自由下载。2018年12月10日，俄罗斯宇航员利用国际空间站上的3D生物打印机，设法在零重力下打印出了实验鼠的甲状腺。2019年1月14日，美国加州大学圣迭戈分校在《自然·医学》杂志发表论文，首次利用快速3D打印技术，制造出模仿中枢神经系统结构的脊髓支架，在装载神经干细胞后被植入脊髓严重受损的大鼠脊柱内，成功帮助大鼠恢复了运动功能。该支架模仿中枢神经系统结构设计，呈圆形，厚度仅有两毫米，支架中间为H型结构，周围则是数十个直径200微米左右的微小通道，用于引导植入的神经干细胞和轴突沿着脊髓损伤部位生长。2019年4月15日，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）。2022年3月，加拿大英属哥伦比亚大学（UBC）的科学家利用3D技术打印出人类睾丸细胞，并发现其有希望产生精子的早期迹象，世界上尚属首次。2022年4月，一项新3D打印系统发表在《自然》杂志上，这项新3D打印系统是由美国研究人员开发的一种在固定体积的树脂内打印3D物体的方法。打印物体完全由厚树脂支撑，就像一个动作人偶漂浮在一块果冻的中心，可从任何角度进行添加。可更轻松地打印日益复杂的设计作品，同时节省时间和材料。2022年6月，据外媒报道，一名来自墨西哥的20岁女性成为世界第一个通过3D打印技术成功进行耳朵移植的人。2022年11月，央视军事报道“3D打印技术在飞机上的应用我们已达到规模化、工程化处于世界领先位置”。2022年，哈尔滨工业大学重庆研究院项目负责人、博士生导师杨治华带领团队围绕“先进陶瓷及其智能制造技术”取得重大突破，掌握了结构功能一体化陶瓷及其器件制备核心技术，特别是攻克了陶瓷3D打印“定制化”关键技术，能够针对不同器件和需求进行规模化加工生产。2023年，俄罗斯门捷列夫化工大学开发出一种新的生物聚合物多相3D打印技术。2023年5月，以色列的一个食品科技公司成功地用3D打印技术制造出了世界首块人造鱼肉，而且口感和真鱼无异。2023年6月消息，包括澳大利亚皇家墨尔本理工大学、悉尼大学在内的国际研究团队将合金和3D打印工艺结合在一起，创造出了一种新的钛合金，这种合金在拉伸下坚固而不脆。日常生活中使用的普通打印机可以打印电脑设计的平面物品，而所谓的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，普通打印机的打印材料是墨水和纸张，而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是实实在在的原材料，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，比如打印一个机器人、打印玩具车，打印各种模型，甚至是食物等等。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打印存在着许多不同的技术。它们的不同之处在于以可用的材料的方式，并以不同层构建创建部件。3D打印常用材料有尼龙玻纤、耐用性尼龙材料、石膏材料、铝材料、钛合金、不锈钢、镀银、镀金、橡胶类材料。三维打印的设计过程是：先通过计算机建模软件建模，再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面，即切片，从而指导打印机逐层打印。设计软件和打印机之间协作的标准文件格式是STL文件格式。一个STL文件使用三角面来近似模拟物体的表面。三角面越小其生成的表面分辨率越高。PLY是一种通过扫描产生的三维文件的扫描器，其生成的VRML或者WRL文件经常被用作全彩打印的输入文件。