3D打印論文提要

3D打印技術(shù)方法研究以及發(fā)展趨勢(shì)引言在科學(xué)技術(shù)飛快發(fā)展的今天，打印技術(shù)隨處可見，如今，一種新型的打印技術(shù)，或者說一種快速成型技術(shù)逐漸進(jìn)入人們的視野——3D打印。3D打印作為一種降低工件制作難度的技術(shù)被人們所推崇。在1986年，CharlesHull開發(fā)了第一臺(tái)商業(yè)3D印刷機(jī)開始，3D打印就開始登上歷史舞臺(tái)。九十年代的好萊塢電影開始出現(xiàn)以3D打印為靈感的故事情節(jié)，并且為了滿足人類這種“上帝”思想，科研人員開始了3D打印技術(shù)的開發(fā)與研究。近20年來，3D打印技術(shù)取得了快速發(fā)展，在消費(fèi)電子產(chǎn)品、汽車、航空航天、醫(yī)療、軍工、地理信息及藝術(shù)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域被大量使用。隨著工藝、材料和裝備的日益成熟，3D打印技術(shù)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，從制造設(shè)備向生活產(chǎn)品發(fā)展。本文首先介紹了3D打印的概念原理與產(chǎn)生發(fā)展，然后說明了3D打印所使用的技術(shù)，最后對(duì)3D打印的未來做出闡述并選出比較新穎的案例，對(duì)3D打印做出比較全面的介紹。一、3D打印技術(shù)概念原理1、概念3D打印，即快速成型技術(shù)的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。2、一般原理及過程三維CAD模型設(shè)計(jì)先通過\o"計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)"計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）或\o"計(jì)算機(jī)動(dòng)畫"計(jì)算機(jī)動(dòng)畫\o"建模軟件（頁面不存在）"建模軟件建模，再將建成的三維模型“分區(qū)”成逐層的截面，從而指導(dǎo)打印機(jī)逐層打印。CAD模型的近似處理用STL文件格式進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，將三維實(shí)體表面用一系列相連的小三角形逼近，得到STL格式的三維近似模型文件。設(shè)計(jì)軟件和打印機(jī)之間協(xié)作的標(biāo)準(zhǔn)文件格式是\o"en:STL(fileformat)"STL文件格式。一個(gè)STL文件使用三角面來大致模擬物體的表面。三角面越小其生成的表面分辨率越高。\o"PLY"PLY是一種通過掃描來產(chǎn)生三維文件的掃描器，其生成的\o"VRML"VRML或者\(yùn)o"WRL（頁面不存在）"WRL文件經(jīng)常被用作全彩打印的輸入文件。對(duì)STL文件的切片處理打印機(jī)通過讀取文件中的橫截面信息，用液體狀、粉狀或片狀的材料將這些截面逐層地打印出來，再將各層截面以各種方式粘合起來從而制造出一個(gè)實(shí)體。這種技術(shù)的特點(diǎn)在于其幾乎可以造出任何形狀的物品。打印機(jī)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（像素每英寸）或者微米來計(jì)算的。一般的厚度為100微米，即0.1毫米，也有部分打印機(jī)如ObjetConnex系列還有3DSystems'ProJet系列可以打印出16微米薄的一層。而平面方向則可以打印出跟激光打印機(jī)相近的分辨率。打印出來的“墨水滴”的直徑通常為50到500個(gè)微米。用傳統(tǒng)方法制造出一個(gè)模型通常需要數(shù)小時(shí)到數(shù)天，根據(jù)模型的尺寸以及復(fù)雜程度而定。而用3D打印的技術(shù)則可以將時(shí)間縮短為數(shù)小時(shí)，當(dāng)然其是由打印機(jī)的性能以及模型的尺寸和復(fù)雜程度而定的。