引言

航天制作工业是一个大国最高精尖的制作技术的体现，是一个国度索求太空领域的技术与产能的基石。。20世纪70年代以来，中国航天制作事业迅速发展，随着科研投入的不休增长，时至今日，各项航天技术壁垒不休被突破，中国航天制作技术走向了新的高度[1-5]。。其中，3D打印技术就被宽泛利用于工业制作和航空航天制作领域。。

3D打印技术又称三维打印技术、、、增材制作技术、、、积层制作技术，是一种以数字模型文件为基础，使用粉末状资料（如金属或非金属）等可粘合伙料，通过逐层打印的方式来机关物体的技术，最早于20世纪80年代末出现。。3D打印机如图1所示。。

3D打印是将推算机技术天生的三维物体进行二维化，结合数控技术，利用层端口法将二维图像转换为三维模型，再逐层制作。。3D打印制作技术是一门新兴的制作技术，与其他制作技术相比，拥有加工功夫短、、、成型速度快、、、加工精度高、、、节俭原资料等利益[6-9]。。

这是对“步骤”的一种新的尝试。。最终指标是通过将手机对周围环境和能量状态特点的“感知”融入技术[10]，实现齐全的智能化和自动化。。随着中国科学技术的急剧发展，3D打印技术不休被利用于工业制作和航空航天制作领域，并获得了显著的成就[11-17]。。

1、、、3D打印技术道理与分类

3D打印机就像日常打印设备一样工作。。它们由推算机和印刷资料进行数字节制和分层。。然而，3D打印机打印资料分歧于日常打印机，其使用的是专用资料，如陶瓷、、、金属、、、印刷砂和塑料等。。单一来说，3D打印机是一种能够以真切的三维状态“打印”物体的机械，设计师能够设计自己构思的物体，并将其打印出来，实现所想即所得。。常用的印刷资料有铝合金、、、镀银、、、尼龙玻璃纤维、、、不锈钢、、、石膏资料、、、钛合金、、、耐用尼龙资料、、、镀金、、、橡胶资料等。。凭据成型工艺的分歧，3D打印可分为颗、、、线控、、、挤压等，3D打印技术具体分类如表1所示。。

图1　3D打印机

2、、、3D打印技术的发展

国际上，3D打印发展相对较早，贸易原型呈此刻20世纪90年代，1986年美国科学家查尔斯赫尔开发出第一台贸易3D打印机。。1993年，麻省理工学院获得了3D打印技术专利。。1995年，美国ZCorp公司获得了麻省理工学院宣告的一次性许可证，并起头开发3D打印机。。2005年，ZCorp成功开发了Z510，这是市场上第一台高清3D彩色频谱打印机。。2010年11月，美国团队JimKor制作出了世界上第一款由3D打印机制作的汽车，如图2所示。。

图2 3D打印的汽车

2011年7月，英国钻研人员研制出世界上第一台3D巧克力打印机。。2011年8月，南安普顿大学的工程师开发出世界上第一架3D打印机制作的飞机。。

2012年11月，苏格兰科学家初次使用人体细胞3D打印机打印出合成肝脏。。2013年10月，一款名为“小野之神”的3D打印产品被售出，这是世界上初次销售的3D打印产品。。2013年11月，位于德克萨斯州的Vein的3D打印机Solidcontigs出产出了金属资料的枪械。。2018年12月，俄罗斯宇航员在国际空间站上使用3D生物打印机在零重力下打印尝试大鼠的甲状腺。。2019年1月，加州大学圣地亚哥分校（UCSD）和加州大学洛杉矶分校（UCLA）在Nature杂志上颁发了首个复制中枢神经系统脊柱的3D打印钻研成就。。

当植入神经干细胞时，会植入脊髓受到严重危险的动物，从而可能获得他们的活动技术。。该系统试图仿照中枢神经系统的个性。。该中枢神经脊柱是圆形的，只有2mm厚，其组成的框架为h型。。支架周围是数十个直径约200μm的麦克风，用于疏导植入的神经干细胞和轴突沿十字交叉。。2019年8月，美国钻研人员在《科学》杂志上颁发了一项钻研成就，通过Hoendenden将水冰利用到“模具中”，成功地出产出胶原蛋白3D打印“骨细胞”，这是3D打印全尺寸成人心脏的一次技术上的突破。。

