3d打印技术论文范文精选

一、关于3D打印

1.何为3D打印3D打印的正式名称是增材制造，产生于20世纪80年代末，近几年来，由于电脑、设计软件、新材料等的发展，它迅速发展，并广为人知。但在这种极大知名度的表面“繁荣”下，人们对它的了解仍较多地局限于概念想象，甚至仅仅是只知其名而已，更遑论对它在实际生产生活中的应用、影响、意义等有所思考、回应。作为一种增材制造技术，3D打印通过粉末或液态材料的层层堆积来进行制作，其产品可以小到肉眼看不见，也可以大到汽车、房屋，还可以是内部带有复杂中空形状的物体……由于3D打印是通过一层一层累积材料来进行制造的，所以可以生成以前无法以人工或传统机器生产的产品。按照成型工艺方式，3D打印基本上可以分为两类：选择性沉积打印和选择性黏合打印。前者通过挤压或喷射胶质、液体、粉末，并使之固化成层而得到成品，后者则通过激光层层固化设定区域内的粉末或液体进行成型制作。如果用日常生活中的现象进行不太恰当的类比说明的话，前者类似于蛋糕裱花层层堆积，后者类似于将一盆水逐层冻结直至形成冰坨。图1所示为选择性沉积打印，金属粉末被激光熔化，并在熔化的瞬间固化成层，然后累积成为想要的形状或物体。图2亦为选择性沉积打印，胶质材料被挤压出来并熔融成型，图中的白色物体尚未打印完成，仔细看图能发现在上部略偏右的位置有两个白色的细长条，这是挤压出来的打印材料。图3是选择性黏合打印，用激光把容器内的液体表面固化成型，固化层下沉，表面的液体再固化、下沉……如是层层累积，最终成型。

2.3D打印与艺术设计对于艺术设计和产品创新而言，3D打印技术的优势以及促进作用十分明显，它将极大地扩展设计创新的空间。这表现在几个方面：一是可以显著降低前期投入的研发成本和提高最终使用满意度。新的设计能通过3D打印而不是生产线进行单个或少量样品制造，进而获得试用反馈并做出相应改进。这种反复改进样品的过程，由于不需动用现有生产线，更无需专门引进新生产线，故而可以大大降低研发成本。而且，所有对样品的改进都是基于实际使用而不是电脑模拟的基础上做出的，所以更合乎用户的真实使用需要。二是可以降低生产成本。3D打印可以做到复杂形体一次成型，能在保证产品复杂化或多样化的同时，将零配件的安装最少化，从而缩短生产周期，在相同的时间内生产更多的产品，取得规模化效益。由此引出第三点，即设计师在设计时可以更少考虑生产成本和生产技术的限制，把机械制造的精准、批量与设计师的自由相结合。一些有复杂结构，机器或人工难以制作的产品能通过3D打印做出来，而且成本并不会因为结构复杂而增加，因为用3D打印制造一个复杂产品或一个简单产品都是将材料层层累加，故而成本基本一样。四是可以控制材料构成，能将传统生产过程中难以共存或同时运用的材料结合在一起，产生一种“新”材料，这种“新”材料的性能也将会有很大不同，对它的把握和应用无疑会推动设计新风的产生与发展。回顾设计的历史，很多经典作品无不与对新技术、新材料的把握和使用密切相关，比如钢板一次性冲压成型技术对于减少产品表面螺丝和接口的美学意义，再如塑料的轻松扭曲延展对于设计师实现设计理念的意义……3D打印这一技术及其所创造的“新”材料也必将产生或促进某种美学风格或设计新形态。环视我们周围的各种电器（此处是从宽泛的角度而言，指所有使用电的物品），它们所使用的电路板基本都是扁平的，上面的元器件只能一个一个单独安装，而不能合为一体。但3D打印也许可以通过创造“新”的材料，把多种元器件一次成型，电路板不再局限于扁平状，进而解放电器设计。或许在不远的将来，我们会看到C形甚至S形的手机。

3.3D打印的未来展望以及目前的限制因素除上述艺术设计方面的优势外，展望未来，3D打印还具有两大优势：一是能以较快的速度传输真实的物品，这实际是通过将数据信息上传而进行异地打印。二是可以按需制造、就近生产，减少仓储和物流成本。由于3D打印不依赖于传统生产线的批量化，故而可以在保证成本相同的前提下按需定量制造，而且可以在任何一个拥有相应打印设备的地方进行生产，从而减少仓储和物流成本。但是，与这种现在还处于展望阶段的“优势”相对的，也是更现实的问题是，3D打印目前尚不能形成规模，比较适合提供个性化服务的小型公司，而不具备规模效应。而且，它所使用的打印材料多为特殊加工制作而成，且必须从打印机提供商那里购买，不同厂商的材料不能通用，亦即尚无统一的行业标准。此外，由于其欠缺规模，导致与之相配套的设计软件种类很少，进而限制着它的实际应用。最后但同样很重要的问题是，现在我们一般所使用的电脑的处理能力跟不上3D打印技术的进步。综上种种，3D打印要想获得飞跃性的发展，还有一段较长的路要走。不过，虽然如此，考虑到不远的未来它将会对工艺美术产生的影响，仍有将此二者进行关联讨论的必要性。

