针对3D打印对传统制造的影响以及如何驱动分布式制造问题,构建了基于3D打印技术的制造企业分布式生产网络优化模型。该模型中考虑了3D打印产品的生产与运输、路途损耗、废弃物、延期供货和3D打印工厂的运营等成本,以满足成本最小化优化为目标,并设计基于多约束的粒子群优化算法求解该模型。数值计算与仿真结果表明,总成本随着生产率的提高逐渐减低,并随着运输时间的增加先呈现指数型增长后呈现直线型增加,而单位商品的生产和运输成本比月生产能力对总成本的影响更大、月生产能力比生产率对总成本的影响更大。由此验证了所建模型的有效性。

基于中国3D打印制造模式创新的现实需求,应用新兴产业创新管理的基本思想,通过对大量现实案例的总结,识别了3D打印分布式智能制造模式的关键要素,揭示了3D打印分布式智能制造模式的管理特征,基于传统集中智能制造参照模式提出了全价值链整体解决方案下的3D打印分布式智能制造创新模式、跨界平台服务模式下的3D打印分布式智能制造创新模式。最后,给出了推进我国3D打印分布式智能制造模式发展的政策建议。

基于中国3D打印制造模式创新的现实需求,应用新兴产业创新管理的基本思想,通过对大量现实案例的总结,识别了3D打印分布式智能制造模式的关键要素,揭示了3D打印分布式智能制造模式的管理特征,基于传统集中智能制造参照模式提出了全价值链整体解决方案下的3D打印分布式智能制造创新模式、跨界平台服务模式下的3D打印分布式智能制造创新模式。最后,给出了推进我国3D打印分布式智能制造模式发展的政策建议。

文章依据新兴技术管理理论,以3D打印技术为研究对象,从技术特点和产业特征入手,具体围绕技术科学基础、技术本身、技术市场、商业环节及新兴技术角度这五个重要方面,分析和归纳3D打印技术典型的管理特征,同时应用理论分析和案例分析方法,提出我国企业现阶段发展3D打印技术的思路,主要包括运用现有技术,依托或脱胎高校突破现存"技术簇",实现领先。同时,实现市场准确定位,精准进入3D打印技术商业环节,最后,3D打印企业走"两手抓"发展思路。本研究对不断探寻管理3D打印技术的规律及促进3D打印技术可持续发展具有重要意义。

应用新兴产业创新管理的基本思想,通过总结大量现实案例,辨析了3D打印云智能-直接制造模式的基本内涵,提出了3D打印云智能-直接制造模式创新模型,并给出了3D打印云智能-直接制造模式下的商业模式创新策略——改变商业模式的关键要素、改变商业模式的创新方式。

总结国内外3D打印混凝土材料的研究进展及应用形式，提出当前打印油墨应用存在不足，厘清由商品混凝土制备打印油墨的技术背景、技术特点及影响因素。从全生命周期的角度提出3D打印混凝土综合效益评价方法，结合其技术特点，逐项分析各项成本和效益的具体构成及在实际工程应用中的可行性；从降低成本、提高效益的角度出发，分析3D打印商品混凝土技术未来发展所需突破的瓶颈和发展方向，并给出具体发展建议和意见。

3D打印技术是一种革命性的新兴技术,是传统制造技术与数字制造技术的结合,具有独特的创新生态。以全球最大的两家3D打印企业为对象,从价值网络、构成要素、生态位识别和运行机制四个指标对3D打印企业创新生态系统进行案例研究。研究发现:3D打印企业和3D打印原材料商共同构成3D打印企业创新生态系统核心,主导系统内各要素间的协同创新;用户在3D打印企业创新生态系统中享有较高生态位;3D打印企业创新生态系统具有开放的边界。这提醒3D打印企业,应重视开放式创新平台的建设,加强与3D打印原材料商、用户的协同创新。

综述了3D打印技术的原理和发展现状,并探讨了该技术的应用对企业创新独占以及创新独占机制的挑战,随后采用案例研究方法,对12家国内外企业展开调研,提出了企业应对由于该技术的应用带来的创新独占挑战的具体策略。

在3D打印产品市场化推广过程中,以商业模式的视角研究3D打印企业的成长过程非常重要。本文对三家3D打印典型企业的成长过程进行了探索性研究,并将三个案例的结果进行对比分析和讨论,归纳出3D打印企业成长路径并得出相应建议。

本文采用定性定量的混合研究方法,运用话语分析方法探索性地识别制造企业分布式创新的关键影响因素,构建我国制造企业分布式创新影响因素关系模型,并运用PLS-DEMATEL方法对各个影响因素的重要度及类型进行了探讨。结果显示,制造企业分布式创新受到触发力、使能力、协同力、情境力和摄动力5个因素影响;每个因素又能进一步细化为多个子范畴,如触发力包括区位因素、利益期望、企业家认知、资源因素4个子范畴;各因素重要度排序为使能力>触发力>摄动力>情境力>协同力,触发力、情境力和摄动力为原因型影响因素,使能力和协同力为结果型影响因素。

