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增材制造是指基于离散-堆积原理，由零件三维数据驱动直接制造零件的科学技术体系，改变了通过对原材料进行切削、组装进行生产的加工模式，实现了随时、随地、按需生产。
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、航空航天以及其他领域都有所应用。
概述
增材制造技术是指基于离散-堆积原理，由零件三维数据驱动直接制造零件的科学技术体系。基于不同的分类原则和理解方式，增材制造技术还有快速原型、快速成形、快速制造、3D打印等多种称谓，其内涵仍在不断深化，外延也不断扩展，这里所说的“增材制造”与“快速成形”、“快速制造”意义相同。
工业化的LSF-V大型激光立体成形装备所谓数字化增材制造技术就是一种三维实体快速自由成形制造新技术，它综合了计算机的图形处理、数字化信息和控制、激光技术、机电技术和材料技术等多项高技术的优势，学者们对其有多种描述。西北工业大学凝固技术国家重点实验室的黄卫东教授称这种新技术为“数字化增材制造”，中国机械工程学会宋天虎秘书长称其为“增量化制造”，其实它就是不久前引起社会广泛关注的“三维打印”技术的一种。西方媒体把这种实体自由成形制造技术誉为将带来“第三次工业革命”的新技术。
关键技术
一是材料单元的控制技术。即如何控制材料单元在堆积过程中的物理与化学变化是一个难点，例如金属直接成型中，激光熔化的微小熔池的尺寸和外界气氛控制直接影响制造精度和制件性能。
二是设备的再涂层技术。增材制造的自动化涂层是材料累加的必要工序，再涂层的工艺方法直接决定了零件在累加方向的精度和质量。分层厚度向0.01mm发展，控制更小的层厚及其稳定性是提高制件精度和降低表面粗糙度的关键。
三是高效制造技术。增材制造在向大尺寸构件制造技术发展，例如金属激光直接制造飞机上的钛合金框睴结构件，框睴结构件长度可达6m，制作时间过长，如何实现多激光束同步制造，提高制造效率，保证同步增材组织之间的一致性和制造结合区域质量是发展的难点。
此外，为提高效率，增材制造与传统切削制造结合，发展材料累加制造与材料去除制造复合制造技术方法也是发展的方向和关键技术。
技术应用
应用领域
以激光束、电子束、等离子或离子束为热源，加热材料使之结合、直接制造零件的方法，称为高能束流快速制造，是增材制造领域的重要分支，在工业领域最为常见。
在航空航天工业的增材制造技术领域，金属、非金属或金属基复合材料的高能束流快速制造是当前发展最快的研究方向。
经过20多年的发展，增材制造经历了从萌芽到产业化、从原型展示到零件直接制造的过程，发展十分迅猛。美国专门从事增材制造技术咨询服务的Wohlers协会在2012年度报告中，对各行业的应用情况进行了分析。在过去的几年中，航空零件制造和医学应用是增长最快的应用领域。2012年产能规模将增长25%至21.4亿美元，2019年将达到60亿美元。增材制造技术正处于发展期，具有旺盛的生命力，还在不断发展；随着技术发展，应用领域也将越来越广泛。
航空领域应用
高速、高机动性、长续航能力、安全高效低成本运行等苛刻服役条件对飞行器结构设计、材料和制造提出了更高要求。轻量化、整体化、长寿命、高可靠性、结构功能一体化以及低成本运行成为结构设计、材料应用和制造技术共同面临的严峻挑战，这取决于结构设计、结构材料和现代制造技术的进步与创新。
首先，增材制造技术能够满足航空武器装备研制的低成本、短周期需求。随着技术的进步，为了减轻机体重量，提高机体寿命，降低制造成本，飞机结构中大型整体金属构件的使用越来越多。大型整体钛合金结构制造技术已经成为现代飞机制造工艺先进性的重要标志之一。美国F-22后机身加强框、F-14和“狂风”的中央翼盒均采用了整体钛合金结构。大型金属结构传统制造方法是锻造再机械加工，但能用于制造大型或超大型金属锻坯的装备较为稀缺，高昂的模具费用和较长的制造周期仍难满足新型号的快速低成本研制的需求；另外，一些大型结构还具有复杂的形状或特殊规格，用锻造方法难以制造。而增量制造技术对零件结构尺寸不敏感，可以制造超大、超厚、复杂型腔等特殊结构。除了大型结构，还有一些具有极其复杂外形的中小型零件，如带有空间曲面及密集复杂孔道结构等，用其他方法很难制造，而用高能束流选区制造技术可以实现零件的净成形，仅需抛光即可装机使用。传统制造行业中，单件、小批量的超规格产品往往成为制约整机生产的瓶颈，通过增量制造技术能够实现以相对较低的成本提供这类产品。
据统计，我国大型航空钛合金零件的材料利用率非常低，平均不超过10 %；同时，模锻、铸造还需要大量的工装模具，由此带来研制成本的上升。通过高能束流增量制造技术，可以节省材料三分之二以上，数控加工时间减少一半以上，同时无须模具，从而能够将研制成本尤其是首件、小批量的研制成本大大降低，节省国家宝贵的科研经费。
