項(xiàng)目七3D打印技術(shù)發(fā)展展望提綱7.13D打印技術(shù)創(chuàng)新需求分析7.23D打印技術(shù)的發(fā)展原則和目標(biāo)7.33D打印技術(shù)的發(fā)展展望7.43D打印與創(chuàng)客7.13D打印技術(shù)創(chuàng)新需求分析一、任務(wù)引入

盧秉恒院士提出：從總體研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展來(lái)看，與大多數(shù)“一帶一路”新興市場(chǎng)國(guó)家相比，我國(guó)增材制造技術(shù)處于絕對(duì)領(lǐng)先地位，但與發(fā)達(dá)地區(qū)和國(guó)家相比，在高端增材制造裝備商業(yè)化銷售市場(chǎng)，美國(guó)和德國(guó)占據(jù)著絕對(duì)優(yōu)勢(shì)；我國(guó)高端增材制造裝備的核心元器件和商用軟件依舊依賴進(jìn)口；系統(tǒng)級(jí)創(chuàng)新設(shè)計(jì)引領(lǐng)的規(guī)?；I(yè)應(yīng)用的發(fā)展還主要在美歐國(guó)家。我國(guó)在基礎(chǔ)理論、關(guān)鍵工藝技術(shù)以及高端裝備等方面存在較大的差距。二、相關(guān)知識(shí)1．3D打印基礎(chǔ)材料生產(chǎn)的創(chuàng)新需求

3D打印需要的材料必須是高分子材料，加熱或激光照射之后要具有流動(dòng)性，能夠變成流體、半流體，成形之后有能力立刻固化。我國(guó)目前大部分原材料依賴進(jìn)口?；A(chǔ)材料生產(chǎn)環(huán)節(jié)亟待有新的理念產(chǎn)生。7.13D打印技術(shù)創(chuàng)新需求分析二、相關(guān)知識(shí)2．3D打印設(shè)備的創(chuàng)新需求

設(shè)備是實(shí)現(xiàn)工藝技術(shù)的載體，包含了高精度機(jī)械、數(shù)控、噴射和成形環(huán)境等子系統(tǒng)。在關(guān)鍵元器件，如激光器、掃描振鏡、噴頭、精密傳感等器件方面，在成形方式與效率、自動(dòng)化和智能化水平、可加工的產(chǎn)品尺寸、分辨率、色彩豐富和精細(xì)程度、模型或零件的尺寸精度，以及表面光潔度水平等方面都需要不斷提高。7.13D打印技術(shù)創(chuàng)新需求分析二、相關(guān)知識(shí)3．3D打印工藝技術(shù)的創(chuàng)新需求

《增材制造標(biāo)準(zhǔn)ASTM-F42》將增材制造技術(shù)分為“光聚合、材料噴射、黏結(jié)劑噴射、材料超充、粉末床融合、片層疊加和定向能量沉積”七類。目前國(guó)際國(guó)內(nèi)的創(chuàng)新需求主要圍繞粉末/絲狀材料高能束燒結(jié)及熔化成形技術(shù)、液態(tài)樹(shù)脂光固化成形技術(shù)、絲材基礎(chǔ)熱熔成形技術(shù)、液體噴印成形技術(shù)、片/板/塊材的粘接或焊接成形等打印工藝技術(shù)開(kāi)展研究，同時(shí)更多的打印技術(shù)也會(huì)隨著3D打印材料、技術(shù)等發(fā)展而有進(jìn)一步的發(fā)展。7.13D打印技術(shù)創(chuàng)新需求分析三、3D打印技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)新1.3D材料技術(shù)發(fā)展創(chuàng)新

金屬木質(zhì)生物7.13D打印技術(shù)創(chuàng)新需求分析三、3D打印技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)新2.3D打印設(shè)備發(fā)展創(chuàng)新

7.13D打印技術(shù)創(chuàng)新需求分析桌面級(jí)工業(yè)級(jí)專業(yè)級(jí)

桌面級(jí)設(shè)備通過(guò)智能化和成本不斷降低，促進(jìn)了大眾化和社會(huì)化應(yīng)用。

圍繞金屬零件的直、間接制造，提高效率、致密度、精度、表面光潔度、實(shí)時(shí)在線測(cè)量缺陷的工業(yè)級(jí)和專業(yè)級(jí)高能激光和電子束增材制造技術(shù)不斷進(jìn)步，金屬原材料品種持續(xù)豐富，標(biāo)準(zhǔn)不斷完善，在工業(yè)界開(kāi)始逐步應(yīng)用。

在陶瓷材料、新型功能、結(jié)構(gòu)一體化復(fù)合零件的制造，醫(yī)用假體制造、3D細(xì)胞打印、組織器官類生命體制造等都可能成為3D打印的創(chuàng)新需求方向。三、3D打印技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)新3.3D打印設(shè)計(jì)工藝發(fā)展創(chuàng)新