傳統(tǒng)的制造技術(shù)如注塑法可以以較低的成本大量制造聚合物產(chǎn)品，而3D打印技術(shù)則可以以更快，更有彈性以及更低成本的辦法生產(chǎn)數(shù)量相對(duì)較少的產(chǎn)品。一個(gè)桌面尺寸的3D打印機(jī)就可以滿足設(shè)計(jì)者或概念開發(fā)小組制造模型的需要。完成目前3D打印機(jī)的分辨率對(duì)大多數(shù)應(yīng)用來說已經(jīng)足夠（在彎曲的表面可能會(huì)比較粗糙，像圖像上的鋸齒一樣），要獲得更高分辨率的物品可以通過如下方法：先用當(dāng)前的3D打印機(jī)打出稍大一點(diǎn)的物體，再稍微經(jīng)過表面打磨即可得到表面光滑的“高分辨率”物品。有些技術(shù)可以同時(shí)使用多種材料進(jìn)行打印。有些技術(shù)在打印的過程中還會(huì)用到支撐物，比如在打印出一些有倒掛狀的物體時(shí)就需要用到一些易于除去的東西（如可溶的東西）作為支撐物。二、3D打印技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展1、產(chǎn)生長(zhǎng)久以來科學(xué)家和技術(shù)工作者一直有著一個(gè)復(fù)制技術(shù)的設(shè)想，但直到20世紀(jì)80年代，3D打印的概念才算真正開始實(shí)現(xiàn)。1982年，首次公開實(shí)現(xiàn)實(shí)體模型印制的是日本名古屋市工業(yè)研究所。然而，最常被冠以發(fā)明“現(xiàn)代”3D打印機(jī)的人是查爾斯·W·赫爾（ChuckHull），1984年，他定義了專利術(shù)語Stereolithography“立體光刻造型技術(shù)”（系統(tǒng)通過創(chuàng)建多個(gè)截面的方式生成三維物體對(duì)象）。2、發(fā)展歷史1984年-查爾斯·赫爾發(fā)明將數(shù)字資源打印成三維立體模型的技術(shù)。1986年-立體光敏成型1986年-查爾斯·赫爾命名他發(fā)明的技術(shù)叫立體光敏成型技術(shù)，并以此獲得了專利。1986年–查爾斯·赫爾成立3DSystems公司，并開發(fā)了第一個(gè)商用3D打印機(jī)，它被稱為立體光敏成型設(shè)備。1988年-3D系統(tǒng)開發(fā)SLA-250型商業(yè)打印機(jī)，這是第一個(gè)面向公眾的打印機(jī)版本。1988年-斯科特·克倫普發(fā)明了熔融沉積成型技術(shù)（FDM）。1989年-斯科特·克倫普成立了Stratasys公司。1991-Helisys售出第一臺(tái)疊層法快速成型（LOM）系統(tǒng)。1992-Stratasys公司售出首臺(tái)基于FDM技術(shù)的“三維建?！睓C(jī)器。1992年-DTM售出首臺(tái)選擇性激光燒結(jié)（SLS）系統(tǒng)。1993年-Solidscape成立，它生產(chǎn)能打印表面光滑的小型零件的噴墨打印機(jī)機(jī)，但打印速度相對(duì)較慢。1993-麻省理工學(xué)院（MIT）獲得“三維打印技術(shù)”專利。是類似于已在二維打印機(jī)中運(yùn)用的噴墨打印技術(shù)。1995年-ZCorporation獲得麻省理工學(xué)院獨(dú)家授權(quán)，并開始開發(fā)基于3DP技術(shù)的打印機(jī)。1996-Stratasys公司推出“Genisys”。1996年-ZCorporation推出的“Z402”。1996年-3DSystems公司推出“ACTUA2100”?！?D打印機(jī)”最早是用來表示所有的快速成型機(jī)。1997年–EOS將它的立體光敏成型業(yè)務(wù)出售給3-DSystems，但EOS仍然是歐洲最大的生產(chǎn)商。線電子束自由成形制造(EBF)幾乎任何合金粒狀直接金屬激光燒結(jié)（DMLS）幾乎任何合金電子束熔化成型（EBM）鈦合金選擇性激光熔化成型(SLM)鈦合金，鈷鉻合金，不銹鋼，鋁選擇性熱燒結(jié)（SHS）熱塑性粉末選擇性激光燒結(jié)（SLS）熱塑性塑料、金屬粉末、陶瓷粉末粉末層噴頭3D打印石膏3D打印(PP)石膏層壓分層實(shí)體制造（LOM）紙、金屬膜、塑料薄膜光聚合立體光固化成型（SLA）光硬化樹脂數(shù)字光處理(DLP)光硬化樹脂下面詳細(xì)介紹幾種技術(shù)的原理、方法及優(yōu)缺點(diǎn)。