通过大量使用基于金属粉末和丝材的高能束流增材制造技术生产飞机零件，从而实现结构的整体化，降低成本和周期，达到“快速反应，无模敏捷制造”的目的。随着我国综合国力的提升和科学技术的进步，我国经济体已经处于世界经济体前列，与发达国家的一样，保证研制速度、加快装备更新速度，急需要这种新型无模敏捷制造技术——金属结构快速成形直接制造技术。
其次，增材制造技术有助于促进设计-生产过程从平面思维向立体思维的转变。传统制造思维是先从使用目的形成三维构想，转化成二维图纸，再制造成三维实体。在空间维度转换过程中，差错、干涉、非最优化等现象一直存在，而对于极度复杂的三维空间结构，无论是三维构想还是二维图纸化已十分困难。计算机辅助设计（CAD）为三维构想提供了重要工具，但虚拟数字三维构型仍然不能完全推演出实际结构的装配特性、物理特征、运动特征等诸多属性。采用增量制造技术，实现三维设计、三维检验与优化，甚至三维直接制造，可以摆脱二维制造思想的束缚，直接面向零件的三维属性进行设计与生产，大大简化设计流程，从而促进产品的技术更新与性能优化。在飞机结构设计时，设计者既要考虑结构与功能，还要考虑制造工艺，增材制造的最终目标是解放零件制造对设计者的思想束缚，使飞机结构设计师将精力集中在如何更好实现功能的优化，而非零件的制造上。在以往的大量实践中，利用增量制造技术，快速准确地制造并验证设计思想在飞机关键零部件的研制过程中已经发挥了重要的作用。另一个重要的应用是原型制造，即构建模型，用于设计评估，例如风洞模型，通过增材制造迅速生产出模型，可以大大加快“设计-验证”迭代循环。
再次，增材制造技术能够改造现有的技术形态，促进制造技术提升。利用增量制造技术提升现有制造技术水平的典型的应用是铸造行业。利用快速原型技术制造蜡模可以将生产效率提高数十倍，而产品质量和一致性也得到大大提升；利用快速制模技术可以三维打印出用于金属制造的砂型，大大提高了生产效率和质量。在铸造行业采用增量制造快速制模已渐成趋势。
发展趋势
国外发展现状
欧美发达国家纷纷制定了发展和推动增材制造技术的国家战略和规划，增材制造技术已受到政府、研究机构、企业和媒体的广泛关注。2012年3月，美国白宫宣布了振兴美国制造的新举措，将投资10亿美元帮助美国制造体系的改革。其中，白宫提出实现该项计划的三大背景技术包括了增材制造，强调了通过改善增材制造材料、装备及标准，实现创新设计的小批量、低成本数字化制造。2012年8月，美国增材制造创新研究所成立，联合了宾夕法尼亚州西部、俄亥俄州东部和弗吉尼亚州西部的14所大学、40余家企业、11家非营利机构和专业协会。
英国政府自2011年开始持续增大对增材制造技术的研发经费。以前仅有拉夫堡大学一个增材制造研究中，诺丁汉大学, 谢菲尔德大学、埃克塞特大学和曼彻斯特大学等相继建立了增材制造研究中心。英国工程与物理科学研究委员会中设有增材制造研究中心，参与机构包括拉夫堡大学、伯明翰大学、英国国家物理实验室、波音公司以及德国EOS公司等15家知名大学、研究机构及企业。
除了英美外，其他一些发达国家也积极采取措施，以推动增材制造技术的发展。德国建立了直接制造研究中心， 主要研究和推动增材制造技术在航空航天领域中结构轻量化方面的应用；法国增材制造协会致力于增材制造技术标准的研究；在政府资助下，西班牙启动了一项发展增材制造的专项，研究内容包括增材制造共性技术、材料、技术交流及商业模式等四方面内容；澳大利亚政府于2012年2月宣布支持一项航空航天领域革命性的项目“微型发动机增材制造技术”，该项目使用增材制造技术制造航空航天领域微型发动机零部件；日本政府也很重视增材制造技术的发展，通过优惠政策和大量资金鼓励产学研用紧密结合，有力促进该技术在航空航天等领域的应用。
国内发展现状
大型整体钛合金关键结构件成形制造技术被国内外公认为是对飞机工业装备研制与生产具有重要影响的核心关键制造技术之一。西北工业大学凝固技术国家重点实验室已经建立了系列激光熔覆成形与修复装备，可满足大型机械装备的大型零件及难拆卸零件的原位修复和再制造。应用该技术实现了C919 飞机大型钛合金零件激光立体成形制造。民用飞机越来越多地采用了大型整体金属结构，飞机零件主要是整体毛坯件和整体薄壁结构件，传统成形方法非常困难。商飞决定采用先进的激光立体成形技术来解决C919飞机大型复杂薄壁钛合金结构件的制造。西北工业大学采用激光成形技术制造了最大尺寸达2.83m的机翼缘条零件，最大变形量<1mm，实现了大型钛合金复杂薄壁结构件的精密成形技术，相比现有技术可大大加快制造效率和精度，显著降低生产成本。
北航在金属直接制造方面开展了长期的研究工作，突破了钛合金、超高强度钢等难加工大型整体关键构件激光成形工艺、成套装备和应用关键技术，解决了大型整体金属构件激光成形过程零件变形与开裂“瓶颈难题”和内部缺陷和内部质量控制及其无损检验关键技术，飞机构件综合力学性能达到或超过钛合金模锻件，已研制生产出了我国飞机装备中迄今尺寸最大、结构最复杂的钛合金及超高强度钢等高性能关键整体构件，并在大型客机C919等多型重点型号飞机研制生产中得到应用。