7.13D打印技術(shù)創(chuàng)新需求分析控形控性四、拓展閱讀中國(guó)工程院盧秉恒院士：我國(guó)增材制造技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究

中國(guó)工程院盧秉恒院士研究團(tuán)隊(duì)在中國(guó)工程院院刊《中國(guó)工程科學(xué)》2022年第4期發(fā)表《我國(guó)增材制造技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究》一文。文章在分析全球增材制造技術(shù)發(fā)展態(tài)勢(shì)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)的基礎(chǔ)上，全面梳理了我國(guó)增材制造技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展態(tài)勢(shì)，剖析了我國(guó)增材制造產(chǎn)業(yè)面臨的共性技術(shù)研究及基礎(chǔ)器件能力不足、面向國(guó)際市場(chǎng)的專利布局滯后、產(chǎn)業(yè)規(guī)模與產(chǎn)業(yè)集群建設(shè)有待深化等問(wèn)題。著眼增材制造產(chǎn)業(yè)前瞻布局，文章論證提出了生物醫(yī)藥與醫(yī)療器械增材制造、大型高性能復(fù)雜構(gòu)件增材制造、空間增材制造、基于增材制造的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新與新材料發(fā)明等重點(diǎn)發(fā)展方向。7.13D打印技術(shù)創(chuàng)新需求分析五、課堂討論

結(jié)合本節(jié)課內(nèi)容，同學(xué)們分組討論3D打印技術(shù)的創(chuàng)新需求可以體現(xiàn)在哪些未來(lái)行業(yè)中？7.13D打印技術(shù)創(chuàng)新需求分析六、思考與練習(xí)1.3D打印技術(shù)的創(chuàng)新需求主要有哪幾個(gè)方面？2.3D打印技術(shù)在設(shè)備創(chuàng)新中有哪方面需求？3.為什么說(shuō)控形與控性是增材制造工藝的兩個(gè)重要考察指標(biāo)。7.13D打印技術(shù)創(chuàng)新需求分析項(xiàng)目七3D打印技術(shù)發(fā)展展望【模塊目標(biāo)】(1)能準(zhǔn)確描述3D打印的發(fā)展方向和趨勢(shì)。(2)能準(zhǔn)確描述3D打印的瓶頸。【知識(shí)目標(biāo)】(1)了解3D打印技術(shù)的發(fā)展歷史和特點(diǎn)。(2)熟悉3D打印的現(xiàn)狀。(3)了解3D打印技術(shù)的優(yōu)勢(shì)?！灸芰δ繕?biāo)】(1)通過(guò)學(xué)習(xí)學(xué)會(huì)收集、分析、整理參考資料的技能。(2)能說(shuō)出3D打印技術(shù)的作用。(3)知道3D打印技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用情況。提綱7.13D打印技術(shù)創(chuàng)新需求分析7.23D打印技術(shù)的發(fā)展原則和目標(biāo)7.33D打印技術(shù)的發(fā)展展望7.43D打印與創(chuàng)客7.23D打印技術(shù)的發(fā)展原則、目標(biāo)一、課堂引入一、課堂引入7.23D打印技術(shù)的發(fā)展原則、目標(biāo)一、課堂引入7.23D打印技術(shù)的發(fā)展原則、目標(biāo)一、課堂引入7.23D打印技術(shù)的發(fā)展原則、目標(biāo)二、相關(guān)知識(shí)全球范圍內(nèi)新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)革命正在萌發(fā)，世界各國(guó)紛紛將增材制造作為未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展新增長(zhǎng)點(diǎn)，推動(dòng)增材制造技術(shù)與信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、新材料技術(shù)、新設(shè)計(jì)理念的加速融合。全球制造、消費(fèi)模式開(kāi)始重塑，增材制造產(chǎn)業(yè)將迎來(lái)巨大的發(fā)展機(jī)遇。我國(guó)增材制造產(chǎn)業(yè)尚存在關(guān)鍵技術(shù)滯后。7.23D打印技術(shù)的發(fā)展原則、目標(biāo)三、3D打印技術(shù)的發(fā)展原則和目標(biāo)1.3D打印技術(shù)的發(fā)展原則

（1）創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，夯實(shí)基礎(chǔ)（2）需求牽引，統(tǒng)籌推進(jìn)（3）軍民融合，開(kāi)放合作

（4）市場(chǎng)主導(dǎo)，政府引導(dǎo)

7.23D打印技術(shù)的發(fā)展原則、目標(biāo)三、3D打印技術(shù)的發(fā)展原則和目標(biāo)2.3D打印技術(shù)的發(fā)展目標(biāo)

