3D打印技术：它到底神奇在哪里？

近年来，3D打印在世界各大媒体上受到广泛关注，3D打印技术也一直在逐步完善，在各行各业发挥着自身巨大的优势，尤其是在医学上的贡献更是有目共睹，今天我们就来了解下关于3D打印技术的那些事。

3D打印是快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料凳可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。

3D打印综合了数字建模技术、机电控制技术、信息技术、材料科学与化学诸多方面的前沿技术知识，具有很高的科技含量。

【3D打印的原理】

3D打印技术采用了分层加工、叠加成型来完成3D实体打印。

每一层的打印过程分成两步，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，而剩下粉末还可循环利用。

通俗说，3D打印机是可以“打印”出真实的3D物体的一种设备，比如打印一个机器人、打印玩具车

打印各种模型等，之所以通俗地称其为“打印机”是参照了普通打印机的技术原理，因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似。这项打印技术成为3D立体打印技术。

【3D打印的类型和属性】

3D打印按材料可分为块体材料、液态材料和粉末材料等。按照美国材料与实验协会（ASTM）、3D打印技术委员会（F42委员会）的标准，目前七类3D打印工艺所用材料如下表：

目前，已实现商品化的3D打印机共涵盖了七类工艺，其中以SLA、SLS和FDM等为主。

【光固化成形】

光固化打印（SLA）：

是采用紫外光在液态光敏树脂表面进行扫描，每次生成一定厚度的薄层，从底部逐层生成物体。

优点：原材料的利用率将近100��尺寸精度高（±0.1MM），表面质量优良，可以制作结构十分复杂的模型。

缺点：价格昂贵，可用材料种类有限，制成品在光照下会逐渐解体。

【选择性激光烧结】

选择性激光烧结打印（SLS）：

是采用高功率的激光，把粉末加热烧结在一起形成零件。

优点：可打印金属材料和多种热塑性塑料，如尼龙、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等，打印时无需支撑，打印的零件机械性能好、强度高。

缺点：材料粉末比较松散，烧结后成型精度不高，且高功率的激光器价格昂贵。

【熔融沉积制造】

熔融沉积打印（FDM）

采用热熔喷头，使塑性纤维材料经熔化后从喷头内挤压而出，并沉积在指定位置固化成型。这种工艺类似挤牙膏的方式。

优点：价格低廉、体积小、生成操作难度相对较小。

缺点：成型件的表面有较明显的条纹，产品层间的结合强度低、打印速度慢。

【3D打印的特点】

数字制造：借助建模软件将产品结构数字化，驱动机器设备加工制造成器件，数字化文件还可借助网络进行传递，实现异地分散化制造的生产模式。

降维制造（分层制造）：即把三维结构的物体先分解成二维层状 结构，逐层累加形成三维物体。因此，原理上3D打印技术可以制造出任何复杂的结构，而且制造过程更柔性化。

堆积制造：“从上而下”的堆积方式对于实现非匀致材料功能梯度的器件更有优势。

直接制造：任何高性能难成型的部件均可通过“打印”方式一次性直接制造出来，不需要通过组装拼接等复杂过程来实现。

快速制造：3D打印制造工艺流程短、全自动、可实现现场制造，因此，制造更快速、更高效。