西安交大以研究光固化快速成型（SLA）技术为主，于1997年研制并销售了国内第一台光固化快速成型机；并分别于2000年、2007年成立了教育部快速成形制造工程研究中心和快速制造国家工程研究中心，建立了一套支撑产品快速开发的快速制造系统，研制、生产和销售多种型号的激光快速成型设备、快速模具设备及三维反求设备，产品远销印度、俄罗斯、肯尼亚等国，成为具有国际竞争力的快速成型设备制造单位。
西安交大在新技术研发方面主要开展了LED紫外快速成型机技术、陶瓷零件光固化制造技术，铸型制造技术、生物组织制造技术、金属熔覆制造技术和复合材料制造技术的研究。在陶瓷零件制造的研究中，研制了一种基于硅溶胶的水基陶瓷浆料光固化快速成型工艺，实现了光子晶体、一体化铸型等复杂陶瓷零件的快速制造。
西安交大与中国空气动力研究与发展中心及成都飞机设计研究所合作开展了风洞模型制造技术的研究，围绕测压模型、测力模型、颤振模型和气弹模型等方面进行了研究工作。设计了树脂—金属复合模型的结构方案，采用有限元方法计算校核树脂—金属复合模型的强度、刚度以及固有频率。通过低速风洞试验，研究了复合模型的气动特性，并与金属模型试验数据相对比。强度校核试验显示，模型的整体性能良好，满足低速风洞的试验要求，研制的复合模型在低速风洞试验下具有良好的前景。复合材料构件是航空制造技术未来的发展方向，西安交大研究了大型复合材料构件低能电子束原位固化纤维铺放制造设备与技术，将低能电子束固化技术与纤维自动铺放技术相结合，研究开发了一种无需热压罐的大型复合材料构件高效率绿色制造方法，可使制造过程能耗降低70%，节省原材料15%，并提高了复合材料成型制造过程的可控性、可重复性，为我国复合材料构件绿色制造提供了新的自动化制造方法与工艺。
上海理工大学“增材制造国际实验室”通过整建制引进海外著名科学家（院士）团队，澳大利亚工程院院士吴鑫华，澳大利亚科学院、工程院院士、中国工程院外籍院士余艾冰，美国科学院院士Rodney R. Boyer，美国工程院院士James C. Williams接受我校聘任，分别担任我校“增材制造国际实验室”主任和方向带头人。
AM已成为先进制造技术的一个重要的发展方向，其发展趋势有三：
（1）复杂零件的精密铸造技术应用；
（2）金属零件直接制造方向发展，制造大尺寸航空零部件；
（3）向组织与结构一体化制造发展。未来需要解决的关键技术包括精度控制技术、大尺寸构件高效制造技术、复合材料零件制造技术。AM技术的发展将有力地提高航空制造的创新能力，支撑我国由制造大国向制造强国发展。
我国在电子、电气增材制造技术上取得了重要进展。称为立体电路技术（SEA，SLS+LDS）。电子电器领域增材技术是建立了现有增材技术之上的一种绿色环保型电路成型技术，有别于传统二维平面型印制线路板。传统的印制电路板是电子产业的粮食，一般采用传统的不环保的减法制造工艺，即金属导电线路是蚀刻铜箔后形成的，新一代增材制造技术采用加法工艺：用激光先在产品表面镭射后，再在药水中浸泡沉积上去。这类技术与激光分层制造的增材制造相结合的一种途径是：在SLS（激光选择性烧结）粉体中加入特殊组份，先3D打印（增材制造成型）再用微航3D立体电路激光机沿表面镭射电路图案，再化学镀成金属线路。
“立体电路制造工艺”涉及的SLS+LDS技术是我国本土企业发明的制造工艺。是增材制造在电子、电器产品领域分支应用技术。也涉及到激光材料、激光机、后处理化学药水等核心要素。立体电路技术已经成为高端智能手机天线主要制造技术，产业界已经崛起了立体电路产业板块。
打印过程
增材制造的一般工艺流程为:首先利用计算机辅助建模软件(如CAD软件)设计一个所需的三维模型。然后用切片软件对此模型进行数据处理，3D打印机将会在多种成型原理中选择一种成型方式，根据这些工作路径对原材料进行逐层打印。当二维薄片逐层堆叠在一起后，设计好的三维模型就制造成型了。最后，将打印好的模型取下后还需要进行后处理，一般包括清洗和固化两个步骤。
三维设计
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。
切片处理
切片软件将三维模型按照设定的层厚进行切片，将模型划分为一系列的水平层。每一层都被转换为一个二维图像，描述了该层在打印时需要填充或构建的区域。在切片软件中，可以调整模型在打印平台上的位置和角度，以优化打印效果和节省材料。
逐层打印
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X-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0.1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。
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。
后处理
将打印好的模型取下后进行后处理，包括清洗固化，打磨，机械抛光，化学抛光，上色等步骤。
应用领域
国际空间