（1）立體光固化成型法（SLS）立體光固化成型法以光敏\o"樹脂"樹脂的\o"聚合反應(yīng)"聚合反應(yīng)為基礎(chǔ)。在計(jì)算機(jī)控制下的\o"紫外"紫外\o"激光"激光，沿著零件各分層截面輪廓，對(duì)\o"液態(tài)"液態(tài)樹脂進(jìn)行逐點(diǎn)掃描，使被掃描的樹脂薄層產(chǎn)生\o"聚合反應(yīng)"聚合反應(yīng)，由點(diǎn)逐漸形成線，最終形成零件的一個(gè)薄層的固化截面，而未被掃描到的樹脂保持原來的液態(tài)。當(dāng)一層固化完畢，升降工作臺(tái)移動(dòng)一個(gè)層片厚度的距離，在上一層已經(jīng)固化的樹脂表面再覆蓋一層新的液態(tài)樹脂，用以進(jìn)行再一次的掃描固化。新固化的一層牢固地粘合在前一層上，如此循環(huán)往復(fù)，直到整個(gè)零件原型制造完畢。圖SEQ圖\*ARABIC3立體光固化快速成型工藝過程示意圖SLA的優(yōu)點(diǎn)1.光固化成型法是最早出現(xiàn)的快速原型制造工藝,成熟度高,經(jīng)過時(shí)間的檢驗(yàn)。2.由CAD數(shù)字模型直接制成原型,加工速度快,產(chǎn)品生產(chǎn)周期短,無需切削工具與模具。3.可以加工結(jié)構(gòu)外形復(fù)雜或使用傳統(tǒng)手段難于成型的原型和模具。4.使CAD數(shù)字模型直觀化,降低錯(cuò)誤修復(fù)的成本。5.為實(shí)驗(yàn)提供試樣,可以對(duì)計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證與校核。6.可聯(lián)機(jī)操作,可遠(yuǎn)程控制,利于生產(chǎn)的自動(dòng)化。圖SEQ圖\*ARABIC4（左）立體光固化成型設(shè)備（西安交大）和（右）立體光固化成型模型SLA的缺點(diǎn)1.SLA系統(tǒng)造價(jià)高昂,使用和維護(hù)成本過高。2.SLA系統(tǒng)是要對(duì)液體進(jìn)行操作的精密設(shè)備,對(duì)工作環(huán)境要求苛刻。3.成型件多為樹脂類,強(qiáng)度,剛度,耐熱性有限,不利于長(zhǎng)時(shí)間保存。4.預(yù)處理軟件與驅(qū)動(dòng)軟件運(yùn)算量大,與加工效果關(guān)聯(lián)性太高。5.軟件系統(tǒng)操作復(fù)雜,入門困難;使用的文件格式不為廣大設(shè)計(jì)人員熟悉。6.立體光固化成型技術(shù)被單一公司所壟斷。SLA的發(fā)展趨勢(shì)與前景立體光固化成型法的發(fā)展趨勢(shì)是高速化,節(jié)能環(huán)保與微型化。不斷提高的加工精度使之有最先可能在生物,醫(yī)藥,微電子等領(lǐng)域大有作為。（2）選擇性激光燒結(jié)（SLS）選擇性激光燒結(jié)加工過程是采用鋪粉棍將一層粉末材料平鋪在已成型零件的上表面，并加熱至恰好低于該粉末燒結(jié)點(diǎn)的某一溫度，控制系統(tǒng)控制激光束按照該層的截面輪廓在粉末上掃描，使粉末的溫度升至熔化點(diǎn)，進(jìn)行燒結(jié)，并與下面已成型的部分實(shí)現(xiàn)粘結(jié)。當(dāng)一層截面燒結(jié)完成后，工作臺(tái)下降一個(gè)層的厚度，鋪料輥又在上面鋪上一層均勻密實(shí)的粉末，進(jìn)行新一層截面的燒結(jié)，直至完成整個(gè)模型。在成型過程中，未經(jīng)燒結(jié)的粉末對(duì)模型的空腔和懸臂部分起著支撐作用，不必像SLA工藝那樣另行生成支撐工藝結(jié)構(gòu)。SLS使用的激光器是二氧化碳激光器，使用的原料有蠟、聚碳酸酯、尼龍、纖細(xì)尼龍、合成尼龍、金屬，以及一些發(fā)展中的材料等。當(dāng)實(shí)體構(gòu)建完成并在原型部分充分冷卻后，粉末快速上升至初始位置，將其取出，放置在后處理工作臺(tái)上，用刷子刷去表面粉末，露出加工件，其余殘留的粉末可用壓縮空氣去除。