摘要：21世纪以来，3D打印在众多工业领域取得了非常显著的成就。很多科学家都认为这项技术是新时代的顶尖科技的产物，更因为其具有应用的广泛性、价值性和普及性的特点广泛受到人们的关注和热切的讨论。在5G商用元年开启的时代背景下，3D打印技术将获得更大的提升，本文针对3D打印技术的特点，结合5G时代背景探讨了其在教育、医学、航空、日常生活等众多领域的应用趋势及发展前景。
关键词：5G通讯；3G打印：工业生产；万物互联
一、3D打印的概述
3D打印是能够有效地将数字化二维模型实体化的一种快速成型技术，它在设计和制造物体方面表现十分高效，又称增材制造。3D打印的工作原理就是将一个三维的几何拆分为若干个二维的平面，依据拆分对象的三維数据对打印对象进行逐层加工，利用成形设备层层材料堆积而形成所需要的立体模型，制造出实体三维模型。通俗一点来说，就像是现今社会上普遍存在的普通打印机，可以打印出纸面（即二维空间）上的任意图画，3D打印就是将三维几何切分成一个个二维平面进行打印，然后将平面进行顺序叠加，最终制造出一个实体立体几何模型。3D打印采用的是增材制造的方式，和采用减材制造的传统工艺有所不同，它在实现原材料的高效利用上具有重要意义，节约能源，是一种更加符合现代化建设的制造方式。
随着5G时代的到来，3D打印技术逐渐与万物互联相结合，3D打印机的价格也不断下降，更为其普及程度作出贡献，使更多普通用户能够体验到制造三维立体模型的所带来的新奇感与愉悦感。现如今3D打印技术的普遍应用，不仅仅是因为它更为多样化的材料选择和加工方式更加符合现代化道路的发展，也是因为它是人类文明历史上前所未有的一种生产生活方式和理念。准确来讲，3D打印并非是一种全新的技术，与其称它为新，不如称它是综合性生产方式，毕竟它综合了现代计算机、激光、材料等多种先进技术。可以说3D打印是一种应运而生的综合型生产技术，是人类文明进步的体现。甚至有学者认为，人类社会的第三次工业革命将由3D打印技术来引领。3D打印技术的重要性也显而易见了，它在航空航天、食品、医学、考古、制造、生活艺术等领域的应用，在未来数十年都将会成为全球范围内的重要的研究课题。
二、5G时代3D打印的发展情况及应用趋势
（1）航空航天领域
3D打印技术能够适应恶劣的工作环境，制造出高精度的产品，在航空航天领域可用来加工制造一些复杂先进的机械零部件，进而改善传统制造加工业中所存在的缺陷。有相关科研报告表示，采用3D打印技术所制造的发动机喷射器相比于利用传统工业所制造的不仅仅具有更高的质量和性能，而且也降低了制造成本，工作量和制作周期通通都有了不同程度的缩减。截止目前，我国在大型复合航空金属零件和3D打印技术相结合的相关研究上，都取得了不小的成就。随着5G通讯的逐步推广，地球上发出的指令在太空中可以被及时接受，使真空环境下的3D打印成为现实。
（2）医学领域
通过5G通讯技术，3D打印已可实现远距离打印手术辅助器械、人体器官、定制假体。弥补地方医院的技术不足，在一些外科领域，如骨科、口腔科等，已经出现了不少利用3D打印的成功案例。利用3D打印技术所打印的骨骼，可以作为人体骨骼的一个暂时的替代品，支撑作用不亚于人体骨骼，而当人体受伤的骨骼重新恢复之后，打印出的骨骼也会自然溶解，这一材料对人体自然是无害的。利用3D打印技术制作人体模板，可以让医生在做手术之前先练习一次，增加熟练度。利用3D打印技术打印假体相比于传统制造工艺也具有更多优点。比如打印下领骨内置物，运用医学上的CT扫描技术可以获得相应的影像数据，3D打印利用这个数据可以制作出实体几何模型，这种依据自身情况所制作出的内置物与原骨骼具有较高的适配性，可以更好的修复人体内缺损的骨骼，进而对整体骨骼对象的力学性能和生理性能进行重建。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆5G时代，3D打印技术将在基层医院发挥出更大的作用。
（3）考古领域
同样，3D打印技术在考古领域中占有一席之地，特别是破损的古文物，修复后成果极其显著。因为文物不方便挪动，可以通过5G网络进行大量的数据传输，其方便之处在于操作简单、成型快速，也就是说文物一经扫描即可掌握所有的数据采集并对其进行处理，高度还原的建立相应的模型，然后打印出来。随着考古和3D打印技术的不断融合，二者共同成熟发展，对于人类古代文明的修复还原和保护不可或缺。
（5）制造领域
在制造领域中3D打印技术应用广泛，相比于传统模式的制造工艺，这样不仅可以省略制造过程中的切割材料，部件组装等过程，节省大量时间，还可以降低成本，让在有限的工作时间内进行更大的规模的生产。目前，世界各国已有成功利用3D打印技术制造出汽车，船只等很多交通工具的案例。甚至，近期还有大学成功打印出了精密的机器人。
（5）生活领域
通过5G通讯的高效信息传输，在日常生活中，我们可以利用3D打印技术将自己的独一无二的创意实现，可以打造属于自己的专属生活用品，戒指，手机壳，项链，等物品赋予更多的个人意义。
（6）工程建筑领域
因为3D打印会产生大量的信息流，所有有些工程必然离不开5G通讯的支持在新的通讯时代，3D打印还可以应用于建筑领域。我们可以应用3D打印技术快速高效的完成一栋建筑，可以使城市的建造和扩建更迅速。
三、结语
5G时代，3D打印已然有着广阔的发展前景。虽然它的缺点犹在，在选材、能源方面略显不足，但是它在航空航天领域、医学领域、制造领域以及其他多方面领域的优点也是其他生产方式所无法比拟的。像是在生物科学领域，出现3D打印活体组织或器官技术。在航天领域，打印一些大型的机械零件来极大得降低生产成本，这都是有可能的。当然，3D打印技术也还有着很大的发展空间，各国科研人员仍需花费时间、力气来研究克服3D打印的自身不足。提高科研技术，选择合适材料，降低3D打印设备的成本，真正使它成为一项便民的工具，而不是口头上的一项快捷工具。待3D打印克服自身劣势，迎接它的将是更加广阔的发展空间，这一技术也终将改变人们的生产生活方式。
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论文作者:王昌亚
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第09期
论文发表时间:2019/9/30
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