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3D打印技术是什么?3D打印技术原理 时间：2013/11/10 12:45:39来源：www.pc6.com作者：xy我要评论(0)

经常会有读者有这样的疑问：“3D打印到底是个什么？”既然这样，那今天pc6小编就整理下3D打印技术方面的文章，详细阐述一下3D打印是什么，以及介绍一下3D打印技术的优点、应用领域及原理。

如果你想系统的了解3D打印技术是什么？及3D打印技术原理，也可以以此文做参考。

3D打印是什么

维基百科上的解释：“这是快速成形技术的一种，它运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过一层又一层的多层打印方式，来构造零物件。模具制造、工业设计常将此技术用于建造模型，现在正向产品制造的方向发展，形成“直接数字化制造”。在一些高价值应用中（比如髋关节或牙齿，或一些飞机零部件）也已经有打印而成的零部件出现。”

简单来说，3D打印，就是在普通的二维打印的基础上再加一维。打印机先像普通打印一样在一个平面上将塑料、金属等粉末状材料打印出一层，然后在将这些可黏合的打印层一层一层的粘起来。通过每一层不同的“图形”的累积，最后就形成了一个三维物体。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。

什么是3d打印技术
3d打印技术是什么?确切的说，3d打印是一种以金属或者塑料等粘合剂作为打印材料，以数字模型为基础进行逐层打印的一种技术。通过电脑与3d打印机连接起来便可以将绘制的图纸打印出模型的一种手段。如今这一技术在多个领域得到应用，人们用它来制造服装、建筑模型、汽车、巧克力甜品等。

3d打印技术的优点
3d打印与传统的通过模具生产有很大的不同，3d打印最大的优点是无需机械加工或任何模具，就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件，从而极大地缩短产品的研制周期，提高生产率和降低生产成本。同时，3d打印还能够打印出一些传统生产技术无法制造出的外型，同时，3d打印技术还能够简化整个生产流程，具有快速有效的特点。

3d打印技术的运用领域
目前，3d打印主要运用于传统制造业、医疗行业、文物保护行业、建筑设计行业和配件饰品行业，而且在这些行业中已经运用的比较广泛，在医疗行业中，3d打印还可以为器官移植患者量身打造所需器官，当然，打印人体器官需要特殊的高分子材料，才能做到不对人体排异！

3d打印技术过程原理
每一层的打印过程分为两步，首先在需要成型的区域喷洒一层特殊胶水，胶水液滴本身很小，且不易扩散。然后是喷洒一层均匀的粉末，粉末遇到胶水会迅速固化黏结，而没有胶水的区域仍保持松散状态。这样在一层胶水一层粉末的交替下，实体模型将会被“打印”成型，打印完毕后只要扫除松散的粉末即可“刨”出模型，而剩余粉末还可循环利用。
打印耗材由传统的墨水、纸张转变为胶水、粉末，当然胶水和粉末都是经过处理的特殊材料，不仅对固化反应速度有要求，对于模型强度以及“打印”分辨率都有直接影响。3D打印技术能够实现600dpi分辨率，每层厚度只有0.01毫米，即使模型表面有文字或图片也能够清晰打印。受到喷打印原理的限制，打印速度势必不会很快，较先进的产品可以实现每小时25毫米高度的垂直速率，相比早期产品有10倍提升，而且可以利用有色胶水实现彩色打印，色彩深度高达24位。
由于打印精度高，打印出的模型品质自然不错。除了可以表现出外形曲线上的设计，结构以及运动部件也不在话下。如果用来打印机械装配图，齿轮、轴承、拉杆等都可以正常活动，而腔体、沟槽等形态特征位置准确，甚至可以满足装配要求，打印出的实体还可通过打磨、钻孔、电镀等方式进一步加工。同时粉末材料不限于砂型材料，还有弹性伸缩、高性能复合、熔模铸造等其它材料可供选择。

第一次接触

一种利用太阳能将沙子融化并打印出固体物品的机器Solar Sinter。这种机器“打印”出来的作品看似粗糙，但实际上它已经是一个很超前的玩意了——它使用的材料是沙子，能量则是太阳能。换句话说，使用这种机器，你甚至可以在沙漠中轻松造出一座城。

但实际上，3D打印的概念在上个世纪 80 年代就出现了。1995 年 MIT 创造了了“3D打印”这个名词，随后3D打印便开始在实验室萌芽。然后慢慢的，3D 技术开始运用在医疗模型、建筑模型等行业，被应用在更广泛的领域。

