3D打印技术出现在20世纪90年代中期，利用纸层叠和光固化等技术来实现快速成型。作为工业4.0中实现“智能生产”和“智能工厂”的重要方法，它完成了由信息流到物理实物的转变。如今，随着3D打印技术的不断革新与发展，其也不断地与其他产业相结合，促进了制造业的迅猛发展。

（1）若四边形ABCD为平行四边形，则AD____BC,AB____DC（填位置关系）若AD∥BC，补充条件____使四边形ABCD为平行四边形。

传统金刚石工具制备方法，如烧结、电镀、钎焊等，难以制造异型、超薄、微型的金刚石工具。因此，引入3D打印技术可以为金刚石工具的制造提供一种新的工艺方法；同时，由于3D打印技术与金刚石工具制造行业各自的特点，二者在融合过程中仍有一些问题需要解决。

我们总结了3D打印技术的发展情况及其在金刚石工具制造领域的应用，探讨了3D打印制造金属结合剂金刚石工具方面的主要技术问题，并对3D打印金刚石工具未来的发展进行展望。

1 3D打印技术

3D打印技术是一种快速成型技术，以数字模型文件为基础，在计算机中通过建模软件建立对应产品的三维模型，随后运用粉末状金属、金属合金或塑料等可黏合材料作为原材料，通过逐层打印的方式来构造物体[1]。3D打印技术的常用材料有尼龙玻纤、耐用性尼龙材料、石膏材料、铝材料、钛合金、不锈钢、镀银、镀金、橡胶等各类材料[2]。3D打印技术作为一种新型的多学科技术，综合运用了数字建模技术、信息技术、机电控制技术、材料科学、化学等诸多学科[3]。

[9] 张绍和, 周志刚, 王开志. 化学镀-电镀金属化金刚石在钻头上的应用研究 [J]. 金刚石与磨料磨具工程, 1997(2): 16-18.

 

表1 3D打印成型技术简况

 

Table1 Introduction to 3D printing molding technology

  

类型 累积技术 基本材料挤压熔融沉积式(FDM)热塑性塑料、共晶系统金属、可食用材料线电子束自由成形制造(EBF)几乎任何合金粒状直接金属激光烧结(DMLS)几乎任何合金电子束熔化成型(EBM)钛合金选择性激光熔化成型(SLM)钛合金、钴铬合金、不锈钢、铝选择性热烧结(SHS)热塑性粉末选择性激光烧结(SLS)热塑性塑料、金属粉末、陶瓷粉末粉末层喷头3D打印石膏3D打印(PP)石膏层压分层实体制造(LOM)纸、金属膜、塑料薄膜光聚合立体平板印刷(SLA)光硬化树脂数字光处理(DLP)光硬化树脂

近年来，高速发展的3D打印技术在各个领域都有较快发展。3D打印技术不断地与其他行业相融合，突破了各领域内存在已久的一些技术难题，解决了诸多传统技术难以解决的难题或提供了便利。例如，在航天科技上，使用3D打印技术可以降低火箭发动机喷射器上一些高精度零件在制造上的复杂程度；在医学领域，已有一些医学专家使用3D打印技术打印出了脊椎、头颅等用于医疗；除此之外，在房屋建筑、汽车行业、服装行业等领域也都有了相应的应用[4]。

2 3D打印与金刚石工具制造

3D打印应用于金刚石工具制造，是3D打印技术在工业生产中的一种新型应用，区别于传统的金刚石工具制造方法，如热压烧结法、电镀法和钎焊法等。

热压烧结法制造金刚石工具，由于配方设计和制造工艺等原因，在使用过程中常发生金刚石脱落等非正常磨损情况[5]；同时对异型、超薄或微型金刚石工具，使用热压烧结便难以实现。

电镀金刚石工具受电镀工艺的影响，其镀层受限于可选金属或合金类型[6]，且使用过程中有可能存在镀层脱落等问题，影响了其寿命和效率[7-9]。

钎焊单层金刚石工具由于钎焊温度较高，金刚石不可避免地受热产生损伤而导致强度降低[10]，同时选用的钎料熔点难与金刚石工具工作温度匹配[11-13]。

3D打印技术以计算机软件建立目标产品的3D模型，通过计算机指令控制3D打印机进行生产，是一种纯智能化的先进制造技术。3D打印技术拥有其他金刚石工具制作方法(热压烧结法、电镀法、钎焊法等)无可比拟的优势，它只需在计算机中进行产品的设计，便可打印出任何形状复杂、尺寸微小、厚度超薄等高精度产品，且不需要再进行二次加工。

