第六章3D打印技術應用目錄CONTENTS3D打印技術在工業制造領域的應用013D打印技術在航空航天領域的應用033D打印技術在其他領域中的應用053D打印技術在建筑領域的應用043D打印技術在醫學領域的應用023根據具體應用對象，3D打印的應用領域可以詳細分為工業設計、機械制造（汽車、家電）、醫學、航空航天、建筑設計、軍事、食品、文化藝術等方面。隨著3D技術自身的發展和完善，其應用領域將不斷擴展。根據3D打印技術的用途，可以將其應用領域概括為以下幾個方面：1）視覺幫助。通過3D彩色打印，實現幾何結構與分析數據的實體化與可視化。2）展示模型。利用3D打印技術可實現快速打印設計模型進行展示。在建筑設計上，可進行建筑總體布局、結構方案的展示和評價。3）功能模型。利用3D打印技術快速打印出功能性模型。在醫學上可制造器官、骨骼等實體模型，可指導手術方案設計，也可打印制作組織工程和定向藥物輸送骨架等。4）裝配試驗。3D打印可以較精確地制造出產品零件中的任意結構細節，借助3D打印的實體模型結合設計文件，就可有效指導零件和模具的工藝設計，或進行產品裝配試驗，避免結構和工藝設計錯誤。45）模具原型。以3D打印制造的原型作為模板，制板，制作硅膠、樹脂、低熔點合金等快速模具，可便捷地實現幾十件到數百件數量零件的小批配制器。6）金屬鑄造模型。3D打印的實體原型本身具有一定的結構性能，同時利用3D打印技術可直接制造金屬零件，或制造出熔(蠟)模，再通過熔模鑄造金屬零件，甚至可以打印制造出特殊要求的功能零件和樣件等。7）模具零件。直接打印龐大復雜的模具花費的時間多且耗資大，其零件可用3D打印技術進行批量制造再組裝，并可以隨時替換。8）教育與研究。借助于3D打印的實體模型，不同專業領域（設計、制造、市場、客戶）的人員可以對產品實現方案、外觀、人機功效等進行實物研究。5知識目標：1、了解3D打印技術在工業制造領域的應用案例。

能力目標：1、能正確解釋3D打印技術在工業制造領域的應用

素質目標：1、培養學生具有全球意識和開放的心態，了解世界發展和科技動態；2、培養學生具有積極的學習態度和濃厚的學習興趣，能正確認識和理解學習的價值；3、培養學生掌握適合自身的學習方法，能養成良好的學習習慣；4、培養學生具有以人為本的意識，能尊重尊嚴和價值，能關切人的生存、發展和幸福等。6汽車作為人們的出行交通工具，在經濟發展水平和人們生活水平不斷提高的社會環境下，目前已經成為人們生活必需品，同時也是消耗品，汽車零部件的維修和更換成為用車生活中的常事。但是，不管是汽車制造還是汽車維修，不僅會造成大量的經濟成本，而且還會給環境資源帶來負擔。隨著汽車制造產業的發展，汽車制造企業之間的競爭加大，如何開展高效的汽車制造和維修服務，成為目前車企需要考慮的重要問題。3D打印技術憑借其優勢，可以打印出汽車零部件，無論是外形還是性能，都與原版無異，因此3D打印技術在汽車行業廣泛采用。783D打印的汽車全彩多材質3D打印生產車燈93D打印剎車卡鉗10知識目標：1、了解3D打印技術在醫學領域的應用案例。

能力目標：1、能正確解釋3D打印技術在醫學領域的應用。

素質目標：1、培養學生創新思維，能夠打破傳統思維模式，不斷適應新環境的變化；2、培養學生用新方法解決新問題的意識，能創造性提出問題解決方案；3、培養學生具有數字化生存能力，主動適應網絡社會信息化發展趨勢；4、培養學生能自覺、有效地獲取、評估、鑒別、使用信息的能力。11

用3D打印技術制造的醫學模型模型最常見的用途包括彎曲金屬板的固定和測量或擬合復雜設備旨在延長或縮短骨段，這些模型的應用可針對不同情況的患者量身定制優化的骨重建結構、縮短手術時間。如圖所示為用3D打印技術制造的醫學模型。