二、科技与工艺美术

1.新科技、新生产方式vs手工制造回顾历史，检视现在，我们都可以清晰地看到，无论是工艺美术还是艺术设计都大大受惠于新技术、新生产方式的产生和发展。比如没有快轮技术的产生，原始社会龙山文化著名的蛋壳黑陶就不可能出现；没有冶金技术的发展，商周青铜艺术的辉煌也难以想象；工业革命以来，以蒸汽、电力等为主要动力的机器大批量生产方式迅速占据了社会生产的主要舞台，并以其低廉的生产成本和稳定的产品质量服务于全社会；在当代，成熟的纳米技术广泛应用于服装、陶瓷等与日常生活紧密相关的生产行业。在今天的工艺美术领域，既有传统的手工制作，也有对新技术的积极探索。图4所示为漆艺制作过程之一——苯板模型裱布，在漆艺制作中，每一步都需手工完成，现代机械仅在部分步骤中起辅助作用；图5是金属工艺的传统锻造步骤之一；图6是以新的气压成型法制作的金属材料的凳子和手镯，这种技术是把薄金属片的边缘铆合后，利用气压像吹气球一样迅速“吹”出预设的形状；是用新材料银黏土制作的首饰。银黏土是将银磨制成纳米级银粉，与水、特殊胶剂等混合而成的黏土状材料，塑形更为方便。基于以上实例，我们完全有理由相信，3D打印技术也会以自身的优势应用于并促进艺术设计和工艺美术的发展。此外，我们也必须看到，新技术在客观上会压缩工艺美术的发展空间。由于新技术，尤其是适用于大生产的新技术往往会带来产品成本的降低、质量的提升以及功能的完善，进而使产品以大批量而迅速流布于社会生活的各个角落，这就导致以个体或小作坊少量制作为主的产品即使具备质量和功能的优势，也会因成本因素而逐渐缩小市场。这也是今天的工艺美术生产主要为非实用品的一个重要原因。3D打印作为对现有工艺水平和机器生产能力的超越，既不同于以集体协作、批量生产为主的大机器工业，也有异于以个体手工少量制作为主的工艺美术，其对未来工艺美术的生存和发展空间会产生什么样的具体影响，目前尚不明晰。

2.工业美学、机器美学vs工艺美学这是两种不同的美学选择和生活方式，两者既互逆又互补。机器美学具有精确化、标准化、普适性、可大量复制等特征，工艺美学则具有非智性、偶然性、独特性、少量制作等特征。两者没有非此即彼的优劣高下之分，而是内含着不同的生活情怀。机器可以做到完美精确，每件产品都一样，十分标准；工艺美术产品则因手工制作而有较强的偶然性，很难找到两件完全相同的产品。机器制作按预设程序进行，基本与操作工人的感情无涉；工艺美术则蕴含着制作者的自然情感，甚至会因作者的情感变化而有很大不同。3D打印由设计者在电脑上进行数字建模，就设计者的个人劳动来说，它带有一定的情感因素，就电脑处理以及产品的同一性来说，它又带有标准化因素。这样一种混杂性也许是3D打印与工业和工艺既区别又联系的一个重要特点。

三、3D打印对工艺美术的促进作用

一、3D打印技术对于我国制造业的影响

减少人力成本根据相关的研究显示，一些类似机和火电等行业使用一些重型的机械以及高端的精密机械装备进行工作，这些精密的仪器和设备等在制造的过程中都会使用到很多的材料，并且还需要经过特别复杂的工序。像是一些类似于切割焊接等的制造过程都需要花费大量的人力来完成工程，这对于工人的技术的要求也非常高，另外这也对于员工的人身安全影响极大，对企业来说是一种重要的资源消耗。但是，3D打印技术能够实现一些操作过程的无缝连接，实现无缝连接能够使得大数目的螺丝螺帽在生产过程中的大部分流程成为多余，3D打印技术还能够使得结构之间的的相对稳定性能和连接的强度得到大幅度的提升。跟传统的制造技术相比，3D打印的原理能够使用增加材料的方法来制造出更为复杂的形式的产品，这对于我国的制造业来说大有裨益。因此，3D打印技术能够对我国的制造业产生非常积极的影响，这其中的一个重要优势就是减少更多的人力成本。

