什么是“3D打印机”？

　　3D打印机又称三维打印机(3DP)，是一种累积制造技术，即快速成形技术的一种机器，它是一种数字模型文件为基础，运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体。现阶段三维打印机被用来制造产品。逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印机的原理是把数据和原料放进3D打印机中，机器会按照程序把产品一层层造出来。\x0d\x0a\x0d\x0a　　3D打印机堆叠薄层的形式有多种多样。3D打印机与传统打印机最大的区别在于它使用的“墨水”是实实在在的原材料，堆叠薄层的形式有多种多样，可用于打印的介质种类多样，从繁多的塑料到金属、陶瓷以及橡胶类物质。有些打印机还能结合不同介质，令打印出来的物体一头坚硬而另 一头柔软。\x0d\x0a\x0d\x0a　　1、有些3D打印机使用“喷墨”的方式。即使用打印机喷头将一层极薄的液态塑料物质 喷涂在铸模托盘上，此涂层然后被置于紫外线下进行处理。之后铸模托盘下降极小的距离，以供下一层堆叠上来。\x0d\x0a　　2、还有的使用一种叫做“熔积成型”的技术，整个流程是在喷头内熔化塑料，然后通过沉积塑料纤维的方式才形成薄层。\x0d\x0a　　3、还有一些系统使用一种叫做“激光烧结”的技术，以粉末微粒作为打印介质。粉末微粒被喷撒在铸模托盘上形成一层极薄的粉末层，熔铸成指定形状，然后由喷出的液态粘合剂进行固化。\x0d\x0a　　4、有的则是利用真空中的电子流熔化粉末微粒，当遇到包含孔洞及悬臂这样的复杂结构时，介质中就需要加入凝胶剂或其他物质以提供支撑或用来占据空间。这部分粉末不会被熔铸，最后只需用水或气流冲洗掉支撑物便可形成孔隙。

3d打印机能打印什么

3d打印机能打印建筑材料、珠宝、玩具、模具等。珠宝行业早在十几年前就已经使用上了“3D喷蜡机”、“3D树脂机”等，堪称是研究3D打印技术的鼻祖，在其他领域3D打印技术也有着广泛的应用，目前的3D打印技术技术发展到可以打印金银珠宝首饰饰品，打印骨骼假肢甚至可以打印一幢完整的房子。

3D打印技术在建筑方面的运用已突破人们的想象，这个由3D模块新材料搭建的别墅现身西安，其中别墅90%的建房工序在工厂就已经完成，到现场再完成最后拼装的工序。用三个小时完成了别墅的搭建。

扩展资料

3D打印可以精确计算建筑所需的材料量，减少浪费，还能减少施工过程中所动用的人工劳动力，如果能大范围应用到建筑业，能够将建筑时间缩短50%-70%，人工成本减少50%至80%。

3D打印技术发展至今，其独特的个性化定制能力可以依据个人的喜好随心所欲制作私人定制品，3D打印技术一体成型，可以轻松快捷制作出各种挂件摆件以及艺术灯饰等造型复杂而又充满创意美感的创意家居饰品。

除了珠宝行业和建筑圈，3D打印技术也会随着科技的发展在其他许多领域越来越完善。总有一天会像多啦A梦胸前那只取之不尽又无所不能的百宝袋，变出各种各样奇妙的物品。

三d打印是什么?_?

3D打印（3DP）即快速成型技术的一种，又称增材制造。
3D打印技术出现在上世纪80年代末至90年代初（也称为快速成型技术），至今也就30年不到的时间。
其原理很简单：以3D数字模型文件为输入，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。
形象来讲，普通的打印机是将2D图像或图形数字文件通过墨水输出到纸张上；3D打印机则是将实实在在的原材料（比如金属、陶瓷、塑料、砂等）输出为一薄层（物理上具有一定的厚度），然后不断重复一层层叠加起来，最终变成空间实物。因此，3D打印在输出某一分层时，过程与喷墨打印是相似的。就像盖房子，是通过一块一块砖所累积而成，而3D打印的物品是通过原材料的一粒一粒所累积而成。
由于3D打印是将材料一层一层堆积而成，因此也称为增材制造工艺。3D打印并不神秘，相对于具有千年的等材制造工艺和具有百年的减材制造工艺，它只是一种制造成型的新工艺，只有30年不到的历史。

