2011 年 2 月,英国《经济学人》杂志在一篇题为 《3D 打印如何改变世界》的封面文章中指出“3D 打 印技术未来的发展将使大规模的个性化生产成为可能, 这将会带来全球制造业经济的重大变革”。2012 年初, 美国总统奥巴马将 3D 打印技术确立为 11 项重要发展 技术之一,并联合科研机构、高校和企业建立了美国 国家 3D 打印研究所。因此,3D 打印技术逐渐引起了 世人的高度关注。
与传统的平面打印技术不同,3D 打印技术综合 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,其是通过连续 的物理层叠加(如图 1 所示),逐层增加材料来生成 三维实体,其工作原理可以分为两个过程:其一是数 据处理过程,利用三维计算机辅助设计(CAD)数 据,将三维 CAD 图形分切成薄层,完成将三维数据 分解为二维数据的过程;其二是制作过程,依据分层 的二维数据,采用所选定的制造方法制作与数据分层 厚度相同的薄片,每层薄片按序叠加起来,就构成了 三维实体,实现了从二维薄层到三维实体的制造过 程,这种技术的特点在于其几乎可以打印出任何形状 的物品。3D 打印技术可应用于珠宝、鞋类、工业设 计、建筑、工程和施工、汽车、航空航天、医疗产业、 教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他多个 领域。
从上述的分析可以预见,3D 打印技术未来将会给 全球的制造业等多行业带来巨大的变革。那么 3D 打 印技术目前发展情况到底如何?本文将从专利的角度 解读 3D 打印技术的现状,剖析国内外 3D 打印技术的 发展趋势,为我国 3D 打印产业化发展及掌握自主知 识产权提供参考和支撑。