【3D打印】何谓3D打印？

简介

3D 打印（Three Dimensional Printing），又称为增材制造技术（Additive Manufacturing，AM），是一种快速成型技术（Rapid Prototyping），它是一种数字模型文件为基础直接制造几乎任意形状三维实体的技术。该技术综合了数字建模技术、信息技术、机电控制技术、材料科学与化学等诸多方面的前沿技术知识，是一种具有很高科技含量的综合性应用技术，被称为“具有工业革命意义的制造技术”。

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原理

3D 打印技术以三维数字模型文件为基础，将模型切分成若干层切片，通过 3D 打印机将粉末状、液状或丝状塑料或金属等可粘合材料，按切片图形逐层打印，最终堆积成完整的物体。

简单来说，3D 打印就是在普通的二维打印的基础上再加上一维，打印机先像普通打印一样在一个平面上将可粘合材料打印出一层，然后再在这层的基础上叠加打印，这样一层一层累积，最终形成一个三维实体。就像盖房子一样，砖块是一层一层的，但累积起来后，就成一个立体的房子了。

工作流程

1. 建模：通过建模软件进行建模，或者通过三维扫描仪扫描实物生成三维模型
2. 切片：通过切片软件将三维模型沿 Z 轴方向按一定层厚切分成逐层的切片，并根据层片的图形信息将其转化为 3D 打印机可以执行的数控代码
3. 打印：3D 打印机执行数控代码，将粉末状、液状或丝状塑料或金属等可粘合材料，按切片图形逐层打印，最终堆积成完整的物体。
4. 后处理：对打印出来的模型进行最后的表面抛光和上色

主流技术

类型	累积技术	材料
挤压型	熔融沉积成型（FDM） 或熔丝制造（FFF）	热塑性塑料（例如，PLA ABS树脂 HIPS 尼龙） HDPE（High-density polyethylene） 共晶 食用材料 橡胶（万能橡皮泥，Sugru） 雕塑粘土（Modelling clay） 普莱斯蒂辛橡皮泥（Plasticine） 室温硫化有机硅（RTV silicone） 瓷 金属粘土（Metal clay）（包括贵金属粘土，Precious Metal Clay）
挤压型	自动注浆成型（Robocasting）	陶瓷材料 金属合金 金属陶瓷（cermet） 金属基复合材料 陶瓷基复合材料
金属线路型	电子束无模成型制造器 （EBF，Electron beam freeform fabrication）	几乎所有金属合金
颗粒型	直接金属激光烧结 （DMLS，Direct metal laser sintering）	几乎所有金属合金
颗粒型	电子束熔炼 （EBM，Electron-beam melting）	包括钛合金（Titanium alloy）在内的几乎所有金属合金
颗粒型	激光选区熔化 （SLM，Selective laser melting）	钛合金（Titanium alloy） 钴铬合金（Cobalt-chrome） 不锈钢 铝
颗粒型	选择性热烧结 （SHS，Selective heat sintering）	热塑性粉末
颗粒型	选择性激光烧结 （SLS，Selective laser sintering）	热塑性塑料 金属粉末 陶瓷粉末
粉末喷墨针头型 （Powder bed and inkjet head 3D printing）	石膏3D打印（PP）	石膏
层积型	分层实体制造 （LOM，Laminated object manufacturing）	纸张 金属箔 塑料薄膜（plastic film）
光聚合型	立体光刻 （SLA，Stereolithography）	光聚合物（photopolymer）
光聚合型	数字光处理（DLP）	光聚合物

应用

目前，3D打印技术主要应用于新产品设计、试制、小规模生产以及个性化定制化服务领域，在建筑、珠宝、服装、汽车、航空航天、医疗、教育等诸多行业得到了广泛的应用。

发展

3D打印技术最早可追溯至1984年，世界上第一台 3D 打印机诞生于 1986 年，引起关注和商业化应用开发则是近几年的事。美国政府已将人工智能、3D 打印、机器人作为重振美国制造业的三大支柱，其中 3D 打印是第一个得到政府扶持的产业。我国工信部也正在组织研究制定 3D 打印技术路线图、中长期发展战略、3D 打印技术规范和标准，以及 3D 打印产业发展的专项财税政策。

参考资料

1. 3D打印 - 百度百科
2. 3D打印技术 - 互动百科
3. 3D打印技术 - MBA智库百科
4. 3D打印 (简介、原理及技术)

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