【目的】拓展狼尾草的高值清洁利用领域,丰富FDM 3D打印耗材品种,制备具有木质感的3D打印复合线材。【方法】以狼尾草纤维为基材,经改性后与聚乳酸(PLA)复合,采用挤出法制备1.75 mm规格3D打印狼尾草/PLA复合线材,并通过3D打印实践优化3D打印工艺参数;借助Design Expert软件优化狼尾草纤维改性碱处理工艺;利用ANSYS FLUENT软件对狼尾草/PLA复合线材挤出熔融段流场进行数值模拟,分析其初始加热温度、螺杆转速和机筒温度等工艺参数对线材挤出过程的影响,进而优化线材挤出工艺;借助扫描电子显微镜(SEM)分析狼尾草/PLA复合材料断口形貌特征,解析其强韧化成因。【结果】狼尾草纤维的最优碱处理工艺参数为:碱液浓度3.5%,处理温度60℃,处理时间4.2 h。狼尾草/PLA复合线材挤出成形最优工艺条件为:流道初始温度165℃,螺杆转速为8 rad/s,机筒温度为180℃。制备的1.75 mm规格狼尾草/PLA复合线材应用于3D打印实践时,打印工艺参数推荐值为:填充率60%,层高0.3 mm,打印速度30 mm/s,打印温度210℃。狼尾草/PLA复合材料的SEM断口形貌具有韧性断裂特征,成就了1.75 mm规格狼尾草/PLA复合线材良好的冲击韧性。【结论】经碱处理后的狼尾草纤维随着部分半纤维素、灰分等组分的去除,其纹孔得以打开,与PLA的亲和力得以增强,制备的狼尾草/PLA复合线材及其3D打印试件强度高,韧性好,木质感强,可用于各种家居及办公家具摆件、汽车驾驶室用饰条与饰件、各类机电设备操控手柄等产品的生产,应用前景广阔。

探索了基于3D打印技术开放实验教学模式,规划了课程体系、运行机制,分别从课程实验、实验选修课、科技创新几类开放模式下实践,反响良好。以3D打印教学资源为基础,开展开放实验教学建设,有效地推动实验室建设与实验教学改革,对实验中心后续全面开展开放实验教学具有一定的借鉴作用。

采用基于高斯过程回归(GPR)的响应曲面法优化3D打印的过程参数，以降低打印件侧面的精度损失，改进打印质量。首先选择四个较为显著的因素：层厚、打印速度、喷嘴温度、热床温度，运用拉丁超立方抽样设计实验；然后采用高斯过程回归拟合侧面误差的响应曲面模型；进一步运用精英保留遗传算法对模型寻优，并对寻优结果进行实验验证；最后选用同样的参数与实验域进行传统响应曲面实验，经部分因子实验、最速下降实验和响应曲面实验后得到最终优化结果。结果显示，高斯过程回归响应曲面的优化结果总相对误差为2.917‰，与传统响应曲面模型相比误差减少38.59%，且其预测的置信区间也比传统响应曲面模型缩短78.14%，说明了所提方法在参数优化和复杂系统建模方面有效性。

【目的】食品3D打印技术是食品领域具有发展前景的新技术，但是打印过程影响因素多，存在打印参数确定困难、打印精度预测能力差等问题。寻找有效建模方法，对杏鲍菇粉3D打印参数进行寻优，以确定最佳3D打印条件。【方法】本研究采用杏鲍菇粉和刺槐豆胶为3D打印原料，以单因素试验为基础，通过中心组合试验设计，研究喷嘴直径、打印高度、喷嘴移动速度和填充率4个关键的工艺参数对杏鲍菇粉3D打印精度的影响，并在此基础上采用响应面法和神经网络-遗传算法分别建模分析，确定3D打印的工艺参数。【结果】单因素试验及中心组合试验结果表明，影响3D打印精度的主要因素从大到小顺序为填充率、喷嘴直径、喷嘴移动速度、打印高度。响应面法和神经网络-遗传算法均可用于杏鲍菇粉3D打印参数优化，但是优化效果不同。响应面法的决定系数R ~2值、均方根误差、相对误差、预测最优值分别为0.8817、0.2314、72.73%、0.148；神经网络-遗传算法的决定系数R ~2值、均方根误差、相对误差、预测最优值分别为0.9389、0.2269、33.85%、0.215。比较模型参数可得，神经网络-遗传算法的决定系数R ~2值较高，均方根误差、相对误差较低，比响应面法拟合能力更好，同时其预测最优值较高，具有更好的预测能力。神经网络-遗传算法比响应面法更适合于杏鲍菇粉3D打印参数工艺的优化。采用神经网络-遗传算法获得以杏鲍菇为原料的3D打印最佳工艺参数条件为：喷嘴直径1.2 mm、打印高度1.1 mm、喷嘴移动速度24 mm·s~(-1)、填充率84%。经过试验验证，神经网络-遗传算法确定的最优参数打印样品偏差为0.325，优于响应面的实际打印偏差0.550。【结论】本研究结果表明神经网络-遗传算法可以有效确定3D打印过程最优工艺参数，准确预测食品3D打印产品的精度，可作为农产品及食品个性化3D打印工艺参数优化的一种有效便捷方法。

目前3D打印多采用彩色丝材拼接打印方式，仅实现双色、三色分层打印，该文提出基于减法混色法的彩色3D打印方法，以青、品红和黄三种颜色丝材作为原料，按照固定颜色配比，将熔融单色丝材混合形成彩色丝材，设计了挤出装置、传动装置、打印平台等机械结构，通过三进一出挤出方式实现单喷嘴彩色丝材的挤出打印成型。该文提出的彩色打印方法和研制的3D打印机解决了彩色分层拼接打印的问题，实现了基于FDM技术的彩色3D打印。