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摘要：3D打印被認为是第三次工业革命的代表，其对材料的处理方式实现了从等材、减材到增材的转变，完全颠覆了传统加工制造行业减材制造的理念和模式，同时具有直接快速、个性化设计、无难度成型等特点，一直以来都是“智能制造”的重要研究课题之一。为此，本文从工艺技术、行业标准、市场规模等方面分析和归纳了3D打印在国内外的发展现状及存在问题，并对今后的研究方向提出了智能材料、绿色加工、数字化整合等发展趋势的展望，为我国3D打印行业的发展提供了一定的借鉴意义。
关键词：3D打印;增材制造;智能制造;趋势展望
一、3D打印行业标准
标准是技术创新和产业化的桥梁和纽带，是技术发展催化剂。2017年底，原国家质检总局发布了一份关于2017年3D打印产品的质量风险监测分析报告：经过机械安全、电机安全及电磁兼容安全等安全指标的监测分析，在被监测的37批次自主品牌的增材制造设备中，发现了34批次的产品在安全指标监测中均存在不达标的情况，仅有3批次的增材制造设备的产品质量和性能能够通过全部的安全指标监测，合格率不足10%。由此可见，我国3D打印设备质量良莠不齐，行业已经出现了无序竞争的迹象，必需通过制定更多的标准对市场进行约束、规范和引导，不断加强增材制造标准的有效供给，以及积极提升我国增材制造标准的国际化水平，充分利用“标准化+”产生的引领效应，从而推动我国增材制造业有序、健康地向前发展。
目前，3D打印标准制定的主要组织机构中最重要的组织机构为：美国材料与试验协会增材制造技术委员会（ASTMF42）、国际标准化组织增材制造技术委员会（ISO/TC261）以及欧洲标准委员会（CEN）.2002年，美国汽车工程师协会（SAE）发布第一份增材制造标准《Ti-6Al-4V钛合金粉末》（AMS4998），同年还颁布了《退火Ti-6Al-4V钛合金激光沉积产品》（AMS4999），标志着增材制造标准化开始进入人们的视野，并逐渐引起各国的高度重视。2009年1月，美国材料与试验协会（ASTM）针对3D打印标准的制定成立了增材制造技术委员会（ASTMF42），下设8个分技术委员会，专门从事增材制造专用术语、过程控制、测试方法、零件设计和专用材料等方面的标准化工作，已有16个国家的200多个成员单位。
二、工艺技术
3D打印相比于传统制造工艺对材料处理方式为“减法”的观念，3D打印对材料的处理方式为“加法”，是一种通过分层材料“自下而上”叠加的制造工艺。这项技术由CharlesHull于1986年在被称为立体光固化（SLA）过程中开发出来，随后又发展出粉末床熔融、熔融沉积成型（FDM）、喷墨印刷和轮廓加工（CC）等相关技术。
3D打印涉及各种技术、材料和设备，而技术作为3D打印发展过程中最重要的影响因素之一，是3D打印的核心。经过多年的不断发展，3D打印已广泛应用于不同行业，而相对应的技术也是种类繁多，本文对目前比较常见的3D打印技术进行归纳和分析，并总结出该技术未来可能的发展方向。
3D打印技术的分类目前没有形成统一标准，按照成型技术原理可划分为熔融沉积成型技术（FusedDepositionModeling，FDM）、选择性激光烧结技术（SelectiveLaserSintering，SLS）、分层实体制造技术（LaminatedObjectManufacturing，LOM）、立体光固化技术（StereolithographyAppearance，SLA）、三维打印粘接成型技术（ThreeDimensionalPrintingandGluing，3DP）、数字光处理技术（DigitalLightPro-cessing，DLP）、多头喷射技术（PloyJet）、选择性激光熔化技术（SelectiveLaserMelting，SLM）、直接金属激光烧结（DirectMetalLaserSintering，DMLS）、电子束熔炼技术（ElectronBeamMelting，EBM）等。
2009年，美国材料与试验协会（ASTM）根据增材制造业现状及其技术需求，成立了专门的增材制造技术委员会，其最新的F2792标准将目前3D打印技术分为八大类：光聚合（PhotoPolymerization）、复合增材制造（HybridAdditiveManufacturing）、粘结剂喷射（BinderJet-ting）、直接能量沉积（DirectedEnergyDeposition）、叠层（SheetLamination）、材料喷射（MaterialJet-ting）、材料挤出（MaterialExtrusion）、粉末床熔融（PowderBedFusion）。国际ISO/ASTM52900∶2015标准，将增材制造工艺分为黏结剂喷射、定向能量沉积、材料挤出、材料喷射、粉末床熔融、薄材叠层和立体光固化七大类。3D打印技术早已打破了原有制造技术在加工复杂结构上面临的技术瓶颈.
