互联网+经济时代下校园3D打印技术应用现状及发展趋势

于晓彤 张孝文

（山东协和学院，山东 济南 250100）

一、3D 打印技术概述

（一）3D 打印技术的内涵

3D 打印技术最早出现于20 世纪 80 年代，2010年以后得到了迅速发展。在互联网+的经济时代下，3D 打印技术能使物品在短时间内固定成型，它让制造业在互联网+的背景下达到了突破性的创新，也为这种新技术未来的发展创造了无数可能性，呈现出新颖性和导向性的特点。

3D打印技术利用数字模型的三维文件，通过使用相关软件，将粉末状金属等可黏合的材料等塑性材料，运用现代数字科技，打印出“立体”化的产品。具体可以通过以下步骤来实现：第一，通过现代网络技术将产品的三维模型制作出来；其次，对三维虚拟模型进行分层加工处理；最后，把材料填充进去，按数据使用3D打印机制作产品，并进行后期工作[1]。

（二）3D 打印技术的优势

3D 打印技术的优势主要表现在：1.降低成本，节约资源。制造企业在制造比较复杂、技术性强的产品时，如果引用3D打印技术，结合互联网，通过电脑数据打印出三维虚拟模型，进行分层黏合处理，从而制造出相应的产品。由此可以看出，使用3D打印技术可以使制造过程变得简单化，不仅避免了资源的过度浪费，还能降低成本。2.可以进行灵活多样的设计。比起传统的制造方式，利用3D打印技术来制造物品需要先设计并制作相应的三维模型，这样物品的最终形态便可以更直观地呈现在人们面前，人们进行适当的修改和调整，有助于人们创造性的发挥；3.方便实用，应用范围广。3D 打印机材料的使用没有那么多限制，多种不同的材料可以在同一台机器上使用，方便实用，因此3D打印技术被各个行业和领域广泛关注和使用。

二、3D打印技术的应用现状

目前3D打印技术支持多种材料，尼龙、树脂、石膏或食物配料等材料都可以被使用，而且可以广泛应用在工业设计、建筑、汽车、教育、牙科、医疗等不同领域。目前3D打印技术因其先进性和新颖性在市场上具有很大优势，在各个领域的应用都能收获一定的成效。

（一）工业应用

“空气单车”即世界上第一辆打印自行车，是由英国布里斯托尔的航天公司采用3D打印技术打印制造出来的。这辆打印自行车所使用的尼龙材料不仅非常结实，堪比钢铁，甚至重量也比传统的金属材料轻，和传统制造自行车的过程不同的是，这辆“空气单车”的各个零部件，如车轮、轴承等，不是分批制造出来的，而是一次性打印出来的，也不需要将各个零部件再进行组装，打印出来以后，该自行车就能立即投入使用。由此可见，该自行车的制造过程比预想的要简单，空间彼此不相连的物体也能够被3D打印机轻而易举地打印出来[1]。

（二）医学应用

3D打印技术在医疗领域也有一定的应用，医院通过借助3D打印技术，对相关医学材料进行加工、处理，制造出人体器官，此人造器官在一定程度上可以用来替换人体生病或坏死的部分器官，能够有效避免器官感染或排斥等不良现象。因此随着3D打印技术的不断发展，它也会促进医学的进一步发展。

（三）日常生活应用

据了解，美国某大学利用3D打印技术研制出了一种食物制造设备即“3D食物打印机”，它是依据电脑的工作原理，在容器内（墨盒）预先放入液体状的相关食材和配料，借助配套的CAD软件，然后输入所需食谱，美食就这样轻松出炉了。使用“3D食物打印机”制作食物，可以很大程度地缩短从原材料到成品的环节，节省了食物制作的时间，从而避免食物加工、运输、包装等环节中的污染与破损等问题带来的不利影响。这种新颖的食物制造工具的出现，无疑是给厨师们制造更多精美、特色的美食起到了锦上添花的作用，也能够让口味挑剔的食客们品尝到更多种多样的色香味俱全的个性化美食。

（四）教育领域应用

按照传统的授课方式，教师依托课本为学生讲授理论知识，在遇到抽象复杂的章节内容时，老师可以借助案例和图片来吸引学生注意力，加深学生的理解，但是如果课堂上引用了3D打印技术打印的模型，学生可以触摸、使用，会充分调动起学生学习的兴趣，这就能大大提高学习效果，同时对教学模式和教学内容也是一种创新和改革；将3D 打印技术应用于课堂，还可以促使学生积极主动地去思考、去设计，充分发挥自己的创造力去设计三维模型，自己动手操作3D打印机，如此一来不仅活跃了课堂气氛，还能不断提高学生的实践能力和创新能力，使学生在课堂上感受到学习的乐趣，更加热爱学习[2]。

三、3D打印技术的未来发展趋势

随着3D打印技术的不断发展和优化，新材料的种类也越来越齐全，同时3D打印的速度也得到了不断地提升，大大节约了制造物品的时间，传统的生产技术在不久的将来有可能会被现代的3D打印技术所取代，这种新技术有助于制造企业节省原材料用量，减少生产废料和简化制造流程。因此3D打印不仅能弥补传统制造的不足，还能节约成本，提高制作精度，未来也将在民用市场得到迅速的发展，据预测，2020年3D打印成品将占产品生产总量的50%，这一发展趋势将为印刷工业带来新的机遇和希望。随着时代的发展，国家越来越重视3D打印技术的优化和完善，已经将其列入国家的相关政策法规中去，未来我国的3D打印技术一定会得到更大的进步。