3D打印技术在工艺礼品行业的创新应用

泉州市比邻三维科技有限公司一直都在从事三维数字化（3D打印）方向的服务，如果非要用数字来统计和分析大家对3D打印的认知情况，那么可以将人群分为三类：

第一类是对3D打印一无所知，当然现在这部分的人群已经越来越少了。

第二类是对3D打印有所认识，但是停留在报刊、新闻及茶余饭后的闲聊上。

第三类是已经在应用3D打印这项技术，并从这项新技术上得到了良好的经济效益。

3D打印技术已经诞生了数十年，其特点是将在计算机的三维模型数字，输入3D打印机再通过逐层堆积材料的方式进行加工，不同于传统的去除多余材料的加工方式，能够节省材料和加工时间。由于3D打印技术本身独特的优势性，其有着巨大的未来发展想像空间，因而包括中国在内的世界所有国家都在以政府的行为推动3D打印技术在本国的发展和应用。3D的技术分类主要有：FDM（熔融沉积快速成型）、SLA（立体光刻）、SLS（选择性激光烧结）、SLM（直接金属）、3DP（三维粉末粘接）、Ployjet(喷射光聚合物)、ProjetUV(紫外线成型)等。可打印的材料包括：ABS、PLA、光敏树脂、尼龙、类水泥、玻璃、陶瓷、钛合金、不锈钢、模具钢、贵金属等。3D打印目前可以达到0.016mm的精度。

工艺礼品行业三维数字化(3D打印)应用案例：

1、高精细度工艺礼品雕塑

泉州某树脂工艺礼品厂2014年底接到了来自日本客人的意向订单,一件大好事却让树脂工艺礼品厂犯了难。因为此批产品的尺寸非常小，而且对产品的雕刻细节及尺寸要求又异常严格,超出了传统手工泥塑的局限。最后树脂工艺礼品厂借助三维数字化（3D打印），实现从电脑3D建模再到产品模种的高精度3D打印，高质量的样品得到日本客人的认可从而拿到了收益相当可观的一张订单。

图：客人的要求

图：电脑三维模型

图：电脑三维模型

2、工艺礼品快速制样

福建省某工艺礼品集团是福建省树脂及陶瓷工艺品开发量居前的企业。由于开发量比较庞大且现有的雕塑师团队又在萎缩。集团借助3D打印技术实现产品的不同规格尺寸的放大、缩小和微调后直接3D打印，在提高制样效率降低成本的同时解放了雕塑师，使其能将更多的精力投入新产品的创作。据测算，打印一个12英寸大本钟的成本只要400元，而一台3D打印机一天能打印8个类似的产品，也就是96英寸的产品，效率是人工的10倍以上。

图：超高精度3D打印产品

图：不同尺寸3D打印产品

3、大型雕刻工程的三维数字化

图：成品效果图

福建某石业集团是专注户外大型石雕工程的建设，集团承接了某地一个40米高的四面观音工程。由于石像内部是空心的所以必须获得石像的的多层剖面详细尺寸信息以便于设计钢筋水泥结构。传统的做法是通过对10：1缩放玻璃钢模型进行人工切割再对切割块进行尺寸测量,这个过程的操作是十分烦琐的，并且尺寸误差比较大。而我们现在是通过三维数字化手段对10：1缩放玻璃钢模型进行3D立体扫描，从而获得玻璃钢模型的三维数字模型，通过电脑三维软件实现对三维数字模型的精准分割。最后将分割模型剖面图导入CAD软件中生成详细的尺寸信息。

进一步的应用我们还可以做到：

1、通过获取到的10：1缩放玻璃钢模型的三维模型数据，可以精准得计算出40米高石像的表面积和石材用量，从而做到工程量的精准测算及报价。

2、通过电脑模拟石块的堆叠和受力分析，优化工程方案。可以省掉石像产地工程试装的环节，亦可以减少石材的用量，低降劳动量、运输费用以及缩放工程时间。

图：4米原形

图：扫描数据分割

图：切片尺寸图

目前我们了解到有不少的企业有采购了3D打印机，但是3D打印技术的企业化应用是一个完整的产业链条，光有一台3D打印是远远不够。首先是要有模型三维数字，模型三维数字的来源一般是电脑3D建模和3D扫描两种。然后有了模型三维数字还要进行数字的优化处理和转换，转换成3D打印机能识别和接受的文件。最后才是将数字输入3D打印机进行打印生产。所以企业如果要自己配套3D打印机的话，那么就必须要有3D建模人员要有数字处理人员还要有3D打印机操作人员。这也是为什么3D打印技术第一次出现已经是上世纪80年代的，而直到目前此应用的领域及市场规模还非常小的原因之一。我们认为除了3D打印自身的技术有待不断提升之外，主要问题是缺乏一个综合性的三维数据化(3D打印)服务机构。因为3D打印的应用涵盖三维数字的生成、三维数字的转化、原材料的选择、设备的选择、设备的操作、设备的维护以及后期处理。这些问题并不是单一企业自身能克服的问题，也不是设备生产制造商能解决的问题。

图：三维数字化（3D打印）服务链条

泉州市比邻三维科技有限公司三维数字化（3D打印）服务过的工艺礼品行业企业已经超过500家。伴随着3D建模人才的培养和3D打印技术自身的进步以及成本的下降，三维数字化（3D打印）在工艺礼品行业的应用将是革命性的。同时我们也相信3D打印作为一种新的加工工艺将会有更大的发展前景。它未来将改变第二次工业革命产生的以装配生产线为代表的大规模生产方式，使产品生产向个性化、定制化转变，实现生产方式的根本变革。3D打印的推广应用将减少产品推向市场的时间，用户只需下载设计图，在数小时内通过3D打印机将产品“打印”出来，从而不需要大规模生产线，不需要库存大量的零部件，不需要大量的工人。同时，3D打印技术综合应用了CAD/CAM技术、激光技术、光化学以及材料科学等多方面的技术知识，未来将推动新材料、智能制造和数字制造等技术实现飞跃。