半个多世纪以来，坐落在齐齐哈尔地区的大小工厂为共和国的社会主义建设作出了突出贡献，尤其以“八大厂”和富拉尔基热电厂（现中国华电集团公司富拉尔基热电厂）为代表。目前，这几个厂区几乎都完整的保留了能够反映我国五六十年代工业建设时期历史风貌的老厂房、老职工宿舍或者文化宫以及一些实物资料。齐齐哈尔市规划局也将四处具有历史学、社会学、建筑学、以及审美价值的工业文化遗存集中连片区列入规划范围。

亚洲作为全球个人护理产品及化妆品快速发展的新兴市场，且正在保持高速增长的一种状态。因此，全球化妆品的行业趋势对亚洲市场显得尤为重要。塑料微珠禁令风的兴起，给新兴的亚洲市场带来蝴蝶效应一般的效果，也开始关注塑料微珠对生态的影响及对人体可能带来的危害。部分国家开始采取措施，以呼应全球市场对于禁止使用塑料微珠的这一时代需求。

通过3D打印技术生产的产品整体性强，无需再组装，减少了很多用于连接的零件，使生产出来的产品不再拥有与其功能无关的“副产品”，因此，与传统方式相比，打印出来的产品的重量要轻60%，并且同样坚固。使用3D打印生产出来的产品具有无限的设计空间，使用者可以依据产品的功能需求来进行建模，从而实现一些异型产品的制造，能够更好地将产品适用于各种环境。同样，由于是建立在计算机建模的基础上，都是以程序来代替人工操作，这样就可以实现精确的实体复制，也不再需要通过复杂的工艺来制作产品，仅仅需要通过计算机便获得想要的产品，实现“零技能”制造，也大大减少了制作工序。

由此可见，3D打印技术在金刚石工具制造中具有非常重要的意义：无需借助机械加工手段及其他模具，就能直接根据计算机生成的数据图形，利用增材技术制成需要的结构形状和尺寸大小的金刚石工具。此技术既可以缩短研发周期、简化生产工艺、提高生产效率，又能够降低生产成本、减少材料浪费。

3 3D打印制造金刚石工具技术探讨

考虑到实际使用中，金属结合剂胎体金刚石工具占比极高，同时树脂结合剂金刚石工具采用3D打印实现难度较小，因此以下重点探讨利用3D打印技术制造金属结合剂金刚石工具方面的主要技术问题。

HAN Shoubo, ZHANG Yiwen, TIAN Xiangjun, et al. Research and application of high quality 3D printing metal powders for aerospace use [J]. Powder Metallurgy Industry, 2017, 27(6): 44-51.

例如，第三性、无性生殖、代孕、人工授精、器官移植等，使慈孝的血缘基础变得相对模糊了;社会的信息化、网络化使社会交往关系变得更加复杂，也对孝廉文化建设提出了更高的要求。因此，在新的时代条件下，孝廉文化的建设需要不断创新，不断加以充实和完善。

3.1 3D打印金刚石工具用结合剂

在3D打印应用领域, 用于3D打印的金属粉末材料主要有钴铬合金、不锈钢、工业钢、青铜合金、钛合金、镍铝合金等。利用3D打印技术制造金刚石工具的金属及其合金粉末，除需具备良好的可塑性外，还必须满足粉末粒径细小、粒度分布较窄、球形度高、流动性好和松装密度高等要求[14-16]。与热压烧结制造金刚石工具可使用多种金属单质或合金粉末混合料相比，3D打印制造中不能使用这类混合粉末, 因此，大力研发适用于制造金刚石工具的3D打印金属预合金粉末材料，是3D打印技术应用于金刚石工具制造的重要突破口。

B=A·R=(0.191 6,0.284 3,0.297 9,0.168 4,0.172 9), Z=b3=0.2979,评价为合格。

研究表明，目前用于3D打印技术的金属材料如钛合金粉末、CoCrMo粉末、不锈钢粉末、镍基合金粉末、铝合金粉末等材料，基本能够达到制造金刚石钻头、金刚石锯片、金刚石砂轮等金刚石工具中结合剂胎体的各种物理和力学性能要求[17]。

总而言之，哥伦比亚处于发展中国家的中上水平，中国制药企业进入该国市场正当其时。国内已有多家公司通过其GMP认证，包括上海凯茂生物医药有限公司、东北制药一药公司、鲁南贝特制药有限公司以及华北制药北元分厂等药企。相信通过不断努力，我国药企一定会以高质量的药品在哥伦比亚和南美市场占有一席之地，并取得良好的经济效益。

