1、 2018 3D 打印 研究报告 AMiner 研究报告第十一期 清华大学(计算机系)中国工程科技知识中心 知识智能联合研究中心（K&I） 2018 年 9 月 Contents 目录 1 概述篇 2 技术篇 1.1 3D 打印相关概念 . 2 1.1.1 概述 . 2 1.1.2 发展历程 . 2 1.2 3D 打印材料 . 3 1.3 3D 打印机 . 4 1.3.1 打印机原理 . 4 1.3.2 打印机机械结构. 5 1.3.3 打印机工艺 . 6 1.4 3D 打印优缺点 . 8 3 人才篇 3.1 AMiner 大数据统计 . 19 3.2 学者信息 . 22 3.2.1 国际学者

2、 . 22 3.2.2 国内学者 . 32 2.1 切片算法 . 11 2.2 路径规划算法 . 11 2.3 几何优化问题 . 11 2.4 结构分析 . 12 2.5 材料表面效果 . 12 2.6 变形效果定制 . 14 2.7 机构设计 . 15 2.8 自支撑结构设计 . 17 5 趋势篇 4 应用篇 4.1 医学 . 39 4.2 航空航天 . 39 4.3 军事 . 40 4.4 建筑 . 40 4.5 文物保护 . 41 4.6 艺术 . 42 4.7 交叉应用 . 43 5.1 生物 3D 打印 . 45 5.2 多自由度机器人 3D 打印. 46 5.3 视觉反馈 . 49

3、 5.4 金属打印 . 50 5.5 多机协作打印 . 50 5.6 人机交互打印 . 50 图表目录 图 1 3D 打印流程概述图. 4 图 2 Prusa i3 框架结构打印机示意图 . 5 图 3 箱体结构 3D 打印机示意图 . 5 图 4 Delta 三角洲打印机示意图 . 6 图 5 MJF 技术流程示意图 . 7 图 6 CLIP 技术流程示意图 . 7 图 7 利用塑料打印的复杂结构 . 8 图 8 利用木材打印的多孔结构 . 8 图 9 利用细胞打印的人体器官 . 8 图 10 利用金属打印的一次成型零件 . 9 图 11 Ondrej Stava 应力消除算法示意图 . 1

4、2 图 12 Weyrich 微平面算法示意图 . 13 图 13 微平面高度场算法示意图 . 14 图 14 材料赋值参数化流程图 . 15 图 15 Song 基于连锁积木的拆分算法流程图 . 16 图 16 3D 打印领域全球顶尖学者分布图 . 19 图 17 3D 打印领域全球顶尖学者迁徙图 . 20 图 18 3D 打印领域全球顶尖学者 h-index 分布图 . 20 图 19 3D 打印领域全球顶尖学者男女构成图 . 21 扫码订阅 摘要摘要 3D 打印，即增材制造技术，于十九世纪末在美国起源，它以计算机三维设计模型为蓝本，通过软件分层离散和数控成型系统，用叠加的方式制造实体产品

5、。近年来，由于市场的成熟及与计算机图形学、机器人学、生命科学、材料科学等领域的结合，3D 打印呈现了越来越丰富的可能性与越来越广阔的前景。 基于大数据时代的背景， 文章第一部分介绍了 3D 打印的概念、 历史、 流程等基本理论，第二部分对 3D 打印常用技术进行了论述，第三部分利用 AMiner 大数据对 3D 打印领域人才概况及相关学者进行了介绍，第四部分对 3D 打印在医学、航空航天、军事、建筑等相关领域的应用情况进行了概述，第五部分根据 3D 打印现状展望了该领域的发展趋势。 报告（电子版）实时更新，获取请前往：https:/ 1 concept 概述篇 1 2 1. 1. 概概述述篇篇

6、 本章从发展历程、打印材料、打印机三个方面描述 3D 打印打特征，并总结了目前 3D打印技术整体的优势与不足。 1.1 3D 打印相关概念 1.1.1 概述 3D 打印（3D Printing） ，即增材制造技术，是快速成型技术的一种。以计算机三维设计模型为蓝本， 通过软件分层离散和数控成型系统， 利用激光束、 热熔喷嘴等方式将金属粉末、陶瓷粉末、 塑料、 细胞组织等特殊材料进行逐层堆积粘结， 最终叠加成型， 制造出实体产品。与传统制造业通过模具、 车铣等机械加工方式对原材料进行定型、 切削以最终生产成品不同，3D 打印将三维实体变为若干个二维平面，通过对材料处理并逐层叠加进行生产，大大降低了