3D打印技术近年来发展很快，可以预见，3D打印在智能制造、中国制造2025与工业4.0、云制造等领域会发挥着非常重要的作用。未来在各个行业都有着广阔的应用，网上的报道很多，在此不详述。

从科研的角度来看，3D打印中的几何设计与优化仍有许多新的问题和新的方向值得去探索。笔者这里列举几个我们正在思考和从事研究的问题和方向，以供大家探讨交流。

1. 3D几何的表达：现在的基于点和三角网格的表达，或者基于NURBS曲面表达的3D形状是适合于数控加工（减材制造）的；我们认为，隐式曲面在增材制造方面具有系列良好的优点，切片计算快，几何计算简单等。我们正在研究基于隐式曲面的几何表达用于3D打印的广泛应用。

2. 组合材料：材料的不同组合能得到不同物理特性的物体，组合优化也是是几何的空间分布优化；不同的组合材料、功能材料、梯度材料的设计与优化，使用多重材料混合打印是个值得探索的方向。

3. 动态机构设计：3D打印的机构设计研究仍处在初级阶段，3D打印机的机械结构与其它制造方式相比显得较为简单，人们对于机器人的憧憬，对于3D打印机构设计这个研究方向而言既是一个机会也是一个挑战。如何更简单、高效地设计动态3D打印模型甚至3D打印机器人可能成为未来这方面研究的重点。

4. 4D打印：智能材料(Smart Material)，在外界环境激励下，如温度场、电磁场、湿度、光等，能够自动完成相应的反应（比如膨胀或收缩）。4D打印技术是指由3D打印技术制造的智能材料结构，在一定的环境激励下，可以随时间产生形状结构的变化。4D打印技术相比于3D打印技术增加了一个额外的维度：时间t；广义来讲，在4D打印中t是广义的，它是可表征一切智能打印材料中所隐含的可变参量的总代表。4D打印对于制造业所带来的变革将是深远的，具有非常广阔的应用前景。

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