3.2 3D打印对金刚石性能影响

金刚石工具制造生产过程中，过高的温度会影响金刚石的质量性能。3D打印技术制造金刚石工具，通常使用激光等手段对相应金属合金粉末进行烧结，当激光输入能量太高时，金刚石颗粒易发生热损伤，影响金刚石工具的使用性能。这是许多研究者利用3D打印技术制造金刚石工具前，一直关注和担心的问题。

研究表明：3D打印工艺中的激光功率和扫描速度是影响金刚石热损伤的主要因素[18]。在氩气保护下，激光光斑直径3 mm，功率800 W，扫描速度8.39 mm/s时，可获得金刚石颗粒、钎焊合金(结合剂胎体)、金属基体(钢体)三者具有最佳结合性能的钎焊层，钎焊合金粉末对金刚石颗粒浸润良好，并发生冶金化学反应[14, 19]。因此，在保护气体下，选择合适的生产参数有助于产品的成型以及制造。这证实只要选择合适的3D打印工艺，可大大减轻金刚石颗粒的热损伤。

3.3 3D打印与金刚石粒度

金刚石的粒度尺寸大小对金刚石工具极为重要。3D打印作为一种增材打印技术，是逐层打印烧结的，因此，不同的烧结方法，应该选用不同的金刚石粒度，以便于更好地完成3D打印。

(1)选择性激光烧结法

该3D打印技术主要以金属粉末或非金属粉末为原料，首先在工作台上摊铺一层粉末材料，通过计算机控制激光，按照图形设计界面轮廓信息，对实心部分粉末进行烧结，然后不断循环，层层堆积成型[20]，便可直接制成目标产品，其分层厚度0.08～0.30 mm。

YAO Nina, PENG Xionghou. The preparation method of metal powder for 3D printing [J]. Sichuan Nonferrous Metals, 2013(4): 48-51.

这种方法是利用较小功率激光直接熔化单质或合金金属粉末材料，成形出任意复杂结构和接近100%致密度的金属零件。选择性激光熔化法适合于钛合金和镍合金等金属零部件的成形制造，其分层厚度为0.02～0.20 mm[21]。

参考文献：

方案一铅精矿中金回收率较高，占45%以上，虽其中的金可计价销售但其系数相对较低，因此需要对铅精矿进行氰化浸金处理[11]，以期提高金总收率，因此制定浮选金精矿铅硫分离—分别再磨浸出方案，工艺流程见图5，试验结果见表7、表8。

光固化技术利用紫外激光或紫外灯照射薄层液态光敏树脂，成形任意复杂结构的三维实体模型，分层厚度0.05～0.30 mm。

金刚石的粒度尺寸不能大于3D打印每次粉末铺层的厚度，否则在摊铺布粉时易使层面产生金刚石不均匀和局部堆积。上述3种方法的粉末铺层厚度说明：为满足3D打印技术的基本操作，使用的金刚石粒度尺寸应小于0.3 mm，具体选择的金刚石粒度还应根据使用的3D打印设备及技术种类进行调整。

3.4 3D打印金刚石浓度选择

金刚石磨料是金刚石工具破碎岩石、陶瓷材料的一个重要因素，金刚石浓度则是金刚石工具的一个重要参数。在一定范围内，金刚石浓度越高，其破碎效果越好。但是在3D打印制造金刚石工具时也会出现过饱和情况，即当金刚石浓度超过某极限值时，粉末熔化后不足以完全包裹覆盖全部金刚石颗粒。因此，选择金刚石浓度时应遵循金刚石工具中浓度参数设计规律：适宜的金刚石浓度与所选用的结合剂粉末材料相关；过高的金刚石浓度会影响结合剂对金刚石的包裹覆盖和支撑强度[22]；创新设计工具工作型面结构，有利于降低对金刚石浓度需求。

4 3D打印制造金刚石工具实例

作者已经开始尝试性研究利用3D打印技术制造金刚石钻头、金刚石锯片、金刚石砂轮等工具，并已获得多项国家授权发明专利。

为适应当今高新技术的发展，应结合目前机械自动化方面的问题已经当今社会的发展进行一系列的改进，确保机械制造自动化技术长久健康的发展。

作者提出了异型金刚石工具的生产工艺，如：3D打印栅格状金刚石钻头、3D打印超薄网格状金刚石锯片、3D打印蜘蛛网状金刚石砂轮等金刚石工具，分别如图1、图2、图3所示。

