1，3D打（dǎ）印

 

　　3D打（dǎ）印技術（3D Printing）是快速成（chéng）型技術（Rapid Prototyping Manufacturing）的一種，它也被叫做增材製造（ additive manufacturing）。它的基（jī）本原理是，把一個通過設計或者掃描等方式做好的3D模（mó）型按照某一坐標（biāo）軸切成無限多個剖麵，然後一層一層的打印出來並按原來的位置堆積到一起，形成一個實體的（de）立體（tǐ）模型，聽起來跟積分有些類似。

 

分層原理（lǐ）

 

　　說到3D打印，就不得不提3D打印機：

 

　　3D打印機又稱三維打印機，是一種累積（jī）製造技術（shù），通過打印一層層的粘合材料來製造三維（wéi）的物體。現階段三維打印機被用來製造樣品。 2003年以來三（sān）維打印機的（de）銷售逐漸擴大，價格也開始下降。

 

　　該技術可（kě）用於珠寶，鞋類，工業設計，建築（zhù），工程和施（shī）工（AEC），汽車，航空航天，牙科和醫療產業，教育，地理信息係統（tǒng），土木工程（chéng），和許多（duō）其他領域的。

 

　　最早的3D打印出現在上個世紀的80年（nián）代（dài），價（jià）格（gé）極其昂貴且所能打印的產（chǎn）品數量也少得可憐。

 

最簡（jiǎn）單的FDM打印機

　　

       過程原理（lǐ）： 3D打印技術每一層的打印過程分為兩（liǎng）步，首先在需要成型的區域噴灑一（yī）層特殊膠水，膠水液滴本身很小，且不易擴散。然後（hòu）是噴灑一層均勻的粉末，粉末遇（yù）到膠水 會迅速固化黏結，而沒（méi）有膠水的區域仍（réng）保持鬆散狀態。這樣在一層膠水一層粉末的交替下，實體模（mó）型將會被“打印”成型，打印完畢後隻要掃除鬆散的粉末即可（kě） “刨”出（chū）模型，而剩餘（yú）粉末還可循環利用。

 

　　3D打印技（jì）術使用膠水和粉末都是（shì）經過處理的特殊材料，不（bú）僅對固化反應速度有要求，對於模型強度以及“打印”分辨率都有直接影響。

 

　　技術優（yōu）勢： 3D打印技術最突出的優（yōu）點是無需機械加工或任（rèn）何模（mó）具，就能直接從計算機圖形數據中生成任何形（xíng）狀的零件，從而極大地縮短產品的研製周期，提高生產（chǎn）率和降低（dī）生產成（chéng）本。與傳統技術相比，三維打（dǎ）印技術還擁有如下優（yōu）勢：

 

　　通（tōng）過摒棄生產線而降低了成本，大幅減少了材料浪費。而且，它還可（kě）以製造出傳（chuán）統生產技術無法製造（zào）出的外形，讓人們可以更有效地設計出飛機機翼或熱（rè）交換器。另外，在具有良好（hǎo）設計概念和設計過程的情況下（xià），三維打印技術還（hái）可（kě）以簡化（huà）生產製造過程，快速有效又廉（lián）價地（dì）生產出單個物品。

 

　　另外，與機器製造出的零件（jiàn）相比，打印出來的產品的重量要輕60％，並且同樣堅固。

 

　　與之（zhī）相（xiàng）對應的兩種技術是切削和鑄塑，但相比這兩種技術，3D打印（yìn）技術有自己的優勢（shì），那就是不像切削那樣浪費材料，也不像鑄塑（sù）那樣要求先製（zhì）作（zuò）模具。一次成型，快速個性（xìng）化定製（zhì）是它的重要特點，這在（zài）小批量，多品種的（de）生產中（zhōng）占有非常大的優勢。

 

　　2，3D打印機（3D Printer）VS 傳統打印機

 

　　雖說3D打（dǎ）印機與傳統打印機是兩類產品，但他們的工（gōng）作（zuò）原理還是挺像的，你能（néng）在3D打印機上看到噴墨打印（yìn）機（jī）和激（jī）光打印機的影子。可能（néng）他們之間最（zuì）大的（de）不同在於1），3D打印與傳統打印機相比，它能利用的材料更豐富，從沙子、塑料、橡膠、尼龍（lóng）到玻璃、鋼鐵，這些材（cái）料是（shì）不能被傳統打印機利用的；2），傳統打印機用來打印（yìn）平麵圖形，是二維的，在打印過程中需要控製的（de）是輸入的字和圖形在平麵上（shàng）的位（wèi）置（橫縱軸，X/Y坐標），而3D打印機不光要控製一個點在平麵上的（de）位置，還要控製它在空間（jiān）上的位置，或者說，給它加個Z坐標，控製（zhì）它的X/Y/Z坐標，這樣才（cái）能把一個單位的材料放在一個指定（dìng）的（de）位置，形成一個立體模型。

 

家用型3D打印機

　　二（èr），3D打印（yìn）的（de）曆史

 