SLS的優(yōu)點(diǎn)1.可采用多種材料。從原理上來說，這種方法可采用加熱時(shí)年度降低的任何粉末材料，通過材料或者各類含粘結(jié)劑的涂層顆粒制造出任何造型，適應(yīng)不同的需要。2.制造工藝比較簡(jiǎn)單。由于可用多種材料，選擇性激光燒結(jié)工藝按采用的原料不同，可以直接生產(chǎn)復(fù)雜形狀的原型、型腔模三維構(gòu)件或部件及工具。3.高精度。依賴于使用的材料種類和粒徑、產(chǎn)品的幾何形狀和復(fù)雜程度，該工藝一般能達(dá)到工件整體范圍內(nèi)±（0.05--2.5）mm的公差。當(dāng)粉末粒徑為0.1mm以下時(shí)，成型后的原型精度可達(dá)±1%。4.無需支撐結(jié)構(gòu)。和LOM工藝一樣，SLS工藝也無需設(shè)計(jì)支撐結(jié)構(gòu)，疊層過程中出現(xiàn)的懸空層面可直接由未燒結(jié)的粉末來實(shí)現(xiàn)支撐。5.材料利用率高。由于該工藝過程不需要支撐結(jié)構(gòu)，也不像LOM工藝那樣出現(xiàn)許多廢料，也不需要制作基底支撐，所以該工藝方法在常見的幾種快速成型工藝中，材料利用率是最高的，可以認(rèn)為是100%。SLS工藝中使用的多數(shù)粉末的價(jià)格較便宜，所以SLS模型的成本相比較來看也是較低的。6.生產(chǎn)周期短。從CAD設(shè)計(jì)到零件的加工完成只需幾小時(shí)到幾十小時(shí)，整個(gè)生產(chǎn)過程數(shù)字化，可隨時(shí)修正、隨時(shí)制造。這一特點(diǎn)使其特別適合于新產(chǎn)品的開發(fā)。7.與傳統(tǒng)工藝方法相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)快速鑄造、快速模具制造、小批量零件輸出等功能，為傳統(tǒng)制造方法注入新的活力。8.應(yīng)用面廣。由于成型材料的多樣化，使得SLS工藝適合于多種應(yīng)用領(lǐng)域，如原型設(shè)計(jì)驗(yàn)證、模具母模、精鑄熔模、鑄造型殼和型芯等圖SEQ圖\*ARABIC5選擇性激光燒結(jié)工藝過程示意圖SLS的缺點(diǎn)1.表面粗糙。由于SLS工藝的原料是粉末狀的，原型的建造是由材料粉層經(jīng)加熱熔化而實(shí)現(xiàn)逐層粘結(jié)的，因此，嚴(yán)格的來說，原型的表面是粉粒狀的，因而表面質(zhì)量不高。SLS工藝中的粉末粘結(jié)是需要激光能源使其加熱而達(dá)到熔化狀態(tài)，燒結(jié)過程中揮發(fā)異味。2.高分子材料或者粉粒在激光燒結(jié)熔化時(shí)一般要會(huì)發(fā)異味氣體。3.有時(shí)需要比較復(fù)雜的輔助工藝。SLS技術(shù)視所用的材料而異，有時(shí)需要比較復(fù)雜的輔助工藝過程，例如給原材料進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的預(yù)先加熱、造型完成后需要給模型進(jìn)行表面浮粉的清理等。4.做小件或者精件時(shí)，精度不如SLA。SLS發(fā)展趨勢(shì)與前景SLS工藝的應(yīng)用幾十年來，SLS工藝已經(jīng)成功應(yīng)用于汽車、造船、航天和航空等諸多行業(yè)，為許多傳統(tǒng)制造業(yè)注入了新的生命力和創(chuàng)造力。隨著SLS技術(shù)的發(fā)展，新工藝、新材料的不斷出現(xiàn)，勢(shì)必會(huì)對(duì)未來的實(shí)際零件制造產(chǎn)生重大影響，對(duì)制造業(yè)產(chǎn)生巨大的推動(dòng)作用。（3）熔融沉積成型法（FDM）通過將絲狀材料如熱塑性塑料、蠟或金屬的熔絲從加熱的噴嘴擠出，按照零件每一層的預(yù)定軌跡，以固定的速率進(jìn)行熔體沉積。每完成一層，工作臺(tái)下降一個(gè)層厚進(jìn)行迭加沉積新的一層，如此反復(fù)最終實(shí)現(xiàn)零件的沉積成型。FDM工藝的關(guān)鍵是保持半流動(dòng)成型材料的溫度剛好在熔點(diǎn)之上(比熔點(diǎn)高1℃左右)。