（1）產(chǎn)業(yè)保持高速發(fā)展（2）技術(shù)水平明顯提高（3）行業(yè)應(yīng)用顯著深化（4）生態(tài)體系基本完善（5）全球布局初步實(shí)現(xiàn)7.23D打印技術(shù)的發(fā)展原則、目標(biāo)四、拓展閱讀我國(guó)牽頭制定的首項(xiàng)增材制造國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布2021年10月，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC23510:2021Informationtechnology—3Dprintingandscanning—FrameworkforanAdditiveManufacturingServicePlatform(AMSP)正式發(fā)布。該標(biāo)準(zhǔn)由全國(guó)增材制造標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)秘書(shū)處承擔(dān)單位中國(guó)機(jī)械總院中機(jī)生產(chǎn)力促進(jìn)中心專家牽頭負(fù)責(zé)，是中國(guó)在增材制造領(lǐng)域牽頭制定的第一項(xiàng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)志著我國(guó)該領(lǐng)域國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化工作實(shí)現(xiàn)了零的突破。2018年8月，該國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)正式立項(xiàng)。三年間，為做好國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的研究和編制工作，我國(guó)聯(lián)合各國(guó)專家代表先后召開(kāi)了20余次國(guó)際會(huì)議，起草各階段國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)草案及有關(guān)文件數(shù)十份，因其在DIS階段無(wú)任何技術(shù)性意見(jiàn)等原因，最終省略FDIS投票直接進(jìn)入發(fā)布階段。該國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布，將進(jìn)一步規(guī)范和促進(jìn)全球增材制造平臺(tái)化、服務(wù)化、智能化發(fā)展，是我國(guó)在前沿新興領(lǐng)域國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化工作的典型代表，標(biāo)志著我國(guó)在先進(jìn)制造領(lǐng)域牽頭制定國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)又邁出了重要一步。7.23D打印技術(shù)的發(fā)展原則、目標(biāo)五、課堂討論

請(qǐng)同學(xué)們搜索了解《國(guó)家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)計(jì)劃(2015-2016年)》與《增材制造(又稱3D打印)產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃(2017-2020年)》。7.23D打印技術(shù)的發(fā)展原則、目標(biāo)六、思考與練習(xí)1．3D打印技術(shù)的發(fā)展原則是什么？2．3D打印技術(shù)的發(fā)展目標(biāo)是什么？7.23D打印技術(shù)的發(fā)展原則、目標(biāo)項(xiàng)目七3D打印技術(shù)的發(fā)展展望【模塊目標(biāo)】(1)能準(zhǔn)確描述3D打印的發(fā)展方向和趨勢(shì)。(2)能準(zhǔn)確描述3D打印的瓶頸?！局R(shí)目標(biāo)】(1)了解3D打印技術(shù)的發(fā)展歷史和特點(diǎn)。(2)熟悉3D打印的現(xiàn)狀。(3)了解3D打印技術(shù)的優(yōu)勢(shì)?！灸芰δ繕?biāo)】(1)通過(guò)學(xué)習(xí)學(xué)會(huì)收集、分析、整理參考資料的技能。(2)能說(shuō)出3D打印技術(shù)的作用。(3)知道3D打印技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用情況。提綱7.13D打印技術(shù)創(chuàng)新需求分析7.23D打印技術(shù)的發(fā)展原則和目標(biāo)7.33D打印技術(shù)的發(fā)展展望7.43D打印與創(chuàng)客7.33D打印技術(shù)的發(fā)展展望一、課堂引入一、課堂引入7.33D打印技術(shù)的發(fā)展展望一、課堂引入7.33D打印技術(shù)的發(fā)展展望一、課堂引入7.33D打印技術(shù)的發(fā)展展望二、相關(guān)知識(shí)1.三維數(shù)據(jù)的獲取——智能化設(shè)計(jì)。7.33D打印技術(shù)的發(fā)展展望二、相關(guān)知識(shí)2.

個(gè)性化產(chǎn)品的獲取——分布式制造7.33D打印技術(shù)的發(fā)展展望三、3D打印相關(guān)技術(shù)的發(fā)展方向3D打印技術(shù)發(fā)展展望：

（1）增材制造裝備方面

（2）前沿新材料方面

（3）3D打印耗材方面

（4）生物醫(yī)療方面7.33D打印技術(shù)的發(fā)展展望四、拓展閱讀中國(guó)增材制造產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟

中國(guó)增材制造產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟成立于2016年10月19日，是在工業(yè)和信息化部指導(dǎo)下，由增材制造領(lǐng)域的企事業(yè)單位、高等院校、科研機(jī)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)園區(qū)等128家相關(guān)單位，按照自愿、平等、互利、合作的原則，共同發(fā)起組成的跨行業(yè)、開(kāi)放性、非營(yíng)利性的社會(huì)組織，秘書(shū)處設(shè)在工業(yè)和信息化部裝備工業(yè)發(fā)展中心。現(xiàn)有聯(lián)盟成員300余家，是中國(guó)增材制造領(lǐng)域?qū)哟巫罡?、?guī)模最大的行業(yè)組織。

