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EXCHANGE OF EXPERIENCE 经验交流
3D 打印技术在电子信息领域的应用
◆王筱雪姚春
摘要:高新技术的发展促进了3D打印技术的不断创新,并在电子信息等领域得到了广泛的应用。3D打印是CAD/CAM技术、数字化技术、信息技术、控制技术、材料技术等融合发展的结果, 极大地改变了制造工艺流程,促进了相关产业的发展。随着技术研发的不断进展,未来3D打印技术在政策与管理以及知识产权及信息安全等方面将更加完善。
关键词:3D打印;电子信息;计算机辅助设计(CAD);计算机辅助制造(CAM)
引言
科学理念的创新促进了高新技术的快速发展,20 世纪 90 年代中期,3D 打印技术问世。作为一种快速成型技术,
3D 打印是以计算机三维设计模型为基础,通过软件分层离散和数控成型系统,利用激光束及热熔喷嘴等方式将特殊材料进行逐层堆积黏结,通过连续的物理层叠加,生成三维立体的技术。在整个实现过程中,将三维实体变为若干个二维平面,最终叠加成型,制造出实体产品。从 1984 年查尔斯·赫尔发明将数字资源打印成三维立体模型的技术开始,3D 打印已经有 30 年的历史。3D 打印技术与传统制造业通过模具、
车铣等机械加工方式对原材料进行定型、切削以最终生产成

新型 3D 打印机配件 Rabbit Proto ,它不但可以打印出电子产品模型,还可以将其内部的电路打印出来,这种新型技术使 3D 打印完整电子产品成为现实。
目前中国 3D 打印技术发展面临诸多挑战,总体处于新兴技术的产业化初级阶段。在这个时期增强制造业产品的自主创新能力尤为重要。目前,国外的 3D 打印技术已经在为地质研究、地下结构可视化、野外环境分析以及军事指挥当中,有了许多成熟的应用。而在国内,一些测绘及电子装备类企业,也积极在谋求为国内的 3D 打印技术提供硬件、软件技术以及数据的支持,通过精准的测绘数据,能够清晰地打印出高标准的模型。与任何科学技术一样,3D 打印的新技
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品不同,为添加制造,是一种综合性应用技术[1]。从技术的
术在其形成发展的过程中,同样也存在着局限性
。 3D 打
角度而言,3D 打印综合了数字建模技术、机电控制技术、信息技术、材料科学与化学等诸多方面的前沿技术知识[2]。这种数字化制造模式省却了复杂的工艺及庞大的机床,结合 CAD 直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件,使生产制造得以向更广的范围延伸。虽然 3D 打印技术出现己有多年的历史,但 3D 打印产业仍处于初期发展阶段,发展的空间巨大。
3D 打印技术的核心装备是 3D 打印机,它是完成 3D 打印过程的必要操作系统,它是集机械、控制及计算机技术等为一体的复杂机电体化系统。此外,新型打印材料、打印工艺、设计与控制软件等也是 3D 打印技术体系的重要组成部分。从实用的角度讲,3D 打印机操作简便,适应分布化生产, 设计与制造一体化的需求,以及家庭日常应用的需求。随着软件集成化的发展,实现 CAD/CAM(计算机辅助制造)的一体化,使设计软件和生产控制软件无缝对接,实现设计者直接连网控制的远程在线制造。随着 3D 打印技术的不断完善,应用范围不断拓展,市场规模快速增长。由于 3D 打印在复杂化结构零部件加工、个性化定制等方面具有独特优势, 其在电子信息、生物医学、