二、增加创新机制

3D打印技术属于一种能够使用电脑来辅助技术来完成的一系列的数字性的切片，并且能够使用这些切片的相关信息来传送到打印机上面，之后再进行多层次的加工并且成形，简而言之就是把一些连续性的薄型的层面进行堆叠，一直到一个固态的物体能够成型。换而言之，3D打印技术和普通的打印机的相关工作原理非常相似，在和电脑进行连接之后，使用电脑进行控制将需要打印的材料来进行层层叠加，最后的环节是将计算机上面的蓝图变成为需要最后成型的实际物体。3D打印技术作为新兴技术的一个重要方面，它很可能能够从本质上改变很多的产品的生产的组织方式，更加吸引关注的是传统型的大规模产品生产的相关优势出现的削弱的情况，甚至是消失。这给中小企业特别是一些个体的企业的发展带来新的机遇，并且能够使用集中方式的生产规模来朝向分布式的生产方式前进。传统的制造业因为资金的问题使得一些创新项目很难顺利展开，严重阻碍制造业的发展。但是，目前很多中小企业可以使用3D打印技术来创新本企业的生产，为企业的发展创造新的机会。

三、缓解产能过剩

我国的传统制造业大部分都出现了产能过剩的问题，这些问题大部分都体现在钢铁等行业。这些行业的产能过剩问题在世界金融危机爆发之后尤为明显，并且还大范围地延伸到了汽车和机械等高科技的行业之中。在很长的一段时间内，我国的产能过剩问题还存在于一些整齐划一的生产企业上，这些产品生产出来都是一个样，长时间下来国内的需求很难消化这么多的产品，尽管在价格方面有很大的优势，但是在质量上并不能具备优势，出口的竞争优势丧失，产能过剩的问题又进一步体现出来。在3D打印技术出现之后，相关的产业负责人能够在打印技术的支持之下消费者根据自身的消费需求来量身定制属于自身的产品，这对于大多数的消费者来说具有很强的吸引力。这种量身定制的效果不但能够摸清市场的情况，还能够减少行业出现的产能过剩的问题，并且能够实现更加积极的销售效果，减少一些产品积压的情况出现。因此，3D打印技术对于我国制造业的影响还体现在缓解产能过剩方面，能够有效地缓解目前我国大多数制造行业出现的产能过剩的问题。结束语3D打印技术能够有效地减少一些人力资源的浪费，为我国的大多数制造行业节省物质和人力资金，还能够缩短一些作业的功效，对于促进我国制造业的科学发展至关重要。目前，我国的制造业还存在着一系列的技术和创新等方面的问题，3D打印技术能够提供一定的技术支持。笔者主要讨论3D打印技术对于制造业的影响，希望能够为促进我国的制造业的健康发展提供一定的帮助。

作者：耿锐单位：黑龙江佳木斯大学

一、3D打印技术在土木工程中的应用概述

目前的3D打印技术可以很大幅度的节约成本，并且还具有传统建筑所不具有的绿色、低碳和环保等优势。目前的3D打印技术不再需要数量非常庞大的建筑工程队伍，从很大程度上节约了劳动成本和提升了施工生产效率。而且现在的3D打印技术可以解决其他方式很难解决的高成本曲线建筑造型打印，并且其打印的强度更高，质量更加轻的混凝土建筑物。但是就目前的3D打印技术的发展现状来看，还不能够完成大体积的建筑物打印，而只能够通过打印构件来进行拼装，因此3D打印技术还无法在高层建筑中进行打印，如果要打印出几十层的建筑物，那么就需要设计出更加庞大的打印机，并且还要解决打印结构的强度问题。

二、3D打印技术在土木工程应用中的展望

首先，商品混凝土的原材料将会比现在的种类多出许多，应用的也将更为广泛，例如胶凝材料，未来可能将树脂材料、特种水泥材料，甚至是镁质胶凝材料作为其主要材料，此外，对于粗细的要求将会更加严格，以满足3D打印的实际需求，也有可能使用破碎工艺制造出现在没有的材料，并且外加剂也将会产生较大的改变，材料运用的不用将在混凝土中的作用也存在着巨大的差异。为了能够满足3D打印需求，混凝土不仅需要在空气中快速的凝结，而且其还应该具备优秀的流变性，骨料的粒径将进一步的缩小，粒径也更加趋于圆形，并且由于新型外加剂的使用，使得其能够完美的解决各层间的结合问题。其次，混凝土在配合比的设计上，可能还需要一些新的成熟的理论支撑，这是由于3D打印使用到的混凝土与传统混凝土有很大的差别，新的混凝土的各项性能也存在着巨大的差异，已经不是传统的水灰比、砂率等能够左右的，由于其性能发生了巨大的改变，如硬化能力、收缩能力等，目前的混凝土相关强度理论、水化理论等都无法应用到新的混凝土中。为了进一步的获得更耐久、更高强度、更完美的拌合物性能，需要从新的角度去进行实践，再得到新的理论，然后再不断的完善理论，找出新的配合比设计方法，并建立起相关的计算模型、硬化模型、寿命模型等。最后，由于3D打印机将会随机不间断进行工作，混凝土生产持续性上也会随着3D打印的全过程不断运转。因此整个工程施工将会在一个周期或者是一次性完成，那么这就给搅拌系统提出了很高的要求，使得整个搅拌工作能够在搅拌运输车上完成。

