机械制造及自动化系列讲座结课报告3D打印摘要：3D打印机，是近期讨论比较多的一个技术，被给予者深厚的希望，但是这项技术到底能为机械制造业甚至整个人类社会的发展带来什么样的改变，我们还不得而知，本篇论文就从多方面分析3D打印的现状，未来发展的趋势和前景以及技术所存在的问题。一、3D打印的原理3D打印是增材剂制造技术的一种形式,在增材剂制造技术中三维对象是通过连续的物理层创建出来的。3D打印机相对于其他的增材剂制造技术而言,具有速度快,价格便宜,高易用性等优点。现阶段3D打印大致分为五种不同原理的打印方法。1.SL（SLA：StereoLithographyApparatus）：光固化/立体光刻工艺2.FDM（FusedDepositionModeling）：熔融沉积成形工艺3.LOM（LaminatedObjectManufacturing）：分层（叠层）实体制造工艺4.3DP（3DPrinter）：三维印刷工艺5.SLS（SelectiveLaserSintering）：选择性激光烧结工艺依据光固化/立体光刻工艺原理的3D打印，是靠x光、液体树脂薄层产生光聚合反应后固化依据熔融沉积成形工艺的3D打印机,首先把三维实体模型导入到3D打印机的电脑程序中,经过打印机的控制程序自动规划出打印头的运动路线。接着在电脑的程序的指导下打印头自动依据三维实体的运动路径在加工平面上喷出每一层的剖面,这时经供丝装置把丝状的原材料送至打印喷头,并把已经熔化的原材料丝状物喷出,凝聚在工作台上。凝聚在工作台上的熔融状态材料通过冷却装置冷却之后汇聚成一层很薄的三维实体剖面薄片,从而得到所需要实体的加工剖面轮廓。电脑程序自动将喷涂程序不断循环往复,工作台平面的高度根据电脑程序的指令自动降低来达到层层叠加,直到形成所需要的三维实体模型电脑程序自动停止。依据分层（叠层）实体制造工艺的3D打印机，原理是涂以热熔胶的薄片为原料，用CO2激光器或刀具切割后分层热压成形。依据三维印刷工艺的3D打印，,首先把定量的原材料粉末状物由原料存放桶输送出,在加工平台上把这些粉末状物经滚筒碾压为薄层,之后在需要打印的区域通过喷头喷出已经调和好的粘合剂。原材料粉末状物遇到调和好的粘合剂之后会快速凝结固化。这样在打印完一层之后,工作台根据程序的设定会自动下降设定的距离,依据计算机设定的值不断进行打印循环,最终完成三维模型的三维成形打印,然后清除打印机工作台上的没有固化的粉末。称之为“打印机”是参照了其技术原理,因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似。依据选择性激光烧结工艺原理的3D，原理是激光烧结金属或非金属粉末优点：材料适应面广，制件翘曲变形相对较小，能直接制造制件和装配件。二、3D打印技术的现状英国《经济学家》杂志刊登的《第三次工业革命》（作者：保罗∙麦基里）一文认为，以3D打印技术为代表的数字化制造技术将引发第三次工业革命，将使产品设计、制造工艺、制造装备及生产线、材料制备、相关工业标准、制造企业形态乃至整个传统制造体系产生全面、深刻的变革。1996年美国的3DSystems公司推出了快速成型机Actua21002.美国、德国和日本在该领域处于世界领先地位，并已形成了多家专业化和规模化研制和生产3D打印装备的知名企业，如德国的EOS，美国的3DSystems以及日本的CMET等公司。美国国防部、能源部和商务部等。家政府部门将共同出资4500万美元，首笔资金为3000万美元。波音公司应用3D打印技术与传统铸造技术相结合，制造出铝合金、钛合金、不锈钢等不同材料的货舱门托架等零部件；GE公司应用3D打印技术制造航空航天与船舶叶轮等关键零件。美国军方应用3D打印技术辅助制造导弹用弹出式点火器模型等。国内也是非常重视3D打印的发展，工信部拟制定3D打印技术技术路线图和中长期发展战略。国内在设备的运行稳定性以及材料适应范围方面与国外存在明显差距。零件性能的重复性，零件表面质量不及国外先进水平；能成形钛、铝等高活性金属以及陶瓷等难溶材料的SLM装备还不成熟。目前国内3D打印已经开始产业化。2012年10月成立了中国3D打印技术产业联盟，推动这一技术的产业化。目前进行3D打印技术研究的高校主要有清华大学、西安交大、北航、华中科技大学以及西北工业大学等。制造技术如果进行分类，大致可以分成三类，等材制造、减材制造、增材制造。等材制造是采用铸造、焊接及锻压等技术对材料进行加工,制造过程中,基本上不改变材料的量,或者改变很少；减材制造是利用切削机床对毛坯进行加工,由大变小,而形成最终所需要形状的零件；而3D打印在学术上被称为增材制造技术，早在上个世纪就被提出，并进行相关的研发，但在最近几年呈现井喷式的增长，成为制造业万人瞩目的新星，很大程度上是因为CAD/CA