打印机通过读取文件中的横截面信息，用液体状、粉状或片状的材料将这些截面逐层地打印出来，再将各层截面以各种方式粘合起来从而制造出一个实体。这种技术的特点在于其几乎可以造出任何形状的物品。打印机打出的截面的厚度（即Z方向）以及平面方向即-Y方向的分辨率是以dpi（像素/英寸）或者微米来计算的。一般的厚度为100微米，即1毫米，也有部分打印机如ObjetConnex系列还有三维Systems'ProJet系列可以打印出16微米薄的一层。而平面方向则可以打印出跟激光打印机相近的分辨率。打印出来的“墨水滴”的直径通常为50到100个微米。用传统方法制造出一个模型通常需要数小时到数天，根据模型的尺寸以及复杂程度而定。而用三维打印的技术则可以将时间缩短为数个小时，当然其是由打印机的性能以及模型的尺寸和复杂程度而定的。传统的制造技术如注塑法可以以较低的成本大量制造聚合物产品，而三维打印技术则可以以更快，更有弹性以及更低成本的办法生产数量相对较少的产品。一个桌面尺寸的三维打印机就可以满足设计者或概念开发小组制造模型的需要。三维打印机的分辨率对大多数应用来说已经足够（在弯曲的表面可能会比较粗糙，像图像上的锯齿一样），要获得更高分辨率的物品可以通过如下方法：先用当前的三维打印机打出稍大一点的物体，再稍微经过表面打磨即可得到表面光滑的“高分辨率”物品。有些技术可以同时使用多种材料进行打印。有些技术在打印的过程中还会用到支撑物，比如在打印出一些有倒挂状的物体时就需要用到一些易于除去的东西（如可溶物）作为支撑物。虽然高端工业印刷可以实现塑料、某些金属或者陶瓷打印，但无法实现打印的材料都是比较昂贵和稀缺的。另外，打印机也还没有达到成熟的水平，无法支持日常生活中所接触到的各种各样的材料。研究者们在多材料打印上已经取得了一定的进展，但除非这些进展达到成熟并有效，否则材料依然会是3D打印的一大障碍。3D打印技术在重建物体的几何形状和机能上已经获得了一定的水平，几乎任何静态的形状都可以被打印出来，但是那些运动的物体和它们的清晰度就难以实现了。这个困难对于制造商来说也许是可以解决的，但是3D打印技术想要进入普通家庭，每个人都能随意打印想要的东西，那么机器的限制就必须得到解决才行。在过去的几十年里，音乐、电影和电视产业中对知识产权的关注变得越来越多。3D打印技术也会涉及到这一问题，因为现实中的很多东西都会得到更加广泛的传播。人们可以随意复制任何东西，并且数量不限。如何制定3D打印的法律法规用来保护知识产权，也是我们面临的问题之一，否则就会出现泛滥的现象。道德是底线。什么样的东西会违反道德规律是很难界定的，如果有人打印出生物器官和活体组织，在不久的将来会遇到极大的道德挑战。3D打印技术需要承担的花费是高昂的。第一台3D打印机的售价为1万5。如果想要普及到大众，降价是必须的，但又会与成本形成冲突。每一种新技术诞生初期都会面临着这些类似的障碍，但相信找到合理的解决方案3D打印技术的发展将会更加迅速，就如同任何渲染软件一样，不断地更新才能达到最终的完善。3D打印技术是无法应用于大量生产，所以有些专家鼓吹3D打印是第三次工业革命，这个说法只是个噱头。富士康为苹果代工生产iPhone已经多年。郭台铭以3D打印制造的手机为例，说明3D打印的产品只能看不能用，因为这些产品上不能加上电子元器件，无法为电子产品量产。3D打印即使不生产电子产品，但受材料的限制，可以生产的其他产品也很少，“即使生产出来的产品，也无法量产，而且一摔就碎。“3D打印的确更适合一些小规模制造，尤其是高端的定制化产品，比如汽车零部件制造。虽然主要材料还是塑料，但未来金属材料肯定会被运用到3D打印中来，”克伦普说，3D打印技术先后进入了牙医、珠宝、医疗行业，未来可应用的范围会越来越广。