三、结束语

随着3D打印在未来的要求将不断的提高，那么对于生产系统的要求也将进一步的提高，如混凝土搅拌的匀质性、计量的精度、生产的效率等，所以使得商品混凝土行业的门槛也将有所提高，同时还需要经过系统化专业培训的工作人员才能够生产出更优秀的商品，才能更好的满足市场的需求。

作者:杨宇 单位：徐州工程学院土木工程学院

一、3D打印技术概念及特点

3D打印技术是数字化时代的重要产物，又被称为“添加制造”（AdditiveManufacturing）技术，它是以三维数字模型文件为基础，创新性地将信息、材料、生物、控制等技术融合渗透到一起，能以自身逐层添加打印的制造方式完美地实现各种材料的结合。3D打印技术自开发以来得到不断地发展，迅速被广泛应用于工业设计、建筑、军事、航天、医疗等不同领域，并取得一系列实质性的突破。3D打印技术相较于传统的大型增材制造设备来说，更加注重体现设备的小型化、智能化和个性化。3D打印技术发展到今天，已经能够在0.01mm的单层厚度上实现600dpi的精确分辨率，。并且适用于该技术的材料丰富，比如以生物细胞为材料，能够打印出器官、骨骼；以金属为材料，能够打印出机械零件；以沙子为材料，能够打印出建筑物；以玻璃为材料，能够打印出玻璃制品等。据不完全统计，截止到2012年年底，著名的3D打印成型公司Stratasys的产品已经发展为能支持123种不同材料进行3D打印，随着科学技术的创新和发展，这一数字将不断地被刷新。同时，在打印速度上，3D打印技术能实现垂直25.4mm/h以上。未来我们有理由相信，随着智能制造的逐渐深入发展与成熟，将会有更多新的信息技术、控制技术、材料技术等不断地投入应用，3D打印技术也会在此基础上被进一步推向更为广阔的领域。

二、3D打印技术在产品造型设计中的应用

近年来，3D打印技术在产品造型设计上应用越来越广泛，并且突破了以往单纯的常规几何形态，开始以更具创新性、类似于自然形态的精美造型出现在人们的日常生活中，以独特的制造方式和时代意义赋予我们的生活空间新的活力。比如在人们熟悉的服装领域中，著名的荷兰时装设计师IrisvanHerpen与Materialise在2013年初的巴黎时装展上合作制造的3D打印时装，给人带来强烈的视觉盛宴，风靡一时。此外，2011年Materialise公司提供以14K金和纯银为原材料的3D打印服务，更是为珠宝制造业带来巨大革新。由比利时公司MGX设计的分形桌子，设计师以数学特征中的自相似性为设计原理，以自然界中的分形生长为模型创造了这一作品，其成就是传统制造方式无法企及的。以现代装饰中的灯饰为例，2012年设计师宋波纹协同格物工作室，创新性地推出3D打印作品“十二水灯”，灯具快速成型材料为尼龙，其创作灵感来源于宋代画家马远的水画名作“十二水图”。在该造型设计中，设计师完美地将中国传统绘画的意境与传统思想中“格物致知”的观念进行融合，通过探究事物的发展规律，寻找智慧的源头。作品利用现代先进的制造技术向人们呈现出耳目一新的作品，并通过这种形式完成对文化的传承。所以，可以说，3D打印技术让产品的造型有了更为广阔的发展空间，同时也让产品的个性化特色更为突出。与传统机器生产和手工制造相比，3D打印技术突破了以往制造过程中受众多造型、材料和设备的限制，这在某种程度上促使其对产品造型的制造更加接近设计本来的要求，同时与产品造型设计随着时代、科技和人文艺术的发展而革新的历史使命相符。3D打印技术的应用，极大地开拓了设计师的想象思维，即使是外观再复杂的产品都能通过3D打印技术进行制造，并能保证与设计的浑然一体。这就促使设计师将关注力放在产品形态创意和功能创新上，不断实现超越。并且，随着产品造型设计的多元化，设计师开始重视体现产品的美学属性，将时尚化、个性化因素融入到产品造型的艺术化表现方式中，从而潜移默化地引导着消费者对产品造型审美观的变化。

