什么是3d打印技术(3d打印分为哪几类)

3D打印是一种快速成型技术。它是一种基于数字模型文件，使用粉末金属或塑料等粘合材料，通过逐层打印来构造物体的技术。

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3D打印通常通过数字技术材料打印机来实现。常用于模具制造、工业设计等领域制作模型，然后逐渐用于一些产品的直接制造。已经有用这种技术打印的零件了。该技术已应用于珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和建筑(AEC)、汽车、航空空航天、牙科和医疗行业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支等领域。

3D打印技术原理

日常生活中使用的普通打印机可以打印出计算机设计的平面物品，而所谓的3D打印机，除了打印材料有些不同之外，其工作原理与普通打印机基本相同。普通打印机的打印材料是墨水和纸，而3D打印机填充的是金属、陶瓷、塑料、沙子等不同的“打印材料”，是真正的原材料。打印机与电脑连接后，通过电脑控制可以将“打印材料”一层层叠起来，最终打印出电脑上的蓝图。一般来说，3D打印机是一种可以“打印”真实3D物体的设备，比如打印一个机器人，一辆玩具车，各种模型，甚至食物等等。之所以通俗地称为“打印机”，是参考了普通打印机的技术原理，因为分层处理的过程与喷墨打印非常相似。这种打印技术被称为3D打印技术。

3D打印有很多不同的技术。它们之间的区别在于，组件是以可用材料的形式在不同的层中创建的。3D打印常用的材料有尼龙玻璃纤维、耐用尼龙材料、石膏材料、铝材、钛合金、不锈钢、镀银、镀金、橡胶材料等。

3D打印过程

三维设计

三维打印的设计流程是:首先通过计算机建模软件进行建模，然后将构建好的三维模型逐层“分区”成段，即切片，从而指导打印机逐层打印。

软件和打印机之间协作的标准文件格式是STL文件格式。STL文件使用三角形曲面来近似对象的曲面。三角形表面越小，生成表面的分辨率越高。PLY是一种通过扫描生成三维文档的扫描仪，PLY生成的VRML或WRL文件常被用作全彩打印的输入文件。

切片处理

打印机通过读取文件中的横截面信息，用液体、粉末或片状材料一层一层地打印出这些横截面，然后用各种方式将横截面粘合起来，创造出一个实体。这项技术的特点是几乎可以做出任何形状。

打印机打印部分的厚度(即Z方向)和平面方向(即X-Y方向)的分辨率以dpi(每英寸像素)或微米计算。一般它的厚度是100微米，也就是0.1mm，有些打印机，比如ObjetConnex系列，3D Systems的ProJet系列，可以打印一层薄到16微米。而平面方向可以打印类似于激光打印机的分辨率。印刷的“墨滴”通常直径为50至100微米。根据模型的大小和复杂程度，用传统方法制作一个模型通常需要几个小时到几天。有了3D打印的技术，时间可以缩短到几个小时，当然这取决于打印机的性能和模型的大小和复杂程度。

注射成型等传统制造技术可以以更低的成本生产大量的聚合物产品，而3D打印可以以更快、更灵活和更低的成本生产相对少量的产品。一台桌面大小的3D打印机就能满足设计师或概念开发团队制作模型的需求。

完成打印

3D打印机的分辨率足以满足大多数应用(曲面可能会很粗糙，就像锯齿图像一样)。要获得更高分辨率的物品，可以采用以下方法:先用目前的3D打印机打印一个稍大的物体，然后稍微打磨表面，获得表面光滑的“高分辨率”物品。

有些技术可以同时打印多种材料。一些技术在印刷过程中也使用支持物。比如打印一些倒置的物体时，就需要用一些容易去除的东西(比如可溶性的东西)作为支撑。

3D打印技术的局限性

材料限制

高端工业打印虽然可以打印塑料、部分金属或陶瓷，但不能打印的材料价格昂贵且稀缺。另外，打印机还没有达到成熟的水平，无法支持日常生活中的各种素材。

研究人员在多材料打印方面取得了一些进展，但除非这些进展成熟有效，否则材料仍将是3D打印的一大障碍。

机器的局限性

3D打印技术在重构物体的几何形状和功能方面已经达到了一定的水平。几乎任何静态的形状都可以被打印出来，但是那些移动的物体和它们的清晰度却很难达到。这个困难对于厂商来说可能是可以解决的，但是如果3D打印技术想要进入普通家庭，每个人都可以随意打印自己想要的东西，那么机器的局限性就必须得到解决。

对知识产权的担忧

在过去的几十年里，音乐、电影和电视行业的知识产权越来越受到重视。3D打印技术也会涉及到这个问题，因为现实中的很多东西会传播的更广。人们可以随意复制任何东西，而且数量不限。如何制定关于3D打印的法律法规来保护知识产权也是我们面临的问题之一，否则就会泛滥成灾。

道德挑战

道德是底线。很难定义什么会违反道德法则。如果有人打印出生物器官和活体组织，在不久的将来会遭遇巨大的道德挑战。

支付费用

3D打印技术的成本很高。第一台3D打印机的价格是1.5万。如果要普及到大众，降价是必须的，但是会和成本冲突。

每一项新技术在诞生初期都会面临这些类似的障碍，但我相信找到合理的解决方案会让3D打印技术有更快的发展。就像任何渲染软件一样，只有不断更新才能完善。

3D打印技术的社会评价

3D打印技术无法应用于大规模生产，所以有专家鼓吹3D打印是第三次工业革命，这只是一个噱头。富士康多年来一直为苹果代工生产iPhone。以郭台铭的3D打印手机为例，说明3D打印产品只能看不能用，因为这些产品中不能添加电子元件，不能为电子产品量产。即使3D打印不生产电子产品，由于材料的限制，也很少有其他产品可以生产。“就算是生产出来的产品也无法量产，掉下来就坏了。

“3D打印确实更适合一些小规模制造，尤其是高端定制产品，比如汽车零部件制造。虽然主要材料是塑料，但将来3D打印肯定会用到金属材料。”Crump表示，3D打印技术已经进入牙科、珠宝和医疗行业，未来应用范围会越来越广。2014年11月底，3D打印技术被《时代》杂志评为2014年度25大最佳发明。对于消费者和企业来说，这是一个福音。仅在过去一年，中学生3D打印火车车厢用于物理实验，科学家3D打印人体器官和组织，通用电气公司使用3D打印技术提高其喷气发动机的效率。美国3D Systems的3D打印机可以打印糖果、乐器等。该公司首席执行官Avi Reichenthal表示，“这确实是一项奇妙的技术。”