2014年11月末，3D打印技术被《时代》周刊为2014年25项年度最佳发明。对消费者和企业而言，这是个福音。仅在过去一年中，中学生们3D打印了用于物理课实验的火车车厢，科学家们3D打印了人类器官组织，通用电气公司则使用3D打印技术改进了其喷气引擎的效率。美国三维系统公司的3D打印机能打印糖果和乐器等，该公司首席执行官阿维·赖兴塔尔说:“这的确是一种巧夺天工的技术。”2018年12月3日，这台名为Organaut的突破性3D打印装置，执行“58号远征”（Expedition58）任务的“联盟MS-11”飞船送往国际空间站。打印机由Invitro的子公司“3D生物打印解决方案”（3DBioprintingSolutions）公司建造。Invitro随后收到了从国际空间站传回的一组照片，通过这些照片可以看到老鼠甲状腺是如何被打印出来的。美国计划于2019年春季将生物打印机送上国际空间站。2020年5月5日，中国首飞成功的长征五号B运载火箭上，搭载着新一代载人飞船试验船，船上还搭载了一台“3D打印机”。这是中国首次太空3D打印实验，也是国际上第一次在太空中开展连续纤维增强复合材料的3D打印实验。2014年7月1日，美国海军试验了利用3D打印等先进制造技术快速制造舰艇零件，希望借此提升执行任务速度并降低成本。2014年6月24日至6月26日，美海军在作战指挥系统活动中举办了第一届制汇节，开展了一系列“打印舰艇”研讨会，并在此期间向水手及其他相关人员介绍了3D打印及增材制造技术。美国海军致力于未来在这方面培训水手。采用3D打印及其他先进制造方法，能够显著提升执行任务速度及预备状态，降低成本，避免从世界各地采购舰船配件。美国海军作战舰队后勤科副科长PhilCullom表示，考虑到成本及海军后勤及供应链现存的漏洞，以及面临的资源约束，先进制造与3D打印的应用越来越广，他们设想了一个由技术娴熟的水手支持的先进制造商的全球网络，找出问题并制造产品。2014年9月底，NASA预计将完成首台成像望远镜，所有元件基本全部通过3D打印技术制造。NASA也因此成为首家尝试使用3D打印技术制造整台仪器的单位。这款太空望远镜功能齐全，其8毫米的摄像头使其能够放进立方体卫星（CubeSat，一款微型卫星）当中。据了解，这款太空望远镜的外管、外挡板及光学镜架全部作为单独的结构直接打印而成，只有镜面和镜头尚未实现。该仪器将于2015年开展震动和热真空测试。这款长8毫米的望远镜将全部由铝和钛制成，而且只需通过3D打印技术制造4个零件即可，相比而言，传统制造方法所需的零件数是3D打印的5-10倍。在3D打印的望远镜中，可将用来减少望远镜中杂散光的仪器挡板做成带有角度的样式，这是传统制作方法在一个零件中所无法实现的。2014年8月31日，美国宇航局的工程师们刚刚完成了3D打印火箭喷射器的测试，本项研究在于提高火箭发动机某个组件的性能，由于喷射器内液态氧和气态氢一起混合反应，这里的燃烧温度可达到6000华氏度，大约为3315摄氏度，可产生2万磅的推力，约为9吨左右，验证了3D打印技术在火箭发动机制造上的可行性。本项测试工作位于阿拉巴马亨茨维尔的美国宇航局马歇尔太空飞行中心，这里拥有较为完善的火箭发动机测试条件，工程师可验证3D打印部件在点火环境中的性能。制造火箭发动机的喷射器需要精度较高的加工技术，如果使用3D打印技术，就可以降低制造上的复杂程度，在计算机中建立喷射器的三维图像，打印的材料为金属粉末和激光，在较高的温度下，金属粉末可被重新塑造成我们需要的样子。火箭发动机中的喷射器内有数十个喷射元件，要建造大小相似的元件需要一定的加工精度，该技术测试成功后将用于制造RS-25发动机，其作为美国宇航局未来太空发射系统的主要动力，该火箭可运载宇航员超越近地轨道，进入更遥远的深空。