三、3D打印技术在产品造型设计中的问题和展望

就目前而言，虽然3D打印技术在产品设计中发挥着越来越重要的作用，应用也越来越广泛。但是从整体上来说，3D打印技术在产品造型设计领域中的普及力度仍然比较弱。这可能是因为3D打印技术本身受自身打印机性能、打印材料、打印成本、打印精度等众多因素的影响，而不能得到全面的普及和应用，因此也就无法促使对3D打印技术的进一步研究和创新。另外，现阶段，3D打印技术的应用主要集中在服装、家具及相关家居用品等形态比较小的产品造型设计中，还没有广泛应用到较大型的产品设计上。并且一些产品在空间界面上的打印要求3D打印机和相关材料都必须有较高的质量，这样才能充分满足其在制造过程中来自各方面的要求。尽管如此，我们仍然有理由相信，随着科学技术的不断发展和数字化的持续创新，未来3D打印技术必然与计算机技术、云技术、信息技术、生物技术等更加紧密地结合在一起，最大限度地实现产品设计成果的资料共享。与此同时，国家和相关部门将会更加重视设计师的设计产权知识、消费者权益责任保障、资源利用和环境保护等一系列问题，为3D技术在产品设计领域的更深层次的发展提供良好的环境氛围。因此，在未来，3D打印技术也会在此基础上被进一步推向更为广阔的领域，直接影响着设计师的设计思路，不断突破传统的生产和制造方式，改变整个世界的面貌。

四、结语

3D打印技术作为数字化时代的重要产物，在产品造型设计中发挥着重要的作用，其在产品设计领域的迅速普及和广泛应用直接影响着设计师的设计思路和消费者的审美观，为产品造型设计开辟出更为广阔的发展空间。然而，现阶段3D技术由于受自身打印机性能、打印材料、打印成本、打印精度等众多因素的制约，仍需进一步深入研究和推广。尽管如此，随着今后科学技术的不断发展和数字化的持续创新，3D打印技术必然会得到更为广泛地研究和推广，以促进产品设计更快、更好地发展。

一、在产品设计领域应用的优势

（一）3D打印拓展了设计人员的想象空间

在后工业时代，每个人都是设计师，传统的设计师不再依靠自己的力量独立设计，而是扮演设计组织者的角色，组织有效的设计平台。3D打印是由计算机通过三维软件进行模型建造，并以STL的文件格式传输至3D打印机，3D打印机识别到片层截面，并完成文件输出。截面是由多个三角形面来模拟所设计的物品的表面形态，三角形面越小，物体打印的越精细。此外，VRML、WRL也是经常被使用的输入文件格式。设计师能够专注于产品形态创意和功能创新，即所谓“设计即生产”。设计师对产品形态的创作将更加挥洒自如，这是传统产品设计、手板模型制作等流程难以企及的。

（二）3D打印缩短了产品设计到成型的周期

当前，消费者对新奇产品的需要和渴望远远大于过去，3D打印等数码技术可以帮助厂家应对消费者瞬息万变的口味，设计师可以通过互联网这个开源平台进行设计，注重利基产品的开发和生产，进入产品和经营的长尾时代。3D打印更适合一些小规模制造，尤其是高端定制产品，比如零部件制造。虽然当前打印制造材料仍然以塑料为主，但金属材料肯定会在未来被运用到3D打印中来。可以预见，该技术将会在未来得到越来越广泛的应用。

（三）3D打印节省产品设计研发的成本

市场需要产品以最快的速度更新换代，但新产品生产出来后，若没有销路，则得不偿失。开发一副模具要几十万，甚至几百万，而利用3D打印技术，可以把产品先开发出来，如果该产品符合技术要求和市场需求，再进行模具开发，并进行进一步批量生产。此外，3D打印技术和传统模具制造技术可以实现相互补充，而未来的制造领域中，3D打印机可完成30%的产品，而70%由模具制完成。在产品设计方面，3D打印产品不需要昂贵的模具实现生产注塑，其所需的原材料和能源仅为传统方式的1/10，还降低了企业因开模不当造成的不必要损失和风险；3D打印可以制造曲面更复杂、造型更丰富的产品，可以为客户定制个性化产品，实现“即想即得”；3D打印产品也可以远程传输文件并异地打印，减少运输费用。3D打印的出现意义在于我们能够制造自己的产品供其他人进行消费，人们的设计创造才能被尽情释放，能够满足高层次的需要。

二、结语

1.3D打印技术的经济优势

近十几年来，在计算机功能的迅速提高、电脑设计软件的不断出新，自主创新能力的显著提高和互联网的推动下，3D打印技术迅速发展，在其发展过程中，其经济优势充分显示出来，主要包括以下几个方面：