国内3D打印技术的发展较为落后，但是发展却极度迅速。。在大学的创新课程中也已经起头解说3D打印技术。。

Bar将3D打印的优势与机械学习的优势分析相结合，描述了3D打印在机械设计中的利用，开发用于出产机械节制装置的3D打印技术[18-20]。。

3、、、3D打印资料简介

凭据印刷资料的分歧，印刷资料的机能也分歧。。目前，用于塑料印刷的印刷资料重要分为通常塑料、、、工程塑料和生物塑料。。

1）通用塑料。。通用塑料是一种效能高、、、价值低、、、力学机能差、、、利用宽泛的塑料。。它通常不用作结构资料[21]。。宽泛使用的浓缩通用塑料有ABS、、、聚乙烯、、、聚丙烯、、、聚氯乙烯、、、聚苯乙烯等，但由于通用塑料质量差，不能满足3D打印的资料机能要求，所以通用复合伙料的制作通常都是合成的。。

2）工程塑料。。工程塑料是一种宽泛用作构筑资料的热塑性资料，它拥有高强度、、、抗老化、、、高硬度和抗冲击等特点[22]，被宽泛用于3D打印。。最常用的工程塑料有ABS工程塑料、、、尼龙塑料和聚碳酸酯。。其中，ABS塑料拥有较好的韧性、、、抗冲击性和耐侵蚀性，但耐候性和收缩变形较差；；；聚碳酸酯拥有强度高、、、抗冲击性好、、、耐火、、、收缩率低等利益，但熔融后

黏度高、、、流动性低；；；尼龙塑料机械机能高，耐磨性强，拉伸机能好，韧性良好，但吸水率和尺寸不变性较差；；；聚醚醚酮（PEEK）拥有强度高、、、韧性好、、、导热系数低、、、易于加工等利益，但拥有化学惰性。。现阶段，专家们也在通过不休的尝试和分析对各类工程塑料进行优化，以维持其优势，削减其劣势，提高其机能[23-33]。。

3）生物塑料。。随着环保要求越来越高，绿色产品不休出现。。生物塑料是可生物降解的聚合物塑料。。这种聚合物能够被天然微生物化学分化并降解成无传染的资料。。使用最多的生物塑料重要是聚己内酯、、、PLA、、、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1和4-环己烷二甲酯[21]。。其中，PLA相容性好，降解性好，热不变性和力学机能高，但抗拉强度低，脆性大；；；聚己内酯无毒、、、熔点低、、、生物相容性好、、、可生物降解，但力学机能较差；；；聚对苯二甲酸乙二醇酯-1和4-环己烷二甲酯拥有优异的韧性、、、通明度和生态相容性。。聚对苯二甲酸乙二醇酯-1 无毒，但韧性低，收缩率高；；；4-环己烷二甲酯黏度低，液体流动性好，瞬间光固化，感光度高，韧性低，收缩率大。。在选择3D打印制作的原资料时，要思考待加工零件的利用前提，而后选择相宜的打印资料。。

4、、、结语

综上，钻研组介绍了3D打印技术的道理、、、发展过程、、、优弊端以及几种打印资料，并分析了3D打印技术的将来发展，从几个角度对3D打印技术进行了论述。。

随着推算机技术、、、资料科技、、、机械制作技术的不休发展，3D打印技术的发展之路也越走越快。。结合最新热点的智能制作，将会使3D打印设备变得更便于操作与使用，将来3D打印技术将会利用得越发宽泛。。

参考文件：：

[1] 陈根余，顾春影，梅丽芳，等.激光焊接技术在汽车制作中的利用与激光组焊单元设计[J].电焊机，2010，40(5)：：32-38.

[2] 朱锡川，陈宁，杨光伟，等. 航天工业中铝合金焊接工艺的钻研[J]. 科技与创新，2018(11)：：72-73.

[3] 李志远，钱乙余，张九海. 先进衔接步骤[M].1 版. 北京：：机械工业出版社，2000.

[4] 栾国红，关桥.搅拌摩擦焊：：革命性的宇航制作新技术[J].航天制作技术，2003(4)：：16-23.

[5] 付瑞东，李艺君.我国搅拌摩擦焊技术的发展及瞻望[J].金属加工（热加工），2020(6)：：14-18+28.

[6] 李昆，郭嘉. 软物质资料3D打印技术及利用进展[J]. 塑料，2019，48(5)：：101-106.

[7] 张胜，徐艳松，孙姗姗，等.3D打印资料的钻研及发展示状[J].中国塑料，2016，30(1)：：7-14.

[8] 黄达，李金晟，吕昊，等. 生物3D打印干细胞的钻研进展[J].中国临床解剖学杂志，2019，37(5)：：603-607.