未来3D打印的制造成本将逐步降低，而加工速度则会飞速增长，其研究热点将从基础研究工作中转移拓宽，包括：生物材料3D打印，金属材料3D打印，喷射3D打印技术，多材料、多功能梯度材料、多色及真彩色表面纹理3D打印，配套软件及数据处理等。3D打印技术是一种交叉和融合了包括计算机技术、机械工程、材料科学、生物科学以及数控技术等多学科的新型制造技术，在机械制造、生物医疗、海洋、航空、建筑等行业中得到了广泛应用。
3D打印的发展方面进行了以下几点展望：
1.不断加强国家层面的战略布局
构建我国3D打印顶层设计，同时努力强化、细化政策引导，有序推进3D打印市场良性发展。
2.要清楚认识到3D打印并不会取代传统的制造技术
更是一种技术融合，一种对传统行业和传统技术的全面升级和改进。要适应时代发展，利用“互联网+”、大数据、云计算等技术红利进行数字化资源的优化整合，搭建更多开放式服务平台，真正实现3D打印与各产业间的深度融合。
3.不断加强3D打印科学研究，尤其是制造工艺和材料研究
努力构建3D打印过程的实时反馈和误差分析系统，减少材料浪费、降低冗余度，实现绿色加工、智能制造;研究和开发新型材料、智能材料，丰富和提高材料的多样性和力学性能。
结语
3D打印是对传统制造工艺的革命性变革，能够给制造业带来全新的理念，也将成长为未来制造业新的、强有力的经济增长点。近些年，随着各国对增材制造的重视和发展，3D打印不管是技术研究还是产业规模都取得了长足的进步，但仍具有巨大的市场潜能。我国增材制造技术的起步时间跟全球其他国家基本同步，前期在设备制造工艺、材料、软件开发等方面研究取得了丰硕的成果，制造技术基本达到国际水平，部分技术处于国际领先水平;但是在技术转化、应用推广及产业化等方面却远远落后，亟待解决。
参考文献：
[1]T Sathish，M D Vijayakumar，Anshumaan Krishnan Ayyan-gar.Design and fabrication of industrial components using3D printing[J].Materials Today：Proceedings，2018 （5）：14489 -14498.
关键词：3D打印;增材制造;智能制造;趋势展望
一、3D打印行业标准
标准是技术创新和产业化的桥梁和纽带，是技术发展催化剂。2017年底，原国家质检总局发布了一份关于2017年3D打印产品的质量风险监测分析报告：经过机械安全、电机安全及电磁兼容安全等安全指标的监测分析，在被监测的37批次自主品牌的增材制造设备中，发现了34批次的产品在安全指标监测中均存在不达标的情况，仅有3批次的增材制造设备的产品质量和性能能够通过全部的安全指标监测，合格率不足10%。由此可见，我国3D打印设备质量良莠不齐，行业已经出现了无序竞争的迹象，必需通过制定更多的标准对市场进行约束、规范和引导，不断加强增材制造标准的有效供给，以及积极提升我国增材制造标准的国际化水平，充分利用“标准化+”产生的引领效应，从而推动我国增材制造业有序、健康地向前发展。
目前，3D打印标准制定的主要组织机构中最重要的组织机构为：美国材料与试验协会增材制造技术委员会（ASTMF42）、国际标准化组织增材制造技术委员会（ISO/TC261）以及欧洲标准委员会（CEN）.2002年，美国汽车工程师协会（SAE）发布第一份增材制造标准《Ti-6Al-4V钛合金粉末》（AMS4998），同年还颁布了《退火Ti-6Al-4V钛合金激光沉积产品》（AMS4999），标志着增材制造标准化开始进入人们的视野，并逐渐引起各国的高度重视。2009年1月，美国材料与试验协会（ASTM）针对3D打印标准的制定成立了增材制造技术委员会（ASTMF42），下设8个分技术委员会，专门从事增材制造专用术语、过程控制、测试方法、零件设计和专用材料等方面的标准化工作，已有16个国家的200多个成员单位。
二、工艺技术
3D打印相比于传统制造工艺对材料处理方式为“减法”的观念，3D打印对材料的处理方式为“加法”，是一种通过分层材料“自下而上”叠加的制造工艺。这项技术由CharlesHull于1986年在被称为立体光固化（SLA）过程中开发出来，随后又发展出粉末床熔融、熔融沉积成型（FDM）、喷墨印刷和轮廓加工（CC）等相关技术。