1.1有利于实现绿色经济目标在传统的生产方式下，人们先生产所需要的零件，然后用这些零件进行组装来生产物品，然而3D打印技术能够使生产的物品的各部分一体化成型，不需要组装，与传统的生产方式相比，节省了运输费用和劳动力资源，环境污染也随之减少，有利于实现绿色生产。除此之外，3D打印技术还降低了废弃物的排放，据统计，传统的加工制造业中，有百分之九十左右的金属原材料被丢弃在车间里，而3D打印机技术将金属制造业的浪费大大降低。随着3D打印机技术水平的提高“净成型”制造将成为未来更加环保的生产方式。

1.2在变换产品样式或者生产复杂产品时不增加生产成本在传统的制造方式下，如果生产的产品越复杂，就会需要更多的时间、人力、物力和财力，使制造的难度增加，导致生产成本越高。然而，在利用3D打印技术的方式下制造一个复杂精美的产品与制造一个简单的方块所消耗的时间、生产成本以及技能方面一样，只不过是需要设计不同的模型和新的材料罢了。

2.3D打印技术对经济发展的作用

2.13D打印技术有利于培育新的经济增长点近几年来，3D打印技术迅速发展，很多国家已经加入到3D打印技术的应用与研发中来，几乎遍及所有领域，已经成为模具、现代模型和零件制造的有效手段。尤其是在国防军工、生物制药、航空航天、建筑工程、家电、教学研究等领域得到了一定的应用，取得了良好的效果。因此，3D打印技术必将成为各个领域大批量生产的主要模式。3D打印技术与现代工业、现代农业和现代服务业紧密结合，必将衍生出新的商业经营模式或者创造出新的经济增长点。在3D打印技术发展过程中，必然会提供很多就业岗位，有利于扩大就业范围和创业范围，能够充分地利用和发挥人力资源，有效地解决就业难的问题，充分体现了科学发展观的基本要求。

2.23D打印技术有利于提供有效供给随着科学技术的进步，人们的收入水平的不断提高，对于生活上的物质需求也越来越高，导致企业所生产的产品出现严重过剩的问题，消费者也买不到自己想要的产品，产品市场出现了供求矛盾，这种供不应求造成了稀缺资源的浪费。3D打印技术的出现在一定程度上缓解了这种供求矛盾，因为它可以按照消费者的个性化需求进行设计和制造产品，有利于实现市场供求平衡的状态，可以有效地提供给消费者独特的商品，有利于实现稀缺资源的充分利用和优化配置。

2.33D打印技术有利于经济发展方式的转变3D打印技术在生产复杂产品时不增加生产成本，有利于实现产品市场的供求平衡，而且其具有一种独特的优势，有利于化解在传统生产制造过程中遇到的技术性难题。如技术研发成本的计算、复杂形状的设计以及排放垃圾的技术等问题。然而这些问题在3D打印技术下，可以依靠其高端的技术实现三大产业的现代化，优化现代服务业、现代农业、现代工业的产业结构，实现三大产业的均衡发展，促进经济发展由“减材”生产转向“增材”生产，有利于减少稀缺资源的浪费，减少排放垃圾，促进经济发展与资源、人口和环境之间的协调发展，促进经济又好又快的发展。

摘 要：3D技术起源于20世纪80年代末，近年在各行各业应用广泛。本文将通过文献研究的方法对3D打印在建筑业的应用特点作出总结，以期对3D打印技术的应用研究作出理论依据和参考借鉴。

关键词：3D打印；文献综述；建筑业

从20世纪80年代起，随着计算机技术、新材料技术的快速发展，3D打印技术不断进步，逐渐走向人们的视野。李晓梅（2014）认为自3D打印机发明30余年来，经历了迅猛发展已成为当今最有生命力的先进制造技术之一[1]。

本文采用文献研究的方法，针对3D打印在建筑行业的应用找出优点及不足，为3D技术在建筑行业的应用提供发展方向和理论参考。

一、3D打印技术在建筑业的应用

（一）3D打印技术概念

江洪（2013）认为3D打印技术是一种增加制造技术，采用分层制造，逐层叠加的方式形成三维实体的技术[2]。李小丽（2014）总结道，3D打印是包括CAD建模、测量、材料、数控等学科[3]。

（二）3D打印技术在建筑业应用优点

[摘 要]针对3D打印技术的发展和应用，桌面打印技术应结合自身特点和发展放心，进行合理规划，以确保3D打印技术在桌面应用中的合理性、规范性，桌面3D打印技术的发展，应结合教学应用，加以推广，以确保接受者对相关信息的合理认知。本文对桌面3D打印技术原理及其在模具教学中的应用进行探讨，以实现对桌面3D打印技术的全面认识，结合模具教学的应用优势，进行合理结合，以推动桌面打印技术的推广。