3D 打印机普及，走向现实

3D技术开始越来越靠近人们的生活，3D打印机也越来越平民化。原来的 3D打印机非常庞大，基本上都只存在于大医院、研究机构以及相关企业中。购买这样的机器不仅要花几十几百万，而且打印材料也价格不菲。

但现在，3D打印机可以做到和普通的喷墨打印机一样大小。很多创业公司都提供各种各样的打印机，比如 MakerBot 提供的彩色3D打印机、香港 Makible 2000块钱的3D打印机、维也纳工业大学能打出沙粒大小赛车模型的超高速打印机等等。

另外，3D打印设计软件也越来越多，有 iPhone 上设计 3D 物品的 Sculpteo、iPad 上 3D 设计软件 123D Design、通过 Kinect 扫描 3D 模型到打印机的 Kinect-To-Print、将 3D 图纸模拟成 3D 模型的增强现实软件 Augment等。

除了 3D打印机和软件，还有一些提供 3D服务的创业公司，比如 “全民武器计划”、MakieLab、 GrabCAD、 Shapeways、 Formlabs、 Stratasys等。

神奇的 3D打印作品

到今天，人们已经用 3D 打印技术打印出了很多东西。除了下面会提到的一些复杂的 3D 几何模型，业内已经用 3D 打印机打印了心脏瓣膜、下颚骨、电路板、汽车、房子、自动步枪，甚至还有鞋子、内衣或生肉。

3D打印畅想

由于 3D打印成品的可塑性非常强，从二维到三维，3D 打印可以精确到 600dpi，每层 0.01 毫米的厚度。所以几乎任何复杂的结构都可以轻松打印出来，例如克莱因瓶、莫比乌斯网、门格尔海绵等。这就给人们带来了极大的想象力，很多人都在畅想 3D 打印会给各个行业带来哪些革命性的改变。

YC创始人 Paul Graham 说：“ 硬件复兴的时代已经到来。”互联网女王 Mary Meeker 在其《 2012互联网趋势报告》中也声称：“3D 打印机的出现，让个性化定制成为可能，生产制作将面临变革。”而之前曾提出《长尾理论》的 Chris Anderson也从《连线》辞职，转向关注 3D 打印技术给世界带来的长尾效应。

所以说，3D 打印未来已触手可及。如果你真的喜欢的话，现在就可以尝试购买一台 3D 打印机，开启自己的创造之旅吧。

3D打印普及障碍

3D打印目前普及的障碍在于材料和成本。材料来说，现有的材料种类远不够丰富，也不接近民用材料，换句话说，很多材料即使能3D打印，但也不够环保，达不到民用标准。绝大多数的3D打印机只能打印1种或性质接近的几种材料。出现混合材料或多种材料的打印机也是未来的趋势。

成本是普及的最大障碍，正如电脑在几十年前的阶段。目前高精度的3D打印机都是比较大型且昂贵，技术专利基本掌握在国外巨头公司手中，民用的小型机使用的是十几年前的开源技术，精度达不到使用需求。国产的3D打印机往往是噱头大于实际，无论从稳定性还是产品质量远远落后国外，所以国外公司的技术垄断无疑也使打印机设备及耗材价格居高不下。通过对国外机器的拆解我们会发现，其实整机成本并不高，主要部件如激光器等则价格高昂，而且目前也无法实现国产化。原材料的配方也是另外一个垄断的因素，国产材料始终无法达到与进口材料一样的质量.举例来讲SLS技术使用的粉末，即使是日本产的替代粉也不及原装的质量好。

相信未来3D打印会像以前的2D打印一样，成本和价格会随着国产化和技术成熟而逐步降低，然后逐渐普及。

就人才技能而言，我们以MIT团队研制的Form 1举例，他们的团队中，材料专家起了很大的作用，帮助开发了他们低成本的光敏树脂，比同类材料价格低了1半以上。

其次就是图形技术人才，3D打印非常需要内容作为支撑，如何开发简单易用的建模软件非常重要。正如iphone需要App store。所以未来无论是OPEN GL WebGL开发人才还是3D扫描，3D建模技术人才都将帮助3D打印技术的进一步发展普及。

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文章评论

第 1 楼 美国PC6.COM 客人 发表于: 2015/9/28 19:46:22: 3D打印技术必将像电商一样掀起新一轮技术革新，但目前技术仍处于瓶颈期。
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