[9] 张学军，唐思熠，肇恒跃，等.3D打印技术钻研近况和关键技术[J]. 资料工程，2016，44(2)：：122-128.

[10] HELVAJIAN H, GU B. Special Section Guest Editorial:3-D Printing and Manufacturing[J]. Optical Engineering,2018, 57(4): 041401.

[11] 王岩，程婷，卢万里，等.3D打印植物纤维素钻研进展[J].纤维素科学与技术，2019，27(2)：：74-84.

[12] 陈尤旭，王德山，张伟，等. 面向软体机械人的3D打印硅胶软资料尝试钻研[J].中国机械工程，2020，31(5)：：603-609+629.

[13] 纪宏超，张雪静，裴未迟，等.陶瓷3D打印技术及资料钻研进展[J]. 资料工程，2018，46(7)：：19-28.

[14] 张惠檄，游剑.3D打印阿司匹林速释缓释双层片[J].中国药学杂志，2017，52(4)：：298-302.

[15] 李坚，许民，包文慧.影响将来的颠覆性技术：：多元资料混合智造的3D打印[J].东北林业大学学报，2015，43(6)：：1-9.

[16] 王泽荫，李宗义，张映梅，等.3D打印技术与焊接技术之间的关系探求[J]. 机械钻研与利用，2017，30(3)：：177-179.

[17] 邓斌，黄文艺，邓鑫.3D打印用聚合物资料的进展[J]. 塑料，2019，48(4)：：127-131.

[18] 翟彦飞. 浅析3D打印技术在高职院；；；档扔泄乜纬探彩谥械睦肹J].内燃机与配件，2020(2)：：279-280.

[19] 史洪松.3D打印技术在《机械设计与道理》课程讲授中的利用[J].信息与电脑（理论版），2018(16)：：239-240.

[20] 毛玮，蒋洪奎.3D打印技术在机械道理课程讲授中的利用[J]. 工业设计，2019(9)：：33-34.

[21] 郭华清，徐冬梅.3D打印用高分子资料的钻研进展[J]. 工程塑料利用，2016，44(11)：：118-121.

[22] 岳琳琳，翟明，任建行，等. 工程塑猜中填料颗粒冲蚀模具的过程分析[J].塑料工业，2020，48(9)：：85-88+120.

[23] 刘卫兵，钱素娟，刘志东.3D打印用高分子资料及打印成型工艺参数优化钻研进展[J].合成树脂及塑料，2020，37(2)：：85-89.

[24] 陈硕平，易和平，罗志虹，等.高分子3D打印资料和打印工艺[J]. 资料导报，2016，30(7)：：54-59.

[25] PEREZ A R T, ROBERSON D A, WICKER R B. Erratumto: Fract ure Surface Analysis of 3D-Printed TensileSpecimens of Novel ABS-Based Materials[J]. Journal of

Failure Analysis and Prevention, 2014, 14(4): 343-353.

[26] 王乾坤，辛勇. 超声波对CNT在CNT/PC复合伙料中分散性的影响[J].塑料工业，2020，48(12)：：80-84.

[27] K AT T E K O L A B , R A N J A N A , B A S U S . T h r e edimensional finite element investigations into the effectsof thickness and notch radius on the fracture toughness ofpolycarbonate[J]. International Journal of Fracture, 2013,181(1): 1-12.

[28] 梁振华，赵伟，徐永建，等. 新型聚碳酸酯/ 木质素复合伙料的制备及其机能[J ]. 陕西科技大学学报，2020，38(6)：：1-5+23.

[29] 黄虹，刘伟，谭安平，等. 玻纤加强PA6 挤出吹塑成型机能钻研[J].塑料，2008(2)：：58-61.

[30] WA LSH W R, BERTOLLO N, CH R ISTOU C, et al.Plasma-sprayed titanium coating to polyetheretherketoneimproves the bone-implant interface[J]. Spine JournalOfficial Journal of the North American Spine Society,2015, 15(5): 1041-1049.

[31] 徐冬梅，刘太闯，孙龙.PA6/ABS 共混及增容改性[J]. 工程塑料利用，2020，48(3)：：121-124.

[32] 谭志勇，李丹，吴广峰，等.PA6/ABS 共混物机能钻研[J].中国塑料，2012，26(1)：：35-40.

[33] HASSAN E A M, GE D, YANG L, et al. Highly boostingthe interlaminar shear strength of CF/PEEK composites viaintroduction of PEKK onto activated CF[J]. CompositesPart A: Applied Science and Manufacturing, 2018, 112:155-160.