[关键词]桌面打印技术；3D打印技术；模具教学

中图分类号：TG76 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）17-0240-01

3D打印技术在桌面应用中的推广，应结合模具教学的应用教学和理论授课，进行详细信息的介绍，有利于将桌面3D打印技术的相关应用原理及实践经验，进行合理转化，从而更有利于被接受和认识，客观上推动桌面3D打印技术的推广和应用。

一、3D打印技术的概念

（一）、3D打印技术的概念

3D打印技术，主要是指针对3D技术的优势，结合打印技术的需要，综合应用在打印设计中，其中主要运用3D技术的数字和信息优势，实现对金属等粘合材料的逐层打印处理。以此构成新物体的过程，被称为3D打印技术，同时也称为“叠加式制造”。针对3D打印技术，有利于运用计算机实现对打印信息的处理，从而推动对打印信息的自动化计算，有利于减少打印过程中返工、质量等问题。因此3D打印技术，运用对打印信息的三维处理，推动制造业的发展。

（二）、3D打印技术的分类

摘 要：3D打印技术被称为“具有工业革命意义的制造技术”，是《中国制造2025》突破发展的重点领域。该技术在教育行业的应用已崭露头角。然而3D打印作为创新技术如何与教学活动有机融合一直以来困扰着该项技术在教育领域的广泛应用，缺乏行业标准与应用规范、缺乏面向不同教育阶段的分层课程、缺乏硬件环境配备条件成为三大亟待解决的问题，本文给出了解决3D打印技术教育行业应用的具体方法。

关键词：3D打印；标准；教学应用；云平台

中图分类号：G434 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2017）05-0011-04

一、引言

3D打印技术作为一项对传统制造业具有颠覆意义的技术，近年来在世界范围内受到广泛关注，其主要生成流程包括两大步骤：基于计算机辅助软件设计立体模型，并通过3D打印机基于熔融、光固化等工艺逐层打印成品。[1]近年来，作为“增材制造”的主要实现形式，3D打印技术受到了我国政府的高度重视。进一步地，针对3D打印等新型数字化制造技术的研发和产业化，我国政府出台了《国家增材制造产业发展推进计划（2015-2016）》。此计划将3D打印技术发展规划提高到了国家战略发展的高度，不仅强调了3D打印教育的推广和普及，更强调了3D打印技术人才的培养。随后，在中国政府实施制造强国战略第一个十年的行动纲领《中国制造2025》中，3D打印被列为突破发展的重点领域。更为引人注目的是在国务院关于3D打印增材制造的专题讲座后，总理表示要在国内多个重点行业加速3D打印的装备和运用。

在教育行业发展领域中，3D打印技术的相关应用已经逐步引起国内外政府以及相关组织的高度重视。现阶段，针对3D打印教育价值的一系列探索性研究以及实践工作正在逐步开展中，并已取得了一些基础成果。国内，上海、青岛等教育发展先进地区已经成功地将3D打印引入基础教育领域。目前，上述先进地区通常在青少年活动中心配备3D打印机和扫描仪，同时定期邀请技术专家开设包括CAD建模和3D打印机操作实践等相关课程，最终以指导学生打印出自己设计的产品为基础教育阶段的教育实践目标。国外，在“人类学习可以通过制造和分享过程产生”的理念下，英国教育部与英国物理学会、英国全国数学教学创优中心和3D打印机厂商协调合作，进一步保障使用3D技术的学校可以得到良好的理论指导及技术支持。另外，为培养高中生的工程技术能力并激发学生对工程、设计、制造和科学相关课程的兴趣，美国以项目推进形式在高中大力推广3D打印机，例如，美国国防高级研究计划局制作实验和拓展项目等。不仅如此，作为预测影响全球教育领域的教学、学习和创造性探究新兴技术的权威报告，新媒体联盟地平线报告在基础教育、高等教育和图书馆教育的三个版本中，连续两年将教育应用中主流技术的重要进展聚焦到3D打印上。

3D打印技术涵盖包括信息技术、机械加工技术和新材料技术等多个学科领域的先进技术。在日常教育场景中，3D打印主要体现出以下三方面教育特性：其一，便于塑造可重用的多态教育对象，且可快速打印用于教学辅助的模型、标本等教具；其二，作为蕴涵“设计思维”的个性化创造工具，可以满足不同教育层次的学习者以专业制造水平实现个性化创意设的产品化需求；其三，便于打造虚实结合的教育创新应用平台，并可以基于3D打印技术建立创新实验室和创客空间，实现互联网和智能制造技术的协同创新。尽管目前3D打印技术在教育行业的创新性应用蓬勃发展，但是3D打印作为教育装备用于教育实践活动开展尚存在几点无法回避的关键性问题：

（1）3D打印作为教育领域的一种新技术，其教育行业的标准尚未建立，目前教育行业流通的3D打印机质量参差不齐，导致3D打印教学实践活动的质量、安全和教育适用性等方面无法保障；