其每一層片的厚度由擠出絲的的直徑?jīng)Q定，通常是0.25~0.50mm。圖SEQ圖\*ARABIC6熔融沉積制造工藝過程示意圖FDM的優(yōu)點(diǎn)1.采用熱熔擠壓頭的專利，整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)造原理和操作簡(jiǎn)單，維護(hù)成本低，系統(tǒng)運(yùn)行安全。2.成型速度快，不需要SLA中的刮板再加工工序，系統(tǒng)校準(zhǔn)為自動(dòng)控制。3.用蠟成型的零件，可直接用于熔模鑄造。4.可以成型任意復(fù)雜程度的零件，常用于具有很復(fù)雜的內(nèi)腔、孔等零件。5.成型材料廣泛，主要是石蠟、ABS、人造橡膠、鑄蠟和聚酯熱塑料等低熔點(diǎn)材料和低熔點(diǎn)金屬、陶瓷等的線材或粉料。6.原材料利用率高，且材料壽命長(zhǎng)。7.支撐去除簡(jiǎn)單，無需化學(xué)清洗，分離容易。8.成本低，F(xiàn)DM工藝不用激光器件，因此使用、維護(hù)簡(jiǎn)單，成本較低，原材料的利用率高無污染。FDM的缺點(diǎn)1.只適用于中、小型塑料件。2.成型件的表面有較明顯的條紋，需后處理，不如SLA成型件好。3.成型件軸方向的強(qiáng)度比較弱。4.需設(shè)計(jì)、制作支撐結(jié)構(gòu)。5.需要對(duì)整個(gè)截面進(jìn)行掃描涂覆，成型時(shí)間較長(zhǎng)；6.原材料價(jià)格昂貴（250-458元每千克）。FDM的趨勢(shì)與發(fā)展由于FDM工藝的特點(diǎn)，F(xiàn)DM已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于制造行業(yè)。它降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，縮短了生產(chǎn)周期，大大地提高了生產(chǎn)效率，給企業(yè)帶來了較大的經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)前快速成型技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是將快速成型與其他先進(jìn)的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)密切結(jié)合起來，共同發(fā)展。（4）分層實(shí)體制造（LOM）根據(jù)三維CAD模型每個(gè)截面的輪廓線，在計(jì)算機(jī)控制下，發(fā)出控制激光切割系統(tǒng)的指令，使切割頭作X和Y方向的移動(dòng)。供料機(jī)構(gòu)將地面涂有熱溶膠的箔材（如涂覆紙、涂覆陶瓷箔、金屬箔、塑料箔材）一段段的送至工作臺(tái)的上方。激光切割系統(tǒng)按照計(jì)算機(jī)提取的橫截面輪廓用二氧化碳激光束對(duì)箔材沿輪廓線將工作臺(tái)上的紙割出輪廓線，并將紙的無輪廓區(qū)切割成小碎片。然后，由熱壓機(jī)構(gòu)將一層層紙壓緊并粘合在一起?？缮倒ぷ髋_(tái)支撐正在成型的工件，并在每層成型之后，降低一個(gè)紙厚，以便送進(jìn)、粘合和切割新的一層紙。最后形成由許多小廢料塊包圍的三維原型零件。然后取出，將多余的廢料小塊剔除，最終獲得三維產(chǎn)品。圖SEQ圖\*ARABIC7分層實(shí)體制造工藝過程示意圖LOM的優(yōu)點(diǎn)1.成形精度較高。

2.只須對(duì)輪廓線進(jìn)行切割，制作效率高，適合做大件及實(shí)體件。3.制成的樣件有類似木質(zhì)制品的硬度，可進(jìn)行一定的切削加工。LOM的缺點(diǎn)1.不適宜做薄壁原型。

2.表面比較粗糙，工件表面有明顯的臺(tái)階紋，成型后要進(jìn)行打磨。

3.易吸濕膨脹，成形后要盡快表面防潮處理。