什么是3D打印？

3D打印是一种增材制造技术，它利用计算机将需要打印的物体3D模型切割成一系列由下往上向上切割的“薄片”，由3D打印机自底向上堆叠形成三维实体对象，这就是fdm打印机原理。本发明无需用传统的刀具和模具，就能完成复杂结构的制造，简化生产工序，缩短制造周期。

各种类型的3D打印机工作原理相似，下面给大家举一个最常见的例子——fdm打印机原理如下：

1.打印对象的三维模型化，生成STL文件，同时对STL文件进行切片；

2.利用切片软件获得打印的最外层走线路径，进行走线填充；

3.走线路径以G-Code文件的形式保存，打印机根据文件中的G代码指令逐层打印；

4.由于粘着粘性，打印材料在层间处于熔化状态，在需要打印的模型中堆积。

按照成型技术对3D打印进行分类：

熔融沉积法(FDM)，fdm打印机原理是由PLA、ABS等热塑性材料经加工头加热挤压，在计算机的控制下逐层堆叠，最终获得三维成形的三维零件。这项技术最为普遍，技术成熟，可进行彩色打印，绿色环保，成本低廉。其缺点是打印精度不高(成型精度在0.1mm-0.5mm之间)，成形效率低。FDM技术打印机由于受到重力的影响，在打印悬空物体时容易出现误差和变形，需增加支承结构。支承结构去除不当，会在造型上留下痕迹，影响美观。

光固化成型，是一种采用紫外激光逐层扫描液体感光聚合物，使液体材料固化，逐步堆积成形，实现零件制造。该工艺可加工出结构复杂、速度快、精度高、材料利用率高，缺点是材料品种少、成本高，在光敏树脂配方中会使用有毒有害化合物，在固化前会有刺激性气味，需要通风和保护。还有一点很重要，光固化3D打印技术也需要支持结构。此外，也有其它类型的3D打印机，如DLP数字光处理打印机、3DP粉体粘合打印机、CLIP连续液面打印机，这里就不一一介绍了。

3D打印原理是什么

3D打印原理是什么

　　3D打印即快速成型技术的一种，又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。下面我为大家带来3D打印原理是什么，希望大家喜欢！

　　1. 技术原理

　　3D打印技术与激光成型技术基本上是一样的。简单来说，就是通过采用分层加工、迭加成形，逐层增加材料来生成3D实体。称它为“打印机”的原因是参照了其技术原理，3D打印机的分层加工过程与喷墨打印机十分相似。首先是运用计算机设计出所需零件的三维模型，然后再根据工艺需求，按照一定规律将该模型离散为一系列有序的单位，通常在Z向将其按照一定的厚度进行离散，把原来的三维CAD模型变成一系列的层片;然后再根据每个层片的轮廓信息，输入加工参数，然后系统后自动生成数控代码;最后由成型一系列层片并自动将它们连接起来，最后得到一个三维物理实体。

　　2. 优点

　　一、最直接的好处就是节省材料，不用剔除边角料，提高材料利用率，通过摒弃生产线而降低了成本;

　　二、能做到很高的精度和复杂程度，除了可以表现出外形曲线上的设计;

　　三、不再需要传统的刀具、夹具和机床或任何模具，就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件;

　　四、它可以自动、快速、直接和精确地将计算机中的设计转化为模型，甚至直接制造零件或模具，从而有效的缩短产品研发周期;

　　五、3D打印能在数小时内成形.它让设计人员和开发人员实现了从平面图到实体的飞跃;

　　六、它能打印出组装好的产品，因此它大大降低了组装成本。它甚至可以挑战大规模生产方式。

　　3. 缺点

　　任何一个产品都应该具有功能性，而如今由于受材料等因素限制，通过3D打印制造出来的产品在实用性上要打一个问号。

　　①强度问题：房子、车子固然能“打印”出来，但是否能抵挡得住风雨，是否能在路上顺利跑起来，仍是一个必须面对的问题;