　　1984年，Ultra Violet Products公司的Charles Hull開始研發3D打印技術，1986年，他自立門戶，成（chéng）立了現在（zài）的3D市場領軍者之一3D Systems 公司（NYSE: DDD），並發布了第一款商用的3D打印機，2012年1月，他們收購了另外兩（liǎng）家3D打印公司Zcorp和Vidar Systems；

 

　　1988年（nián），Scott Crump發明了FDM（溶融沉積製模）技術，並與1989年成立（lì）了現在的另一（yī）家3D打印上市公司Stratasys（NASDAQ:SSYS），最（zuì）近，Stratasys還（hái）收購了以色列的Objet公司。

 

　　1996年，媒體（tǐ）第一次使用“3D打印”這個詞來稱呼當時的快速（sù）成型機，後來取代了之前的稱謂，成就了現在流行的3D打印這個概念；

 

　　2008年，開源（yuán）3D打印項目RepRap發布“Darwin”，3D打印機製造進入新紀元；同年（nián），Objet 推出Connex 500，讓多材料3D打印成為可能。

 

　　如今，3D打（dǎ）印已經慢（màn）慢融入科研，生產，藝術（shù）設計，醫療等領域，打印出了巧克力、血管、腎髒（zāng）、飛機、自行車、汽車（chē）、玩具、房子、衣服等等產品（pǐn），已經開始慢慢改變我們的生活。

 

　　三，一（yī）些主流的技術手（shǒu）段：

　　1，選擇性激光燒結（Selective laser sintering，簡稱SLS），這種技術得用的材料為熱塑（sù）性（xìng）塑（sù）料，金屬粉末，陶瓷粉末等；

 

選擇（zé）性激光燒結

　　2，直接金屬粉末激光燒（shāo）結（Derect metal laser sintering，簡稱DMLS），可以利用幾乎任何合金作為（wéi）材料；

 

直接金屬粉末激光燒結

　　3，熔積成（chéng）型（Fused deposition modeling，簡稱FDM），可利用熱塑性材料，金屬、可食用材料等進（jìn）行成型製造；

 

熔積成型（xíng）

　　4，光固化（Stereolithography，簡稱SLA），可利用的材料是光（guāng）敏樹脂（zhī）等聚合物；

 

光固（gù）化

 

　　四，3D打（dǎ）印的應用

 

　　正如前文（wén）所說，現在3D打印已經應用到很多行業中。我們將會利用很多鮮活的例子（zǐ）來讓每位讀者看到，3D打印即（jí）將融入我們的生活。

 

　　五、3D打印的未來（lái）

 

　　雖然3D打印技術已經出現了近30年，但它還仍然沒有真正像個人電腦那樣走（zǒu）進千（qiān）家萬戶，成為我們生活的必需品。盡管（guǎn）最幾年3D打印相關的技術正在日新月異的變化著，但它似乎（hū）還離我們的（de）期待有一定的距離。那我們不妨根據我（wǒ）們的需求來暢想一下未來的（de）3D打印的發展方向。

 

　　1，材料越來越豐富

 

　　11月，Objet新推出的大型3D打印機Objet 1000已經（jīng）支持打印140種材料，每次打印可同時利用其中的14種，相比初級的（de）單頭單（dān）色單材料（liào）的3D打印（yìn）機它已經（jīng）非常強大（dà），但我們生活中用到的物品是多種多樣的，隻有更豐（fēng）富更實用的（de）材料才（cái）能讓3D打印盡快的融入生（shēng）產和生活（huó）。

 

　　2，實用性越來越高

 

　　從簡單的原型開發，到打印巧克力，到飛機上的鈦合金部件，3D打（dǎ）印的成品已經越來越實用，相信隨著未來（lái）材料、機械、電子等方麵（miàn）的進步，3D打印（yìn）機很快（kuài）發（fā）揮更大的作用。

 

　　3，精度會越來越高同時速度更（gèng）快

 

　　如果（guǒ）你把精度（dù）不高或者速度太慢當作否定3D打印的觀點的（de）話，我隻（zhī）能說：每一種（zhǒng）改變世界的技術都會經曆同樣的階段，不管是火藥（yào）還是計算機。怕的是你發現不了問題，沒辦法改進它。現在既然我們知道它的（de）缺點，工程師（shī）們就一定會解決掉這些問題，這隻是時間問題。

 

　　4，家庭化，個人化，價格（gé）下降

 

　　每個家庭都有一（yī）台打（dǎ）印機，就像每個家庭都擁有電腦、手機一樣？這是有可能的。現在最便宜的打印機已經賣到了（le）300美元左右，甚至你還可以利用網絡上開源硬（yìng）件的相關資料自己製作一台。每個家庭都需要一台（tái）3D打印機嗎？也許是的。隨著3D打（dǎ）印機的功能越來越強（qiáng）大，能打印的東（dōng）西越來越實用，越來（lái）越多，包括價（jià）格越來越便宜，相信很多人都會忍不住買一台放家裏，不（bú）管是製（zhì）作裝飾藝術品還是一（yī）些簡單（dān）實（shí）用的生活用具（jù），它還是很有實用價值（zhí）的（de）。