3D打印涉及各种技术、材料和设备，而技术作为3D打印发展过程中最重要的影响因素之一，是3D打印的核心。经过多年的不断发展，3D打印已广泛应用于不同行业，而相对应的技术也是种类繁多，本文对目前比较常见的3D打印技术进行归纳和分析，并总结出该技术未来可能的发展方向。
3D打印技术的分类目前没有形成统一标准，按照成型技术原理可划分为熔融沉积成型技术（FusedDepositionModeling，FDM）、选择性激光烧结技术（SelectiveLaserSintering，SLS）、分层实体制造技术（LaminatedObjectManufacturing，LOM）、立体光固化技术（StereolithographyAppearance，SLA）、三维打印粘接成型技术（ThreeDimensionalPrintingandGluing，3DP）、数字光处理技术（DigitalLightPro-cessing，DLP）、多头喷射技术（PloyJet）、选择性激光熔化技术（SelectiveLaserMelting，SLM）、直接金属激光烧结（DirectMetalLaserSintering，DMLS）、电子束熔炼技术（ElectronBeamMelting，EBM）等。
2009年，美国材料与试验协会（ASTM）根据增材制造业现状及其技术需求，成立了专门的增材制造技术委员会，其最新的F2792标准将目前3D打印技术分为八大类：光聚合（PhotoPolymerization）、复合增材制造（HybridAdditiveManufacturing）、粘结剂喷射（BinderJet-ting）、直接能量沉积（DirectedEnergyDeposition）、叠层（SheetLamination）、材料喷射（MaterialJet-ting）、材料挤出（MaterialExtrusion）、粉末床熔融（PowderBedFusion）。国际ISO/ASTM52900∶2015标准，将增材制造工艺分为黏结剂喷射、定向能量沉积、材料挤出、材料喷射、粉末床熔融、薄材叠层和立体光固化七大类。3D打印技术早已打破了原有制造技术在加工复杂结构上面临的技术瓶颈.
未来3D打印的制造成本将逐步降低，而加工速度则会飞速增长，其研究热点将从基础研究工作中转移拓宽，包括：生物材料3D打印，金属材料3D打印，喷射3D打印技术，多材料、多功能梯度材料、多色及真彩色表面纹理3D打印，配套软件及数据处理等。3D打印技术是一种交叉和融合了包括计算机技术、机械工程、材料科学、生物科学以及数控技术等多学科的新型制造技术，在机械制造、生物医疗、海洋、航空、建筑等行业中得到了广泛应用。
3D打印的发展方面进行了以下几点展望：
1.不断加强国家层面的战略布局
构建我国3D打印顶层设计，同时努力强化、细化政策引导，有序推进3D打印市场良性发展。
2.要清楚认识到3D打印并不会取代传统的制造技术
更是一种技术融合，一种对传统行业和传统技术的全面升级和改进。要适应时代发展，利用“互联网+”、大数据、云计算等技术红利进行数字化资源的优化整合，搭建更多开放式服务平台，真正实现3D打印与各产业间的深度融合。
3.不断加强3D打印科学研究，尤其是制造工艺和材料研究
努力构建3D打印过程的实时反馈和误差分析系统，减少材料浪费、降低冗余度，实现绿色加工、智能制造;研究和开发新型材料、智能材料，丰富和提高材料的多样性和力学性能。
结语
3D打印是对传统制造工艺的革命性变革，能够给制造业带来全新的理念，也将成长为未来制造业新的、强有力的经济增长点。近些年，随着各国对增材制造的重视和发展，3D打印不管是技术研究还是产业规模都取得了长足的进步，但仍具有巨大的市场潜能。我国增材制造技术的起步时间跟全球其他国家基本同步，前期在设备制造工艺、材料、软件开发等方面研究取得了丰硕的成果，制造技术基本达到国际水平，部分技术处于国际领先水平;但是在技术转化、应用推广及产业化等方面却远远落后，亟待解决。
参考文献：
[1]T Sathish，M D Vijayakumar，Anshumaan Krishnan Ayyan-gar.Design and fabrication of industrial components using3D printing[J].Materials Today：Proceedings，2018 （5）：14489 -14498.