  

1-栅格状工作层； 2-非工作层； 3-钻头钢体；4-栅格状工作层实体； 5-栅格状工作层空隙体

 

图1 栅格状金刚石钻头Fig. 1 Gridded diamond bit

  

1-网格状节块工作层； 2-节块焊接层； 3-锯片基体；4-工作层实体； 5-工作层空白体

 

图2 网格状金刚石锯片Fig. 2 Gridded saw blade

  

1-蜘蛛网状工作层;2-非工作层;3-金属基体;4-工作层实体;5-工作层空白体图3 蜘蛛网状金刚石砂轮Fig.3Spidermeshdiamondgrindingwheel

从图1～图3中看到：通过改变工作面的结构和形状，改变了金刚石工具的磨削破碎机理，从而优化产品质量性能，提高其工作效率。栅格状胎体唇面结构、超薄网格状工作面、蜘蛛网状磨削面等，他们结构形状复杂、制造技术要求较高，采用传统制造工艺很难实现。因此，利用3D打印技术独特的优势来制造上述金刚石工具，并获得了理想的试验效果[17, 23-26]。

短短两天里，水利部机关，在京直属单位以及长江委、黄委、淮委、海委、珠江委、松辽委、太湖局、三门峡疗养院、小浪底建管局等京外直属单位为地震灾区捐款合计达520多万元，北京、山东、河南、陕西、湖南、广东、甘肃等地水利（水务）厅（局）为地震灾区捐款超过200万元。水利系统的广大干部职工，从京内到京外，从在职职工到离退休干部，从部级领导到基层水利职工，从科技骨干到后勤服务人员，大家在为西南干旱灾区群众踊跃捐款之后，又再次为玉树地震灾区同胞慷慨解囊。

5 3D打印金刚石工具展望

目前，利用3D打印技术制造金刚石工具尚处于起步阶段，为实现和完善3D打印金刚石工具的技术应用，需要针对其存在的关键技术问题进行以下研究：

(1)加强可用于3D打印的金属或合金粉末种类的研制，以适应不同类型的金刚石工具性能要求；

(2)开展3D打印金刚石工具工艺技术研究，优化制造微型、超薄、复杂结构型面等金刚石工具；

(3)优化3D打印激光参数，避免或降低其对金刚石性能的影响，改善金刚石与金属间结合界面性能。

(3)光固化法

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概而言之，肝胆病变患者接受1.5T磁共振SWI序列诊断，因为病变不同因此SWI序列也会出现不同的特点，SWI序列在肝脏病变之中由一定的诊断，值得推广。

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游客多了，增加的垃圾也让景区内的保洁工人忙活不停。中山陵景区的负责人向扬子晚报记者介绍说，虽然他们已经将中山陵景区的保洁人员数量从平时的65人增加到150人，但是仍然觉得人手紧，昨天一天整个景区扫出了60吨垃圾，与去年同期相比，足足增加了一倍！(扬子晚报记者陈郁。摘自凤凰网，2012年10月03日21:23)

目前，3D打印技术主要有熔融沉积式 (FDM)、电子束自由成形制造(EBF)、直接金属激光烧结(DMLS)、电子束熔化成型(EBM)、选择性激光熔化成型(SLM)、选择性热烧结(SHS)、选择性激光烧结(SLS)、石膏3D打印 (PP)、分层实体制造(LOM)、立体平板印刷(SLA)、数字光处理 (DLP)等方式。根据其所属的类型进行分类，并标明其能处理的基本材料，其简况如表1所示。

ZHANG Shaohe, ZHOU Zhigang, WANG Kaizhi. Application of chemoplating-electroplating diamond on bits [J]. Diamond & Abrasives Engineering, 1997(2): 16-18.

《中国农资》记者：有机硅新材料在农业领域的应用是一种开创性的探索。硅谷公司发挥在有机硅新材料研发上的优势，创新发展，利用有机硅新材料解决农业难题都做了哪些方面的工作？

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在金刚石工具3D打印技术中，应根据设计的金刚石工具金属结合剂配方，选择合适的增材打印方式。目前应用于金属及合金材料打印的方法主要有电子束熔化成型(EBM)、选择性激光熔化成型(SLM)、选择性热烧结(SHS)、选择性激光烧结(SLS)等。3D打印技术作为一种正在发展的技术，在金刚石工具制作中没有现成技术可借鉴和使用，因此有许多问题需要分析和研究。

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(2)选择性激光熔化法

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