一篇文章带你彻底搞懂3d打印

什么是3D打印？

3D打印技术是一种革命性的制造方法，它通过将数字模型转化为实体物体，它是一种增材技术，通过逐层堆积叠加材料而成。3d打印的过程首先是通过计算机辅助设计（如CAD）软件创建三维模型，然后将模型切分成数层。在打印过程中，选择一种材料（如塑料、金属或生物材料）逐层叠加，通过计算机精准控制，每一层都在前一层的基础上建立。这种精确的逐层建造方法几乎可以打印出任何形状和结构的物体，从原型到定制产品，甚至是复杂的工程零件，而不再需要传统制造方法所用到的模具或切削工具。

3D打印的方式有哪些？

SLA；即Stereolithography（立体光刻）工艺，是一种常见的3D打印工艺，它使用紫外线光源和液态光敏树脂来逐层构建物体。在打印过程中，液态光敏树脂被均匀涂布在建造平台上。然后，紫外线激光束被聚焦到树脂表面的特定位置，使其固化和硬化。一旦一层完成，建造平台会下降一定距离，以便开始下一层的打印。这个过程不断重复，直到整个物体建造完成。SLA使用的主要材料是光敏树脂。

SLS；即Selective Laser Sintering（选择性激光烧结）工艺，是常见的3D打印工艺，它使用激光束来烧结粉末材料以逐层构建物体。SLS通过高能激光精确聚焦到特定位置，瞬间加热并熔化了这些粉末颗粒，将它们粘合在一起形成一层物体的截面。建造平台然后降低一个层次，再次重复这个过程，逐渐堆叠每一层以建造出完整的物体。SLS工艺使用的材料通常是粉末形式的塑料或金属。

MJF；即Multi Jet Fusion（多喷头熔融）工艺，是一种高度精确且高速的3D打印技术，适合制造功能性原型及零部件。MJF技术主要是利用两个单独的热喷墨阵列来制造全彩3D物体的。打印时，其中一个会左右移动，喷射出材料，另一个会上下移动，进行喷涂、上色和沉积，使成品得到理想的强度和纹理。随后，两个阵列会改变方向从而最大化覆盖面和生产力。接着，一种细化剂会喷射到已经成型的结构上。之后，外部会对已经和正在沉积的部分加热。这些步骤会往复循环，直至整个物体以层层堆积的方式打印完成。主要的打印材料为高性能尼龙。

SLM；即Selective Laser Melting（选择性激光熔化）工艺，是一种先进的3D打印技术，主要用于金属零部件和原型制造。SLM工艺选用激光作为能量源，按照三维CAD切片模型中规划好的路径在金属粉末床层进行逐层扫描，扫描过的金属粉末通过熔化、凝固从而达到冶金结合的效果，最终获得模型所设计的金属零件。

DLP；即Digital Light Processing（数字光处理）工艺，DLP技术主要是通过投影来逐层固化光敏聚合物液体，从而创建出3D打印对象的一种快速成型技术。这种成型技术首先利用切片软件把模型切薄片，投影机播放幻灯片，每一层图像在树脂层很薄的区域产生光聚合反应固化，形成零件的一个薄层，然后成型台移动一层，投影机继续播放下一张幻灯片，继续加工下一层，如此循环，直达打印结束，所以不但成型精度高，而且打印速度也非常快。DLP工艺通常使用光敏树脂、红蜡作为打印材料。

3D打印能打印哪些材料？

塑料：

ABS（丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物）

PLA（聚乳酸）

PETG（聚对苯二甲酸乙二醇酯）

Nylon（尼龙）

TPU（热塑性聚氨酯）

PVA（聚乙烯醇）

HIPS（高抗冲聚苯乙烯）

金属：不锈钢、铝合金、钛合金、镍合金、铜合金、金合金

陶瓷：氧化铝、氮化硅、氧化锆、碳化硅

生物材料：生物打印墨水、细胞素材、生物陶瓷、生物聚合物

复合材料：碳纤维增强塑料、玻璃纤维增强塑料、金属复合材料

食品材料：巧克力、糖果、面团、食用浆料

其他材料：石膏、纸张、木材（通过细粉末和粘结剂）、蜡、蠟纸（Wax）、气凝胶

3D打印的优缺点

优点；设计自由度较高，可以制造出复杂的产品和部件；能够快速制作出产品的原型，降低开发周期；适用于小批量生产，可以灵活满足客户个性化需求；无需机械加工或任何模具，就可以直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件，节省了模具制造的成本和时间。

缺点；在大规模生产方面效率不如传统制造技术；部分3D打印技术制造出的产品表面质量较低；不同的3D打印材料具有不同的性能特点，包括强度、耐热性等，需要根据具体需求进行选择；3D打印机器的投资成本较高，某些3D打印材料的成本较高，可能会增加产品的制造成本。

总的来说，3D打印是一种具有潜力的技术，它正在改变我们的生产方式和社会创新方式。随着技术的进步和应用的扩展，我们可以期待更多的创新和改进，以克服其当前存在的挑战并实现更广泛的应用，推动制造业的进步和发展。

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