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”（Expedition 58）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”（3D Bioprinting Solutions）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。
2024年6月20日消息，欧洲空间局科学家首次借助3D金属打印技术，在国际空间站上成功打印出一条小型S曲线。这一突破标志着在轨制造领域的巨大飞跃。
海军舰艇
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Phil Cullom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。
航天科技
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50.8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50.8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。此外，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1.5万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3.8公斤，翼展2.4米，飞行时速可达90至100公里，续航能力1至1.5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33.5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。
医学领域
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。
3D打印肝脏模型
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1.5万至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。
3D打印头盖骨
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。
3D打印脊椎植入人体
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”。此外，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。
3D打印手掌治疗残疾
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。
3D打印心脏救活2周大先心病婴儿
2014年10月13日，纽约长老会医院的埃米尔·巴查博士(Dr.Emile Bacha)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Adanelie Gonzalez，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。
3D打印制药
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。
3D打印胸腔
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。
3D血管打印机
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。
美3D打印生物工程脊髓
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。
美3D打印心脏肌泵
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。
3D打印乳腺癌肿瘤模型
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。
房屋建筑
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（Canal House）”，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（Hans Vermeulen）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。
汽车行业
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1.1万英镑（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Local Motors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1.5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Local Motors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Divergent Microfactories(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0.64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Divergent Microfactories(DM)公司推出了世界上首款3D打印超级跑车“刀锋(Blade)”。
电子行业
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7.6万英镑的预订单。
增材制造工程
增材制造工程（Additive Manufacturing Engineering）是中国普通高等学校的一个本科专业，该专业于2021年被列入普通高等学校本科专业目录的新专业名单。以下是对增材制造工程专业的详细解析：
一、专业定义
增材制造工程俗称3D打印，融合了计算机辅助设计、材料加工与成型技术，以数字模型文件为基础，通过软件与数控系统将专用的金属材料、非金属材料以及生物材料，按照挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积，获得实体物品的制造技术。这种通过软件控制自动化机构实现材料累加的制造方法，可以制备传统方法无法制备的复杂构件，涵盖计算科学、智能控制、材料工程等多门学科和方向。
二、主干学科与涉及领域
增材制造工程专业涉及的主干学科包括机械工程、控制科学与工程、力学、材料科学与工程等。该专业服务于中国制造强国战略，助力国家制造业创新能力提升，面向航空航天、轨道交通、汽车、医疗、教育、建筑、艺术、工业制造等战略新兴产业领域，具有广阔的应用前景。
三、专业培养目标
增材制造工程专业旨在培养德智体美劳全面发展，掌握扎实的科学文化基础和产品三维设计，增材制造材料、工艺和设备等知识，具备增材零部件设计、制造及后处理等能力，具有工匠精神和信息素养的高素质技术技能人才。毕业生能够从事产品数字化设计、增材制造工艺制订与实施、增材制造设备操作与维护、增材制造产品后处理、增材制造技术服务与推广、增材制造设备装调等工作。
四、应用领域与前景
增材制造技术在多个领域得到广泛应用，如医疗、航空航天、汽车制造等。在医疗领域，它可以用来制造个性化的假肢、牙齿、骨骼支架等；在航空航天领域，增材制造技术可以用来制造轻量化的零部件，提高飞机的燃油效率；在汽车制造领域，它可以用于快速制造零部件和原型。此外，增材制造技术还可用于建筑、卫生洁具、消费品制造等领域。
随着增材制造技术的快速发展和成本的降低，其应用前景更加广阔。市场研究机构的预测表明，全球增材制造市场规模在未来几年内将持续增长，年复合增长率较高。因此，增材制造工程专业的毕业生在市场上享有较高的需求，可以在高科技企业、航空航天、医疗器械、汽车等领域找到工作机会。
五、总结
增材制造工程专业是一个多学科交叉融合的新兴专业，结合了计算机辅助设计、材料加工与成型技术等多个领域的知识。该专业致力于培养具备增材制造相关知识和技能的高素质技术技能人才，满足制造业转型升级对人才的需求。随着增材制造技术的不断发展和应用领域的不断拓展，增材制造工程专业的毕业生将拥有广阔的就业前景和发展空间。
专业
增材制造专业，也被称为增材制造工程或3D打印技术专业，是一个多学科交叉融合的新兴专业。以下是对该专业的详细介绍：
一、专业定义与背景
增材制造专业融合了计算机辅助设计、材料加工与成型技术，以数字模型文件为基础，通过逐层堆积材料的方式获得实体物品的制造技术。这一专业于2021年被列入普通高等学校本科专业目录的新专业名单，是中国普通高等学校开设的本科专业。增材制造技术（3D打印）被视为未来制造业发展的重要方向，具有广阔的应用前景和市场需求。
二、技术原理与特点
技术原理：通过软件与数控系统，将专用材料逐层堆积，最终获得实体物品。
特点：增材制造技术无需辅助工具即可在较短时间内制造复杂几何零件，能够简化产品的制造程序，缩短产品研发周期，提高生产效率并降低成本。
三、学科交叉与课程设置
学科交叉：增材制造专业涉及机械工程、控制科学与工程、力学、材料科学与工程等多个学科。
课程设置：包括高等数学、大学英语、机械制图、理论力学、材料力学、机械原理、机械设计等基础课程，以及增材制造技术概论、产品逆向设计、产品三维设计、增材制造设备与工艺、增材制造材料及应用、增材制造结构优化与工艺仿真、增材制件后处理与检测等专业核心课程。
四、就业方向与前景
就业方向：毕业生可在航空航天、汽车、医疗设备等领域找到工作，担任设计师、工程师等职位。还可选择成为教师或培训师。随着增材制造技术的普及，教育和培训领域的需求也在增长。