中國(guó)增材制造產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟堅(jiān)持開(kāi)放、創(chuàng)新、合作、共贏的工作原則，立足于為我國(guó)增材制造產(chǎn)業(yè)搭建合作與促進(jìn)平臺(tái)，致力于支撐行業(yè)管理、聚攏行業(yè)資源、營(yíng)造創(chuàng)新環(huán)境、促進(jìn)交流合作，助力中國(guó)增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大。7.33D打印技術(shù)的發(fā)展展望五、課堂討論請(qǐng)同學(xué)們查閱資料并討論以下問(wèn)題：

●你覺(jué)得未來(lái)3D打印還會(huì)有哪些發(fā)展？

●你希望未來(lái)出現(xiàn)什么樣的3D打印機(jī)呢？

●3D打印的優(yōu)勢(shì)是什么？7.33D打印技術(shù)的發(fā)展展望六、思考與練習(xí)1．你對(duì)3D打印的未來(lái)有哪些期望？2．你覺(jué)得3D打印為什么會(huì)發(fā)展如此迅速？3．你覺(jué)得3D打印能取代傳統(tǒng)制造業(yè)嗎？7.33D打印技術(shù)的發(fā)展展望項(xiàng)目七3D打印技術(shù)發(fā)展展望提綱7.13D打印技術(shù)創(chuàng)新需求分析7.23D打印技術(shù)的發(fā)展原則和目標(biāo)7.33D打印技術(shù)的發(fā)展展望7.43D打印與創(chuàng)客一、課堂引入7.43D打印與創(chuàng)客

3D打印與創(chuàng)客

通過(guò)新技術(shù)來(lái)吸引學(xué)生投入到科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中，成為新一代高級(jí)設(shè)計(jì)師和工程師，在未來(lái)國(guó)家科技競(jìng)爭(zhēng)中起到引領(lǐng)作用。

發(fā)達(dá)國(guó)家的3D打印技術(shù)早已進(jìn)入教育領(lǐng)域。大學(xué)、中學(xué)、小學(xué)都開(kāi)設(shè)了3D打印創(chuàng)客課堂，通過(guò)3D打印技術(shù)的學(xué)習(xí)，對(duì)青少年進(jìn)行創(chuàng)新意識(shí)、技術(shù)手段的培養(yǎng)。一、課堂引入7.43D打印與創(chuàng)客

3D打印創(chuàng)客教室里主要培養(yǎng)的是學(xué)生們的發(fā)明創(chuàng)造能力，為適用創(chuàng)客“智造”社會(huì)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。二、相關(guān)知識(shí)創(chuàng)新是科學(xué)發(fā)展、文明進(jìn)步的動(dòng)力。培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力，是大學(xué)教育的首要任務(wù)?！皠?chuàng)客”一詞來(lái)源于英文單詞“Maker”，是指出于興趣與愛(ài)好，努力把各種創(chuàng)意轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的人。3D打印可以直接將“創(chuàng)客”的設(shè)計(jì)產(chǎn)品化，真正將CAD和CAM集于一體。7.43D打印與創(chuàng)客

三、3D打印場(chǎng)地規(guī)劃及硬件配置

1.3D打印創(chuàng)客教室

7.43D打印與創(chuàng)客

三、3D打印場(chǎng)地規(guī)劃及硬件配置

2.軟硬件介紹

7.43D打印與創(chuàng)客

逆向掃描

正向設(shè)計(jì)

3D打印四、拓展閱讀國(guó)家增材制造創(chuàng)新中心

國(guó)家增材制造創(chuàng)新中心依托西安增材制造國(guó)家研究院有限公司，以“公司+聯(lián)盟”形式組建，實(shí)行獨(dú)立法人、公司化運(yùn)作、企業(yè)化管理。股東單位13家，注冊(cè)資本1.35億元。中心建成研發(fā)中試、公共測(cè)試、共性技術(shù)服務(wù)三大平臺(tái)。

西安增材制造國(guó)家研究院有限公司于2016年07月29日成立。法定代表人盧秉恒,公司經(jīng)營(yíng)范圍包括：增材制造及智能制造軟件、裝備、材料、器件的生產(chǎn)；檢測(cè)服務(wù)；增材制造及智能制造軟件、裝備、材料、器件的研發(fā)、設(shè)計(jì)、銷售及技術(shù)咨詢、技術(shù)服務(wù)、技術(shù)轉(zhuǎn)讓、技術(shù)推廣；企業(yè)內(nèi)部員職工培訓(xùn)；企業(yè)孵化器管