马歇尔中心的工程部主任克里斯认为3D打印技术在火箭发动机喷油器上应用只是第一步，我们的目的在于测试3D打印部件如何能彻底改变火箭的设计与制造，并提高系统的性能，更重要的是可以节省时间和成本，不太容易出现故障。本次测试中，两具火箭喷射器进行了点火，每次5秒，设计人员创建的复杂几何流体模型允许氧气和氢气充分混合，压力为每平方英寸1400磅。2014年10月11日，英国一个发烧友团队用3D打印技术制出了一枚火箭，他们还准备让这个世界上第一个打印出来的火箭升空。该团队于当地时间在伦敦的办公室向媒体介绍这个世界第一架用3D打印技术制造出的火箭。团队队长海恩斯说，有了3D打印技术，要制造出高度复杂的形状并不困难。就算要修改设计原型，只要在计算机辅助设计的软件上做出修改，打印机将会做出相对的调整。这比之前的传统制造方式方便许多。既然美国宇航局已经在使用3D打印技术制造火箭的零件，3D打印技术的前景是十分光明的。据介绍，这个名为“低轨道氦辅助导航”的工程项目由一家德国数据分析公司赞助。打印出的这枚火箭重3公斤，高度相当于一般成年人身高，是该团队用4年时间、花了6000英镑制造出来的。等一笔5万英镑的资助确定之后，他们将于今年底在新墨西哥州的美国航天港发射该火箭。一个装满氦的巨型气球将把火箭提升到20000米高空，装置在火箭里的全球定位系统将启动火箭引擎，火箭喷射速度将达到每小时1610公里。之后，火箭上的自动驾驶系统将引导火箭回返地球，而里头的摄像机将把整个过程拍摄下来。美国国家航空航天局（NASA）官网2015年4月21日报道，NASA工程人员正通过利用增材制造技术制造首个全尺寸铜合金火箭发动机零件以节约成本，NASA空间技术任务部负责人表示，这是航空航天领域3D打印技术应用的新里程碑。2015年6月22日报道，国营企业俄罗斯技术集团公司以3D打印技术制造出一架无人机样机，重8公斤，翼展4米，飞行时速可达90至100公里，续航能力1至5小时。公司发言人弗拉基米尔·库塔霍夫介绍，公司用两个半月实现了从概念到原型机的飞跃，实际生产耗时仅为31小时，制造成本不到20万卢布（约合3700美元）。2016年4月19日，中科院重庆绿色智能技术研究院3D打印技术研究中心对外宣布，经过该院和中科院空间应用中心两年多的努力，并在法国波尔多完成抛物线失重飞行试验，国内首台空间在轨3D打印机宣告研制成功。这台3D打印机可打印最大零部件尺寸达200×130mm，它可以帮助宇航员在失重环境下自制所需的零件，大幅提高空间站实验的灵活性，减少空间站备品备件的种类与数量和运营成本，降低空间站对地面补给的依赖性。2023年3月22日，美国相对航天公司在佛罗里达州卡纳维拉尔角发射一枚“3D打印火箭”，但火箭未能进入预定轨道。这枚火箭高约5米，包括发动机在内，火箭85%的组件由合金金属材料3D打印而成，为全球首例。医学界的3D打印是根据患者需求进行个性化护理的优秀工具，可同时简化医生、护士、药剂师等专业人员的操作。配备3D打印机的未来医院将能复制数万个医疗设备的模型，其中包含描述制造过程的技术文件和产品符合要求的验证。目前，3D打印在医疗保健行业中的一些应用主要是打印设备（辅助设备、注射器、手术器械）；打印解剖结构以方便术前培训；打印定制部件（假肢、牙冠、移植物）以及生物打印。日本筑波大学和大日本印刷公司组成的科研团队2015年7月8日宣布，已研发出用3D打印机低价制作可以看清血管等内部结构的肝脏立体模型的方法。据称，该方法如果投入应用就可以为每位患者制作模型，有助于术前确认手术顺序以及向患者说明治疗方法。