　　②精度问题：由于分层制造存在“台阶效应”，每个层次虽然很薄，但在一定微观尺度下，仍会形成具有一定厚度的一级级“台阶”，如果需要制造的对象表面是圆弧形，那么就会造成精度上的偏差;

　　③材料的局限性：目前供3D打印机使用的材料非常有限，无外乎石膏、无机粉料、光敏树脂、塑料等，能够应用于3D打印的材料还非常单一，以塑料为主，并且打印机对单一材料也非常挑剔。

　　4.3D打印技术在高分子材料中的应用

　　1. 高分子原材料的种类

　　作为3D打印的重要环节，材料方面也是起到举足轻重的作用的，目前常用的3D打印高分子材料有聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯和ABS等。在光固化立体印刷中的齐聚物的种类繁多，其中应用较多的主要包括如聚氨酯丙烯酸树脂、环氧丙烯酸树脂、聚丙烯酸树脂以及氨基丙烯酸树脂。

　　2. 常见应用工艺

　　目前应用较多的3D打印高分子材料技术主要包括光固化立体印刷(SLA)、熔融沉积成型( FDM)、选择性激光烧结(SLS)等。

　　5.光固化立体印刷

　　光固化3D打印(SLA)工作原理与喷墨打印类似，在数字信号的控制下，喷嘴工作腔内的液体光敏树脂在瞬间形成液滴，在压力作用下喷嘴喷出到指定的位置，然后通过紫外光对光敏树脂固化，固化后逐层堆积，得到成形零件。成形过程如下：首先根据零件截面的形状，控制打印喷头沿X、Y轴运动，在既定截面的相关实体区域打印实体材料，在支撑区域打印支撑材料，并在紫外光的照射下进行固化，然后打印平台沿Z轴下降一定高度，喷头接着打印固化下一层，如此逐层打印固化直至工件的完成，最后除去工件中的支撑材料即可获得所需的工件。

　　光固化3D打印材料由光固化实体材料与支撑材料组成，其中支撑材料根据其固化方式不同又可分为相变蜡支撑材料和光固化支撑材料。光固化支撑材料通常俗称光敏树脂，主要由齐聚物、反应性稀释剂(活性单体)、光引发剂以及其它助剂组成。国外由于起步较早，并且3D打印机能够为光敏树脂的研究提供实验器材的支持，因而国外在3D打印光敏树脂做的较为成熟。目前国外做的最好的就是以色列OBJET公司以及美国的3DSystems公司，这两个公司占据了绝大部分3D打印光敏树脂的市场。但是这些公司把光敏树脂作为核心技术，成果很少对外公布，并且将这些光敏树脂与其生产的光固化3D打印机捆绑销售。

　　6. 光固化3D打印原理图

　　光固化立体印刷制备生物可降解支架材料的高分子原料包括光敏分子修饰的聚富马酸二羟丙酯(PPF)聚(D，L-丙交酯)(PLA)聚( -己内酯)(PCL)、聚碳酸酯、以及蛋白质多糖等天然高分子. 为了降低液态树脂原料的黏度，还需要加入小分子的溶剂或稀释剂，常用的如可参与光聚合反应的富马酸二乙酯(DEF)和N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)，以及不参与聚合反应的乳酸乙酯，该技术获得的3D成型材料具有可调控的孔尺寸孔隙率贯通性和孔分布。

　　7.熔融沉积成型

　　熔融沉积成型( FDM) 是采用热熔喷头，使得熔融状态的材料按计算机控制的路径挤出沉积，并凝固成型，经过逐层沉积凝固，最后除去支撑材料，得到所需的`三维产品(图2 )。FDM技所使用的原料通常为热缩性高分子，包括ABS、聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯等.该技特点是成型产品精度高表面质量好成型机结构简单无环境污染等，但是其缺点是操作温度较高。

　　近年来，利用FDM技术制备生物医用高分子材料也受到越来越多的重视，尤其是以脂肪族聚酯为原料制备生物可降解支架材料，取得了相当多的进展。材料的性质受到压力梯度熔体流速温度梯度等影响，聚酯与无机粒子的复合物也能用于熔融沉积成型制备3D支架材料。