4.工件強(qiáng)度差，缺少彈性。（5）立體噴?。?DP）3DP工藝與SLS工藝類似，采用粉末材料成形，如陶瓷粉末，金屬粉末。所不同的是材料粉末不是通過燒結(jié)連接起來的，而是通過噴頭用粘接劑(如硅膠)將零件的截面“印刷”在材料粉末上面。用粘接劑粘接的零件強(qiáng)度較低，還須后處理。具體工藝過程如下：上一層粘結(jié)完畢后，成型缸下降一個(gè)距離（等于層厚：0.013～0.1mm）,供粉缸上升一個(gè)高度，推出若干粉末，并被鋪粉輥推到成型缸，鋪平并被壓實(shí)。噴頭在計(jì)算機(jī)控制下，按下一個(gè)建造截面的成形數(shù)據(jù)有選擇地噴射粘結(jié)劑建造層面。鋪粉輥鋪粉時(shí)多余的粉末被集粉裝置收集。如此周而復(fù)始地送粉、鋪粉和噴射粘結(jié)劑，最終完成一個(gè)三維粉體的粘結(jié)。未被噴射粘結(jié)劑的地方為干粉，在成形過程中起支撐作用，且成形結(jié)束后，比較容易去除。3DP的優(yōu)點(diǎn)1.成型速度快，成型材料價(jià)格低，適合做桌面型的快速成型設(shè)備。2.在粘結(jié)劑中添加顏料，可以制作彩色原型，這是該工藝最具競(jìng)爭(zhēng)力的特點(diǎn)之一。3.成型過程不需要支撐，多余粉末的去除比較方便，特別適合于做內(nèi)腔復(fù)雜的原型。3DP的缺點(diǎn)強(qiáng)度較低，只能做概念型模型，而不能做功能性試驗(yàn).圖SEQ圖\*ARABIC83DP工藝過程示意圖四、3D打印面臨的問題材料的限制雖然高端工業(yè)印刷可以實(shí)現(xiàn)塑料、某些金屬或者陶瓷打印，但無法實(shí)現(xiàn)打印的材料都是比較昂貴和稀缺的。另外，打印機(jī)也還沒有達(dá)到成熟的水平，無法支持日常生活中所接觸到的各種各樣的材料。研究者們?cè)诙嗖牧洗蛴∩弦呀?jīng)取得了一定的進(jìn)展，但除非這些進(jìn)展達(dá)到成熟并有效，否則材料依然會(huì)是3D打印的一大障礙。機(jī)器的限制3D打印技術(shù)在重建物體的幾何形狀和機(jī)能上已經(jīng)獲得了一定的水平，幾乎任何靜態(tài)的形狀都可以被打印出來，但是那些運(yùn)動(dòng)的物體和它們的清晰度就難以實(shí)現(xiàn)了。這個(gè)困難對(duì)于制造商來說也許是可以解決的，但是3D打印技術(shù)想要進(jìn)入普通家庭，每個(gè)人都能隨意打印想要的東西，那么機(jī)器的限制就必須得到解決才行。知識(shí)產(chǎn)權(quán)的憂慮在過去的幾十年里，音樂、電影和電視產(chǎn)業(yè)中對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的關(guān)注變得越來越多。3D打印技術(shù)也會(huì)涉及到這一問題，因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)中的很多東西都會(huì)得到更加廣泛的傳播。人們可以隨意復(fù)制任何東西，并且數(shù)量不限。如何制定3D打印的法律法規(guī)用來保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)，也是我們面臨的問題之一，否則就會(huì)出現(xiàn)泛濫的現(xiàn)象。道德的挑戰(zhàn)道德是底線。什么樣的東西會(huì)違反道德規(guī)律是很難界定的，如果有人打印出生物器官和活體組織，在不久的將來會(huì)遇到極大的道德挑戰(zhàn)?；ㄙM(fèi)的承擔(dān)3D打印技術(shù)需要承擔(dān)的花費(fèi)是高昂的。第一臺(tái)3D打印機(jī)的售價(jià)為1萬5。如果想要普及到大眾，降價(jià)是必須的，但又會(huì)與成本形成沖突。五、打印案例1.人工耳軟骨支架清華大學(xué)與中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京整形醫(yī)院合作，利用熔融沉積制造工藝加工用于治療耳畸形的耳軟骨支架。材料采用生物相容且不降解的聚氨酯，植入后的效果良好，與認(rèn)得健側(cè)耳朵形狀完全一致。圖SEQ圖\*ARABIC9人工耳軟骨支架報(bào)道（光明日?qǐng)?bào)）2.耐克VaporLaserTalonBoot著名運(yùn)動(dòng)品牌耐克公司就設(shè)計(jì)出了一款3D打印的足球鞋。這雙3D打印的耐克鞋名為V