这种模型是根据CT等医疗检查获得患者数据用3D打印机制作的。模型按照表面外侧线条呈现肝脏整体形状，详细地再现其内部的血管和肿瘤。由于肝脏模型内部基本是空洞，重要血管等的位置一目了然。据称，制作模型需要少量价格不菲的树脂材料，使原本约30万至40万日元(约合人民币5万至2万元)的制作费降到原先的三分之一以下。利用3D打印技术制作的内脏器官模型主要用于研究，由于价格高昂，在临床上没有得到普及。科研团队表示，他们一方面争取到2016年度实现肝脏模型的实际应用，另一方面将推进对胰脏等器官模型制作技术的研发。2014年8月28日，46岁的周至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，在当地医院手术后，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，至于语言功能还得术后看恢复情况。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，这次的手术比较特殊的是，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。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”。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。2014年10月13日，纽约长老会医院的埃米尔·巴查博士(Dr.EmileBacha)医生就讲述了他使用3D打印的心脏救活一名2周大婴儿的故事。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。巴查医生说，他使用了婴儿的MRI数据和3D打印技术制作了这个心脏模型。整个制作过程共花费了数千美元，不过他预计制作价格会在未来降低。3D打印技术能够让医生提前练习，从而减少病人在手术台上的时间。3D模型有助于减少手术步骤，使手术变得更为安全。2015年1月，在迈阿密儿童医院，有一位患有“完全型肺静脉畸形引流(TAPVC)”的4岁女孩AdanelieGonzalez，由于疾病她的呼吸困难免疫系统薄弱，如果不实施矫正手术仅能存活数周甚至数日。心血管外科医生借助3D心脏模型的帮助，通过对小女孩心脏的完全复制3D模型，成功地制定出了一个复杂的矫正手术方案。最终根据方案，成功地为小女孩实施了永久手术，现在小女孩的血液恢复正常流动，身体在治疗中逐渐恢复正常。2015年8月5日，首款由Aprecia制药公司采用3D打印技术制备的SPRITAM（左乙拉西坦，levetiracetam）速溶片得到美国食品药品监督管理局（FDA）上市批准，并将于2016年正式售卖。这意味着3D打印技术继打印人体器官后进一步向制药领域迈进，对未来实现精准性制药、针对性制药有重大的意义。该款获批上市的“左乙拉西坦速溶片”采用了Aprecia公司自主知识产权的ZipDose3D打印技术。通过3D打印制药生产出来的药片内部具有丰富的孔洞，具有极高的内表面积，故能在短时间内迅速被少量的水融化。这样的特性给某些具有吞咽性障碍的患者带来了福音。这种设想主要针对病人对药品数量的需求问题，可以有效地减少由于药品库存而引发的一系列药品发潮变质、过期等问题。事实上，3D打印制药最重要的突破是它能进一步实现为病人量身定做药品的梦想。最近科学家们为传统的3D打印身体部件增添了一种钛制的胸骨和胸腔—3D打印胸腔。这些3D打印部件的幸运接受者是一位54岁的西班牙人，他患有一种胸壁肉瘤，这种肿瘤形成于骨骼、软组织和软骨当中。