就业前景：增材制造技术的就业前景非常广阔。市场研究机构的预测表明，全球增材制造市场规模将持续增长，专业人才需求也将增加。毕业生能在增材制造等领域从事产品设计、技术服务、设备维护等工作。
五、发展趋势与挑战
技术创新：增材制造技术仍在不断进行技术创新，未来可能会采用更多的智能化和自动化技术，如机器学习和人工智能等，以提高制造的精度和效率。
产业规模化：增材制造的产业规模正在不断扩大，未来可能会形成更加完整的产业链和生态系统。
应用领域扩展：随着技术的进步和应用的需求，增材制造可能会扩展到更多的领域，如汽车、电子、消费品等。
可持续性和环保：增材制造技术具有可持续性和环保的潜力，未来可能会进一步关注环保和可持续性方面的发展。
六、开设院校与教学资源
多所高校和职业院校都开设了增材制造专业，并拥有丰富的教学资源和实训条件。例如，一些院校拥有国家级的3D打印应用技术协同创新中心，以及先进的3D打印设备和实验室，为学生提供了良好的学习和实践环境。
综上所述，增材制造专业是一个具有广阔应用前景和发展空间的专业，融合了多个学科的知识和技术，旨在培养高素质工程技术人才。对于对技术和制造感兴趣的学生来说，这是一个值得考虑的选择。
3D打印
增材制造，也被称为3D打印，是一种颠覆传统制造方式的创新技术。以下是对增材制造3D打印的详细解析：
一、定义与原理
增材制造基于三维模型数据，采用与传统减材制造技术（对原材料去除、切削、组装的加工模式）完全相反的逐层叠加材料的方式，直接制造与相应数字模型完全一致的三维物理实体模型。其基本原理为：以计算机三维设计模型为蓝本，通过软件分层离散和数控成形系统，将三维实体变为若干个二维平面，利用激光束、热熔喷嘴等方式将粉末、树脂等特殊材料进行逐层堆积黏结，最终叠加成形，制造出实体产品。
二、发展历程
增材制造起源于美国。1940年，Perera提出了切割硬纸板并逐层粘结成三维地形图的方法，直到20世纪80年代末，3D打印制造技术实现了根本性发展。1986年，美国人Hull发明了光固化技术（SLA）并成立了全球首家3D打印公司3D Systems，标志着3D打印技术产业化的开端。1995年德国Fraunhofer激光技术研究所（ILT）推出SLM技术，激光技术开始被应用于增材制造并逐步普及，开启了3D打印大规模产业化试制和应用阶段。20世纪80年代末，我国启动开展增材制造技术的研究，研制出系列增材制造装备，并开展产业化应用。
三、技术特点
1、缩短新产品研发及实现周期：3D打印工艺成形过程由三维模型直接驱动，无需模具、夹具等辅助工具，可以极大地降低产品的研制周期，并节约昂贵的模具生产费用，提高产品研发迭代速度。
2、可高效成形更为复杂的结构：3D打印的原理是将复杂的三维几何体剖分为二维的截面形状来叠层制造，故可以实现传统精密加工较难实现的复杂构件成形，提高零件成品率，同时提高产品质量。
3、实现一体化、轻量化设计：金属3D打印技术的应用可以优化复杂零部件的结构，在保证性能的前提下，将复杂结构经变换重新设计成简单结构，从而起到减轻重量的效果，3D打印技术也可实现构件一体化成形，从而提升产品的可靠性。
4、材料利用率较高：与传统精密加工技术相比，金属3D打印技术可节约大量材料，特别是对较为昂贵的金属材料而言，可节约较大的成本。
5、实现优良的力学性能：基于3D打印快速凝固的工艺特点，成形后的制件内部冶金质量均匀致密，无其他冶金缺陷；同时快速凝固的特点，使得材料内部组织为细小亚结构，成形零件可在不损失塑性的情况下使强度得到较大提高。
四、应用领域
增材制造技术在各个领域都有广泛的应用，其中以航空航天、医疗、建筑、汽车等为代表。医疗领域是增材制造技术的重要应用领域，利用增材制造技术可以实现个性化、定制化、智能化和生物相容性的医疗器械和人体组织的制造，提高效率、质量和安全性。建筑领域是增材制造技术的新兴应用领域，利用增材制造技术可以实现多样化、创新化、节能化和环保化的建筑结构和装饰材料的制造，提高美观性、舒适性和可持续性。汽车领域是增材制造技术的潜在应用领域，利用增材制造技术可以实现优化化、模块化、智能化和绿色化的汽车零部件和整车的制造，提高性能、可靠性和竞争力。
五、未来趋势
随着技术的不断进步，增材制造正在向多元化、智能化方向发展。首先，多材料打印技术的进一步成熟使得打印物体不仅限于单一材质。这意味着，未来的3D打印机将能够同时处理多种材质，甚至赋予打印对象不同的物理性质，例如柔软性和坚硬性的结合。其次，智能化是增材制造技术的另一个显著趋势。智能化的打印设备通过集成更加高效的软件系统，以及应用人工智能算法，使得打印过程更加自动化和高效。此外，增材制造技术的经济和环保优势也日益受到关注。较之传统制造方式，3D打印能够有效减少材料浪费，并降低库存管理的复杂性。同时，本地化生产降低了运输成本和碳排放，使得制造更具可持续性。
综上所述，增?
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