现代社会中非常流行的3D打印技术是一种快速成形技术，这种先进的技术通过专业的3D扫描仪，扫描之后用计算机辅助软件设计制作出来。3D打印技术的应用优势有别于传统的工业制造，传统方法只能够在原材料上进行非常简单的切割加工，或者利用腐蚀等原理进行适当的雕琢，对于零部件的获取一般是通过去除多余部分来进行的，但是这种零部件最终还要通过组合拼装才能完成产品。而3D打印技术则可以快速地制作，不需要原材料和模具，根据环境艺术公司需要的实际物件组合的模型数据就可制造出产品，也就是说，3D打印技术是一种相加累计，通过增加的方式来生成任意物品，可以将生产资料的组合形式任意变化的一种非常适用的制造流程，缩短了制造的周期。3D打印技术在近二十年来取得了飞速的发展，并被应用到各行各业，尤其是对于环境艺术设计过程中的有关应用达到了艺术设计的巅峰，3D打印产业成为2012年美国十大增长最快的产业之一。

黄艳、王富瑞所著的《环境艺术设计概论（第2版）》一书由中国青年出版社出版。该书通过大量案例，通过对概念的描述和实证的结合，详细v述了3D打印技术对于环境艺术所带来的颠覆性革命。《环境艺术设计概论（第2版）》以理论为先导，宏观地解读了环境艺术设计的新理念，因此当之无愧地被教育部高等教育司作为普通高等教育十一五国家规划教材之一。环境艺术设计理论通常是以空间艺术所具有的艺术性本质和艺术表现的特征，为人们按照自身对于环境的生理和心理需求使用3D打印技术，作为空间艺术的灵魂，3D打印将快捷的制造艺术和传播学相结合，阐述了环境艺术设计理论这一具有功能性的实用型艺术学科。

3D打印技术从人体工程学、雕刻学、家具设计、装饰文化、材料学、软件操作等学科综合入手，对于室内外装潢设计、环境艺术景观设计、建筑规划设计、园林施工和施工管理等各方面都进行了非常细致周密的描述。《环境艺术设计概论（第2版）》的作者具有非常丰富的知识和很高的艺术素养，使《环境艺术设计概论（第2版）》的受众群体在进行学习的过程中动手操作能力得到快速提高。

3D打印技术在环境艺术中有着非常重要的应用，一般来说通过3D打印模型来完成设计作品就不需要让天马行空的艺术思维受到限制。由于之前的环境艺术作品在创作过程中要受限于实际的施工效果，而且手工的制作会大大延误工期，从而增加了产品的制造成本。3D打印技术就可以规避和杜绝这个弊端，可以随着科技的发展广泛地被应用到环境艺术设计的过程中，使得设计师头脑中的作品和手绘出的作品模型可以快速地转化为实际的制作实物。

《环境艺术设计概论（第2版）》一书系统地将环境艺术作为一个整体学科来进行描述，在该书中，环境艺术设计作为完整的实验对象，被综合地考虑到了技术领域以及方方面面，与3D打印技术的具体应用和环境艺术设计中的应用相结合。书中对环境艺术设计的实施进行了非常详尽的讲解，对3D技术的可操作性强、全面系统的特点和环境艺术本身的多面性进行了非常详细的描述。书中认为，3D技术是能够侧重可操作性的，可以指导人们在环境艺术设计过程中提出多项性问题，能够精益求精的一种环境艺术设计方法。

本文系2016年度江苏省教育厅高校哲学社会科学研究项目：“3D打印技术在产品设计中的应用”（项目编号：2016SJD760117）的阶段性研究成果。文中通过对3D打印技术在产品设计中的应用现状和发展前景进行深入研究，结果表明3D打印技术在现阶段相较于传统方式具有十分突出的优势，是一种能够符合创新式手法的模型设计技术。例如通过3D打印而成的各种灯具，光影融合设计非常独特，3D打印技术在环境设计应用中往往具有新潮前卫的特点，是设计师独具匠心的设计和创新意识的体现。输出的3D技术具体的打印材料、打印方法和打印质量以及技术指标参数的支持都说明得非常详细。由于规模在不断地扩大，室内外的景观设计都可以使用3D技术来进行，那么在环境艺术的塑造方面，无论是大城市还是小城市，整体景观还是微观景观，建筑规划还是园林设计，都具有与众不同的特点。3D打印技术在环境艺术设计过程中的广泛使用，也使得3D打印技术不断取得进步和提升。《环境艺术设计概论（第2版）》就是希望能够通过3D打印技术在环境艺术设计过程中的应用，对其符合艺术性特点和艺术家创意的本质进行贴合性的具体描述，最终促进3D打印技术在环境应用和具体设计方面的进步。

（常伟/硕士生，宿迁学院艺术与传媒学院讲师）