医生不得不切除病人的胸骨和部分肋骨，以此阻止癌细胞扩散。这些切除的部位需要找到替代品，在正常情况下所使用的金属盘会随着时间变得不牢固，并容易引发并发症。澳大利亚的CSIRO公司创造了一种钛制的胸骨和肋骨，与患者的几何学结构完全吻合。CSIRO公司根据病人的CT扫描设计并制造所需的身体部件。工作人员会借助CAD软件设计身体部分，输入到3D打印机中。手术完成两周后，病人就被允许离开医院了，而且一切状况良好。2015年10月，中国863计划3D打印血管项目取得重大突破，世界首创的3D生物血管打印机由四川蓝光英诺生物科技股份有限公司成功研制问世。该款血管打印机性能先进，仅仅2分钟便打出10厘米长的血管。不同于市面上现有的3D生物打印机，3D生物血管打印机可以打印出血管独有的中空结构、多层不同种类细胞，这是世界首创。2018年8月，美国明尼苏达大学研究人员开发出一种新的多细胞神经组织工程方法，利用3D打印设备制出生物工程脊髓。研究人员称，该技术有朝一日或可帮助长期遭受脊髓损伤困扰的患者恢复某些功能。2020年7月，美国明尼苏达大学研究人员在最新一期《循环研究》杂志上发表报告称，他们在实验室中用人类细胞3D打印出了功能正常的厘米级人体心脏肌泵模型。研究人员称，这种能够发挥正常功能的心脏肌泵模型系统对于心脏病研究来说具有重要意义，而他们的成果向制造人类心脏这样的大型腔室模型迈出了关键一步。2022年，美国科学家首次成功地对乳腺癌肿瘤进行了3D生物打印。2014年8月，10幢3D打印建筑在上海张江高新青浦园区内交付使用，作为当地动迁工程的办公用房。这些“打印”的建筑墙体是用建筑垃圾制成的特殊“油墨”，按照电脑设计的图纸和方案，经一台大型3D打印机层层叠加喷绘而成，10幢小屋的建筑过程仅花费24小时。2014年9月5日，世界各地的建筑师们正在为打造全球首款3D打印房屋而竞赛。3D打印房屋在住房容纳能力和房屋定制方面具有意义深远的突破。在荷兰首都阿姆斯特丹，一个建筑师团队已经开始制造全球首栋3D打印房屋，而且采用的建筑材料是可再生的生物基材料。这栋建筑名为“运河住宅（CanalHouse）”，由13间房屋组成。这个项目位于阿姆斯特丹北部运河的一块空地上，有望3年内完工。在建中的“运河住宅”已经成了公共博物馆，美国总统奥巴马曾经到那里参观。荷兰DUS建筑师汉斯·韦尔默朗（HansVermeulen）在接受BI采访时表示，他们的主要目标是“能够提供定制的房屋。”2014年1月，数幢使用3D打印技术建造的建筑亮相苏州工业园区。这批建筑包括一栋面积1100平方米的别墅和一栋6层居民楼。这些建筑的墙体由大型3D打印机层层叠加喷绘而成，而打印使用的“油墨”则由建筑垃圾制成。2015年7月17日上午，由3D打印的模块新材料别墅现身西安，建造方在三个小时完成了别墅的搭建。据建造方介绍，这座三个小时建成的精装别墅，只要摆上家具就能拎包入住。2014年9月15日，世界上已经出现3D打印建筑、裙帽以及珠宝等，第一辆3D打印汽车也终于面世。这辆汽车只有40个零部件，建造它花费了44个小时，最低售价1万英镑（约合人民币11万元）。世界第一台3D打印车已经问世——这辆由美国LocalMotors公司设计制造、名叫“Strati”的小巧两座家用汽车开启了汽车行业新篇章。这款创新产品在为期六天的2014美国芝加哥国际制造技术展览会上公开亮相。用3D打印技术打印一辆斯特拉提轿车并完成组装需时44小时。整个车身上靠3D打印出的部件总数为40个，相较传统汽车20000多个零件来说可谓十分简洁。充满曲线的车身由先由黑色塑料制造，再层层包裹碳纤维以增加强度，这一制造设计尚属首创。汽车由电池提供动力，最高时速约64公里，车内电池可供行驶190至240公里。