　　8.选择性激光烧结

　　选择性激光烧结(SLS)是采用激光束按照计算机指定路径扫描，使工作台上的粉末原料熔融粘结固化。当一层扫描完毕，移动工作台，使固化层表面铺上新的粉末原料，经过逐层扫描粘结，获得三维材料。与SLA技术通过紫外光逐层引发液态树脂原料发生聚合或交联反应不同，SLS技是通过激光产生高温使粉末原料表面熔融相互粘结来形成三维材料。SLS技术常用的原料包塑料陶瓷金属粉末等。其优点是加工速度快，无需使用支撑材料，但缺点是成型产品表面较糙，需后处理，加工过程中会产生粉尘和有毒气体，而且持续高温可能造成高分子材料的降解，及生物活性分子的变形或细胞的凋亡，该技术不能用于制备水凝胶支架。以生物可降解高分子为原料，利用SLS技术，也是制备外部形态和内部结构可控3D医用高分子材料的有效途径。对支架性能产生影响的主要参数包括颗粒尺寸激光能量激光扫描速率部分床层温度等。

　　9.3D打印技术高分子材料的应用行业介绍

　　(1)机械制造：3D打印技术制造飞机零件、自行车、步枪、赛车零件等。

　　(2)医疗行业：在医学领域，借助3D打印制作假牙，股骨头、膝盖等骨关节技术应用也非常广，技术越来越成熟。

　　(3)建筑行业：工程师和设计师们已经接受了用3D打印机打印的建筑模型，这种方法快速、成本低、环保，同时制作精美，完全合乎设计者的要求。同时又能节省大量材料。

　　(4)汽车制造行业：用3D打印技术为汽车公司制造自动变速箱的壳体。汽车公司会对变速箱进行各种极端状况下的测试，其中一些零件就是用3D打印方法做的。定型了以后，再开模具，然后按照传统制造方法批量生产.这样成本就会大大降低。

　　3D打印技术代表制造业发展新趋势，它和其他一些数字化生产模式的涌现将推动实现第三次工业革命。可以充分应用高分子材料的成型技术中，制备复杂的一体化高分子材料器件，高分子医用行业将成为3D打印技术带来发展机遇，同时高分子材料将为3D打印技术提供轻质、高强、耐腐蚀的特点。

　　10.限制因素

　　10.1.材料的限制

　　3D打印胚胎干细胞虽然高端工业印刷可以实现塑料、某些金属或者陶瓷打印， 但无法实现打印的材料都是比较昂贵和稀缺的。另外，打印机也还没有达到成熟的水平，无法支持日常生活中所接触到的各种各样的材料。

　　研究者们在多材料打印上已经取得了一定的进展，但除非这些进展达到成熟并有效，否则材料依然会是3D打印的一大障碍。

　　10.2.机器的限制

　　3D打印技术在重建物体的几何形状和机能上已经获得了一定的水平，几乎任何静态的形状都可以被打印出来，但是那些运动的物体和它们的清晰度就难以实现了。这个困难对于制造商来说也许是可以解决的，但是3D打印技术想要进入普通家庭，每个人都能随意打印想要的东西，那么机器的限制就必须得到解决才行。

　　10.3.知识产权的忧虑

　　在过去的几十年里，音乐、电影和电视产业中对知识产权的关注变得越来越多。3D打印技术也会涉及到这一问题，因为现实中的很多东西都会得到更 加广泛的传播。人们可以随意复制任何东西，并且数量不限。如何制定3D打印的法律法规用来保护知识产权，也是我们面临的问题之一，否则就会出现泛滥的现象。

　　10.4.道德的挑战

　　3D打印枪械[14]道德是底线。什么样的东西会违反道德规律是很难界定的，如果有人打印出生物器官和活体组织，在不久的将来会遇到极大的道德挑战。

　　10.5.花费的承担

　　3D打印技术需要承担的花费是高昂的。第一台3D打印机的售价为1万5。如果想要普及到大众，降价是必须的，但又会与成本形成冲突。

　　每一种新技术诞生初期都会面临着这些类似的障碍，但相信找到合理的解决方案3D打印技术的发展将会更加迅速，就如同任何渲染软件一样，不断地更新才能达到最终的完善。

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