3D打印制造的機械臂

3D打印的牙模型及其支架

骨科手術用3D打印多孔植入物13知識目標：1、了解3D打印技術在航空航天領域的應用案例。能力目標：1、能正確解釋3D打印技術在航空航天領域的應用。素質目標：1、培養學生關愛世界與人的意識，能關注人類面臨的挑戰，理解人類命運共同體的內涵與價值；2、培養學生具有工程思維，能將創意和方案轉化為有形物品或對已有物品進行改進與優化；3、培養學生社會責任感，能誠實守信、踏實細致、實事求是；4、培養學生善于愿意聽取不同意見的能力，在關鍵時刻能夠做出科學判斷。14金屬3D技術作為一項全新的制造技術，其在航空航天領域的應用優勢突出，服務效益明顯。主要體現在一下幾個方面：(1)縮短新型航空航天裝備的研發周期。航空航天技術在世界各國之間競爭異常激烈。金屬3D打印技術讓高性能金屬零部件，尤其是高性能大結構件的制造流程大為縮短。(2)提高材料的利用率，節約昂貴的戰略材料，降低制造成本。航空航天制造領域大多都是在使用價格昂貴的戰略材料。(3)優化零件結構，減輕重量，減少應力集中，增加使用壽命。對于航空航天武器裝備而言，減重是其永恒不變的主題。(4)零件的修復成形。金屬3D打印技術除用于生產制造之外，其在金屬高性能零件修復方面的應用價值絕不低于其制造本身。就目前情況而言，金屬3D打印技術在修復成形方面所表現出的潛力甚至是高于其制造本身。(5)與傳統制造技術相配合，互通互補。傳統制造技術適用于大批量成形產品的生產，而3D打印技術則更適合個性化或者精細化結構產品的制造。將3D打印技術和傳統制造技術相結合，各取所長，充分發揮各自的優勢，使制造技術發揮更大的威力。16

3D打印技術航空航天領域的應用

3D打印技術制造的衛星零件17

戰斗機使用的3D打印件18知識目標：1、了解3D打印技術在建筑領域的應用案例。能力目標：1、能正確解釋3D打印技術在建筑領域的應用。素質目標：1、培養學生具有終身學習的意識和能力；2、培養學生堅持不懈的品質，面對困難和失敗能沉著冷靜，不輕易放棄；3、培養學生具有網絡倫理道德與信息安全意識等。19在建筑行業里，工程師和設計師們已經逐漸開始使用3D打印機打印建筑模型，這種方法快速、成本低、環保，而且制作精美，完全合乎設計者的要求，又能節省大量材料。在建筑設計上，美學和工程是兩個需要考慮的主要問題，模型設計和制造是建筑設計中不可或缺的環節。3D打印技術制作的建筑模型203D打印建筑的原理示意圖213D打印建筑外墻結構圖223D打印的建筑PARTFIVE第五節3D打印技術在其他領域中的應用24知識目標：1、了解3D打印技術在其他領域的應用案例。能力目標：1、能正確解釋3D打印技術在其他領域的應用。素質目標：1、培養學生能接受并自覺踐行社會主義核心價值觀；2、培養學生具有正確的國家意識，能自覺捍衛國家主權、尊嚴和利益；3、培養學生具有文化自信和科技自信，尊重中華民族的優秀文明成果與科技成果，并能傳播弘揚社會主義先進文化與成果。251.軍事領域在軍事領域，3D打印技術給裝備保障帶來的變化無疑也是革命性的。在來來信息化戰場上，無論武器裝備處于任何位置，一旦需要更換損毀的零部件，技術保障人員可隨時利用攜帶的3D打印機，直接把所需的部件打印出來，裝配好就可以讓武器裝備重新投入戰場。2.食品領域3D打印在食品領域也有成功的應用，如做成的鮮肉特別有彈性，而且烹任后肉質有嚼頭，絲毫不遜于真正的肉。此外，3D巧克力打印機和3D匹薩打印機也已進入市場。如圖所示為3D打印的巧克力。263D打印的巧克力273.服飾設計領域3D打印同時也是時尚新寵兒，致力于生產時尚且高性能的產品。耐克在2013年推出了VaporLaserTalon，這是它的第一個3D打印技術的運動鞋，如圖所示。其鞋底采用3D打印技術，重量輕，在草地上的抓地力表現非常優秀。VaporLaserTalon283D打印的衣服293D打印的帽子303D打印的鞋子3D打印的飾品314.文物修復領域雖然3D打印技術在醫學、建筑、航空等廣泛領域都有所應用，但在文物修復（古陶瓷器）、復制中卻未得到嘗試。珍貴文物保存困難，制作工藝復雜且細節難以復原。考古學家開始試