尽管汽车的座椅、轮胎等可更换部件仍以传统方式制造，但用3D制造这些零件的计划已经提上日程。制造该轿车的车间里有一架超大的3D打印机，能打印长3米、宽5米、高1米的大型零件，而普通的3D打印机只能打印25立方厘米大小的东西。2014年10月29日，在芝加哥举行的国际制造技术展览会上，美国亚利桑那州的LocalMotors汽车公司现场演示世界上第一款3D打印电动汽车的制造过程。这款电动汽车名为“Strati”，整个制造过程仅用了45个小时。Strati采用一体成型车身，最大速度可达到每小时40英里（约合每小时64公里），一次充电可行驶120到150英里（约合190到240公里）。Strati只有49个零部件，动力传动系统、悬架、电池、轮胎、车轮、线路、电动马达和挡风玻璃采用传统技术制造，包括底盘、仪表板、座椅和车身在内的余下部件均由3D打印机打印，所用材料为碳纤维增强热塑性塑料。Strati的车身一体成型，由3D打印机打印，共有212层碳纤维增强热塑性塑料。辛辛那提公司负责提供制造Strati使用的大幅面增材制造3D打印机，能够打印3英尺×5英尺×10英尺（约合90厘米×152厘米×305厘米）的零部件。最近来自美国旧金山的DivergentMicrofactories(DM)公司推出了世界上首款3D打印超级跑车“刀锋(Blade)”。该公司表示此款车由一系列铝制“节点”和碳纤维管材拼插相连，轻松组装成汽车底盘，因此更加环保。Blade搭载一台可使用汽油或压缩天然气为燃料的双燃料700马力发动机。此外由于整车质量很轻，整车质量仅为1400磅(约合64吨)，从静止加速到每小时60英里(96公里)仅用时两秒，轻松跻身顶尖超跑行列。2015年7月，美国旧金山的DivergentMicrofactories(DM)公司推出了世界上首款3D打印超级跑车“刀锋(Blade)”。2014年11月10日，全世界首款3D打印的笔记本电脑已开始预售了，它允许任何人在自己的客厅里打印自己的设备，价格仅为传统产品的一半。这款笔记本电脑名为Pi-Top，将会到2015年五月才会正式推出。但是，通过口耳相传，它已在两周内累计获得了6万英镑的预订单。许多女人深知，遇到一件很合身的衣服是很不容易的事，用3D打印机制作的衣服，可谓是解决女人们挑选服装时遇到困境的万能钥匙。一个设计工作室已经成功使用3D打印技术制作出服装，使用此技术制作出的服装不但外观新颖，而且舒适合体。这件裙子价格为9万人民币，制作过程中使用了2，279个印刷板块，由3316条链子连接。这种被称作“4D裙”的服装，就像编织的衣服一样，很容易就可以从压缩的状态中舒展开来。创始人之一，并担任创意总监的杰西卡回忆说这件衣服花费了大约48个小时来印制。这家位于美国马萨诸塞州的公司还编写了一个适用于智能手机和平板电脑的应用程序，这有助于用户调整自己的衣服。使用这个应用程序，可以改变衣服的风格和舒适性。2015年8月27日，深圳美女创客SexyCyborg发明了“无影高跟鞋”。它里面是空的，可以装进去一套安全渗透测试工具包。“无影高跟鞋”足以令一些美女级黑客轻松攻破某些企业或政府机构的防御，获取到有价值的重要信息。每只鞋里面都有一个抽屉，使用者不用脱鞋就能把它拿下来。然后再把一套渗透测试套件装进去，其中的部件都是黑客用的装备。瑞士洛桑时尚设计团队使用3d打印技术为客户量身定制内衣，他们设计的内衣极具想象力。设计师使用3d打印笔，通过点,圆,线的结合，勾画出一个个精美的图2019年5月14日，中国自主研制的第五代深水整平船“一航津平2”日前在江苏南通下水，集基准定位、石料输送、高精度铺设整平、质量检测验收等于一体，从船体设计到建造均实现了国产化，多项性能居国际领先水平。