一、3D打印機是什么

3D打印機（3D Printers）是一位名為恩里科·迪尼（Enrico Dini）的發(fā)明家設計的一種神奇的打印機，它不僅可以“打印”出一幢完整的建筑，甚至可以在航天飛船中給宇航員打印任何所需的物品。

目前，3D打印已經(jīng)成為一種潮流，并開始廣泛應用在設計領域，尤其是工業(yè)設計，數(shù)碼產(chǎn)品開模等，可以在數(shù)小時內(nèi)完成一個模具的打印，節(jié)約了很多產(chǎn)品到市場的開發(fā)時間。

二、3D打印機工作原理

3D打印機又稱三維打印機，是一種累積制造技術(shù)，即快速成形技術(shù)的一種機器，它是一種數(shù)字模型文件為基礎，運用特殊蠟材、粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過打印一層層的粘合材料來制造三維的物體。現(xiàn)階段三維打印機被用來制造產(chǎn)品。逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。3D打印機的原理是把數(shù)據(jù)和原料放進3D打印機中，機器會按照程序把產(chǎn)品一層層造出來。

3D打印機堆疊薄層的形式有多種多樣。3D打印機與傳統(tǒng)打印機最大的區(qū)別在于它使用的“墨水”是實實在在的原材料，堆疊薄層的形式有多種多樣，可用于打印的介質(zhì)種類多樣，從繁多的塑料到金屬、陶瓷以及橡膠類物質(zhì)。有些打印機還能結(jié)合不同介質(zhì)，令打印出來的物體一頭堅硬而另 一頭柔軟。

1、有些3D打印機使用“噴墨”的方式。即使用打印機噴頭將一層極薄的液態(tài)塑料物質(zhì)噴涂在鑄模托盤上，此涂層然后被置于紫外線下進行處理。之后鑄模托盤下降極小的距離，以供下一層堆疊上來。

2、還有的使用一種叫做“熔積成型”的技術(shù)，整個流程是在噴頭內(nèi)熔化塑料，然后通過沉積塑料纖維的方式才形成薄層。

3、還有一些系統(tǒng)使用一種叫做“激光燒結(jié)”的技術(shù)，以粉末微粒作為打印介質(zhì)。粉末微粒被噴撒在鑄模托盤上形成一層極薄的粉末層，熔鑄成指定形狀，然后由噴出的液態(tài)粘合劑進行固化。

4、有的則是利用真空中的電子流熔化粉末微粒，當遇到包含孔洞及懸臂這樣的復雜結(jié)構(gòu)時，介質(zhì)中就需要加入凝膠劑或其他物質(zhì)以提供支撐或用來占據(jù)空間。這部分粉末不會被熔鑄，最后只需用水或氣流沖洗掉支 撐物便可形成孔隙。

三、3D打印機的工作過程

打印機通過讀取文件中的橫截面信息，用液體狀、粉狀或片狀的材料將這些截面逐層地打印出來，再將各層截面以各種方式粘合起來從而制造出一個實體。這種技術(shù)的特點在于其幾乎可以造出任何形狀的物品。

3D打印機打出的截面的厚度（即Z方向）以及平面方向即X-Y方向的分辨率是以dpi（像素每英寸）或者微米來計算的。一般的厚度為100微米，即 0.1毫米，也有部分打印機如Objet Connex 系列還有三維 Systems' ProJet 系列可以打印出16微米薄的一層。而平面方向則可以打印出跟激光打印機相近的分辨率。打印出來的“墨水滴”的直徑通常為50到100個微米。 用傳統(tǒng)方法制造出一個模型通常需要數(shù)小時到數(shù)天，根據(jù)模型的尺寸以及復雜程度而定。而用三維打印的技術(shù)則可以將時間縮短為數(shù)個小時，當然其是由打印機的性 能以及模型的尺寸和復雜程度而定的。

傳統(tǒng)的制造技術(shù)如注塑法可以以較低的成本大量制造聚合物產(chǎn)品，而三維打印技術(shù)則可以以更快，更有彈性以及更低成本的辦法生產(chǎn)數(shù)量相對較少的產(chǎn)品。一個桌面尺寸的三維打印機就可以滿足設計者或概念開發(fā)小組制造模型的需要。

四、3D打印機的完成

目前三維打印機的分辨率對大多數(shù)應用來說已經(jīng)足夠（在彎曲的表面可能會比較粗糙，像圖像上的鋸齒一樣），要獲得更高分辨率的物品可以通過如下方法：先用當前的三維打印機打出稍大一點的物體，再稍微經(jīng)過表面打磨即可得到表面光滑的“高分辨率”物品。

有些技術(shù)可以同時使用多種材料進行打印。有些技術(shù)在打印的過程中還會用到支撐物，比如在打印出一些有倒掛狀的物體時就需要用到一些易于除去的東西（如可溶的東西）作為支撐物。

五、3D打印技術(shù)支撐

許多相互競爭的技術(shù)是可用的。它們的不同之處在于以不同層構(gòu)建創(chuàng)建部件，并且以可用的材料的方式。一些方法利用熔化或軟化可塑性材料的方法來制造打印的“墨水”，例如：選擇性激光燒結(jié)（selective laser sintering，SLS）和混合沉積建模（fused deposition modeling，F(xiàn)DM），還有一些技術(shù)是用液體材料作為打印的“墨水”的，例如：立體光固化成型法（stereolithography，SLA）、分層實體制造（laminated object manufacturing，LOM）。每種技術(shù)都有各自的優(yōu)缺點，因而一些公司會提供多種打印機以供選擇。一般來說，主要的考慮因素是打印的速度和成本，三維打印機的價格，物體原型的成本，還有材料以及色彩的選擇和成本。

可以直接打印金屬的打印機價格昂貴。有時候人們會先使用普通的三維打印機來制作模具，然后用這些模具制作金屬部件。

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