從技術(shù)上來說，3D打印將在并行打印、大尺寸部件打印、高速高精度打印和智能化方面發(fā)展。伴隨著可用材料的不斷擴(kuò)充、成形件質(zhì)量和力學(xué)性能的提高，3D打印將進(jìn)一步從快速原型向快速制造方向發(fā)展。

從應(yīng)用上來說：

• 航空航天領(lǐng)域：3D打印在航空航天領(lǐng)域成功應(yīng)用將促使更多該領(lǐng)域制造商和供應(yīng)商考慮3D打印。同時，3D打印與遠(yuǎn)程無線控制技術(shù)的配合為太空探測提供了新的思路——“太空制造”，充分利用基地資源、就地取材并直接打印出所需的設(shè)施構(gòu)件。目前，美國已為實現(xiàn)“太空制造”開展多個研究項目，并取得了多項重要的研究成果。
• 醫(yī)學(xué)領(lǐng)域：在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，3D打印也將顯現(xiàn)出其獨特的一面，譬如醫(yī)用模型、醫(yī)學(xué)教育等方面，以及大量定制化需求，例如：牙齒種植和定制化的植入物等方面。
• 其他領(lǐng)域：除此之外，3D打印在建筑設(shè)計、工業(yè)制造、文物修復(fù)等領(lǐng)域也將展示它的實用價值。

從個人角度上說，3D打印技術(shù)進(jìn)入千家萬戶也不無可能。隨著打印設(shè)備足夠成熟，在日常生活中我們可以利用3D打印實現(xiàn)自己獨一無二的創(chuàng)意、打造專屬用品并方便地實現(xiàn)損壞零部件的更換，給生活帶來更多的改變和便利，實現(xiàn)按需定制和生產(chǎn)。

3D打印中，分層方向取決于工作臺中模型的擺放方向，因此在分層前必須做成形方向的選擇。不同的擺放方向使模型的成形過程大不相同，對成形效率和成形精度都有很大影響。為此，國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行過很多相關(guān)研究。

成形方向優(yōu)化可分為單目標(biāo)和多目標(biāo)優(yōu)化：

• 單目標(biāo)優(yōu)化：選取一個影響因素，例如表面質(zhì)量作為目標(biāo)，在該目標(biāo)下尋找最佳成形方向。
• 多目標(biāo)優(yōu)化：選取兩個及以上，例如表面質(zhì)量、支撐面積等作為目標(biāo)，并為每個目標(biāo)賦予一定的權(quán)重進(jìn)行優(yōu)化求解，得到一個折中的成形方向。

其最終目的都是通過選擇合理的成形方向降低產(chǎn)品的表面粗糙度、減少支撐或縮短打印時間、減少后處理成本等。

以下是相關(guān)學(xué)者的研究成果：

• Masood等分析了成形方向?qū)Ρ砻婢鹊挠绊?，提出了一種計算零件任意方向體積誤差的方法，由最小體積誤差確定零件的最佳擺放方向。
• Ahari等將模型上所有三角形面片的法向量作為候選方形，采用了法向量遍歷的方式，逐一計算體積誤差，取最小體積誤差對應(yīng)的法向量作為最佳成形方向。
• 羅楠等建立了零件表面質(zhì)量和打印方向之間的數(shù)學(xué)函數(shù)，利用遺傳算法在空間中產(chǎn)生一系列候選方向，通過尋找最小體積誤差的方式確定最佳成形方向。
• 劉厚才等也提出了類似的方法，以提高零件的表面精度。
• 余世浩等權(quán)衡零件成形方向和分層數(shù)量之間的關(guān)系，采用非支配排序遺傳算法在最小體積誤差和成形效率中尋找一個合適的平衡點，作為最終的打印方向。
• Lee等考慮零件的質(zhì)量、成形時間和成本，提出一種多決策方案，建立了這些因素與成形方向之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，利用簡單加權(quán)法來選擇最佳方位，建立最優(yōu)的工藝規(guī)劃。
• 張衛(wèi)國等也提出了以這三個影響因素為優(yōu)化對象的多目標(biāo)決策模型，并通過實驗驗證了該模型的有效性。

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