“一航津平2”投产后将进一步巩固中国在海底隧道基础施工领域的世界领先地位。“一航津平2”因其铺设作业的高效率和自动化，被形象地称为深水碎石铺设的“3D打印机”。当一间实验室作出了图纸，需要拿出来共享时，会发现有太多的格式和标准了，因此，3D打印原型机这个领域看起来像是野蛮生长，毫无标准。当有了统一的标准后，3D打印行业将会迎来开源。太多的团队注重提高自己的3D打印水平，在自我的闭环中发展。实际上，行业需要设备和软件的开源，在统一的标准下产生更多有用、高效、开放的创新。原型机打印并不受到重视，所以很多医疗器械商都是在一个脏乱、布满灰尘的地方放置打印设备。其实，现在已经有商业化运营的3D打印实验室，来帮助这些企业打印出质量更高的原型机。2023年，麻省理工学院工程师团队开发出一种程序，可3D打印患者柔软而灵活的心脏复制品，并可控制其泵送动作，以模仿患者的泵血能力；伦斯勒理工学院科学家团队首次在实验室培养的人类皮肤组织中3D打印出毛囊。2015年8月23日，中共中央政治局常委、国务院总理李克强主持国务院专题讲座，讨论加快发展先进制造与3D打印等问题。2013年9至12月，日本横滨某大学职员居村佳知用家里的电脑和3D打印机制作出树脂材料的枪支部件，并组装成两把手枪。2013年11月，涉案男子居村佳知在社交网络上称“虽然已经依照《枪刀法》进行了改造，但仍有被警察搜查的风险，可这是有意义的行为”、“我要进行日本第一把6连发3D打印左轮手枪的试射”，暗示将公布试射视频。居村随后在视频网站上传了自制左轮手枪的射击视频。神奈川警方2014年掌握这些线索后，随即对其展开了调查。2014年10月20日，日本横滨地方法院对前大学职员居村佳知被控违反《枪刀法》和《武器等制造法》用3D打印机自制手枪案做出判决，判处被告有期徒刑两年。检方求刑3年零6个月。检方在总结陈词中指出，被告在网上公开枪支制造方法和3D数据，滥用3D打印机可能会从根本上颠覆通过枪支管制维护的社会治安，“刑事责任重大”。辩方则表示“被告并未意识到自己违法”，要求判处缓刑。2022年6月，澳大利亚一名18岁男子涉嫌在家中用三维（3D）打印机打造出一支功能齐全的枪，受到涉枪犯罪指控。当地时间2023年3月11日，在佛罗里达州的卡纳维拉尔角空军基地，世界上首枚3D打印火箭，也就是美国相对航天公司的“人族一号”多次尝试发射均宣告失败，这也是在不到一周的时间内，该火箭再次被迫推迟发射。2024年1月，俄罗斯乌拉尔联邦大学科研人员将钕、铁和硼的纳米晶体合金粉末通过3D打印技术制成任意形状的磁铁，在室温情况下比其他类型磁铁能储存更多“磁性”能量，具有高矫顽力，且不含钴。研究结果发表在《JournalofMagnetismandMagneticMaterials》杂志上。科研人员研究了纳米晶体合金再磁化过程，提出了材料颗粒接触时材料参数改变的模型，能完美描述实验中观察到的性能，为创建磁性系统奠定了基础。这种技术能使高科技设备的永磁材料更小型化、轻便，成本更低。下一步，科研人员将研究通过3D打印的材料再磁化过程，寻找获得与永磁材料相当磁性的方法。3D打印技术，一种快速成型的技术，正逐渐改变我们的生产方式和生活方式。它通过数字技术制造出各种形状复杂的产品，从原型制造到各种领域的应用，取得了巨大的发展成就。本文将详细介绍3D打印技术的发展现状以及未来展望。3D打印技术从上世纪90年代开始发展，经历了巨大的变化。在初期，3D打印技术主要应用于原型制造，为设计师和工程师提供快速可靠的原型制作方式。随着技术的不断进步和应用领域的拓展，3D打印技术逐渐进入到医疗、建筑、