你了解3D打印技术吗3D打印科普100问的资料免费下载

　　1、3D打印到底是什么？

　　答：3D打印（3D printing），即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等可粘合材料，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。过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，现正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。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工（AEC）、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。

　　小编点评：通俗点讲，2D打印是打印一个层，3D打印是将打印对象分层，逐层打印在一起现成立体物件。

　　2、3D打印的历史？

　　答：3D打印起源于19世纪末的美国，并在20世纪80年代得以发展和推广。在20世纪80年代中期，SLS被在美国德州大学奥斯汀分校的卡尔Deckard博士开发出来并获得专利，项目由DARPA赞助的。1979年，类似过程由RF Housholder得到专利，但没有被商业化。

　　1995年，麻省理工创造了“三维打印”一词，当时的毕业生Jim Bredt和Tim Anderson修改了喷墨打印机方案，变为把约束溶剂挤压到粉末床的解决方案，而不是把墨水挤压在纸张上的方案。

　　1986年，Charles Hull开发了第一台商业3D印刷机。

　　1993年，麻省理工学院获3D印刷技术专利。

　　1995年，美国ZCorp公司从麻省理工学院获得唯一授权并开始开发3D打印机。

　　2005年，市场上首个高清晰彩色3D打印机Spectrum Z510由ZCorp公司研制成功。

　　2010年11月，世界上第一辆由3D打印机打印而成的汽车Urbee问世。

　　2011年6月6日，发布了全球第一款3D打印的比基尼。

　　2011年7月，英国研究人员开发出世界上第一台3D巧克力打印机。

　　2011年8月，南安普敦大学的工程师们开发出世界上第一架3D打印的飞机。

　　2012年11月，苏格兰科学家利用人体细胞首次用3D打印机打印出人造肝脏组织。

　　小编点评：3D打印属于上世纪的技术，现在才逐步为世人认知。

　　3、3D打印主要使用什么技术？

　　答：3D打印的主流技术主要包括SLA、FDM、SLS、3DP、LOM。

　　SAL：（stereolithography，SLA），中文立体光刻造型技术、立体光固化成型法等

　　技术原理：用特定波长与强度的激光聚焦到光固化材料表面，使之由点到线，由线到面顺序凝固，完成一个层面的绘图作业，然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度，再固化另一个层面。这样层层叠加构成一个三维实体。

　　技术优缺点：

　　SLA 技术的优势

　　光固化成型法是最早出现的快速原型制造工艺，成熟度高，经过时间的检验。

　　由CAD数字模型直接制成原型，加工速度快，产品生产周期短，无需切削工具与模具。

　　可以加工结构外形复杂或使用传统手段难于成型的原型和模具。

　　使CAD数字模型直观化，降低错误修复的成本。

　　为实验提供试样，可以对计算机仿真计算的结果进行验证与校核。

　　可联机操作，可远程控制，利于生产的自动化。

　　SLA 技术的缺陷

　　SLA系统造价高昂，使用和维护成本过高。

　　SLA系统是要对液体进行操作的精密设备，对工作环境要求苛刻。

　　成型件多为树脂类，强度，刚度，耐热性有限，不利于长时间保存。

　　预处理软件与驱动软件运算量大，与加工效果关联性太高。

　　软件系统操作复杂，入门困难；使用的文件格式不为广大设计人员熟悉。

　　小编点评：此类技术基本应用在工业级，个人很少用，设备价格就是一个“贵”字概括。

　　FDM： （FusedDeposition Modeling，FDM）。中文名称熔融沉积成型。

　　技术原理：将丝状（直径约2 mm）的热塑性材料通过喷头加热熔化，喷头底部带有微细喷嘴（直径一般为0．2 ～0．6），供材料以一定的压力挤喷出来；同时喷头沿水平方向移动，而工作台沿竖直方向移动。这样挤出的材料与前一个层面熔结在一起，一个层面沉积完成后，工作台按预定的增量下降一个层的厚度，再继续熔融沉积，直至完成整个实体造型。FDM工艺使用两种材料：一种是沉积实体部分的成型材料；另一种是沉积空腔或悬臂部分的支撑材料。

　　优缺点：

　　优点：这种技术成型精度更高、成型实物强度更高、可以彩色成型。

　　缺点：成型后表面粗糙，目前不适合高精度的应用。

　　小编点评：FDM就像挤牙膏那么简单，现在市场上的桌面级3d打印机大多采用这种工艺。开源设备基本也采用此技术，最低的3000元即可搞定。

　　SLS：（selective laser sintering，SLS）中文名称：选择性激光烧结

　　该工艺由美国德克萨斯大学提出，于1992年开发了商业成型机。SLS利用粉末材料在激光照射下烧结的原理，由计算机控制层层堆结成型。SLS技术同样是使用层叠堆积成型，所不同的是，它首先铺一层粉末材料，将材料预热到接近熔化点，再使用激光在该层截面上扫描，使粉末温度升至熔化点，然后烧结形成粘接，接着不断重复铺粉、烧结的过程，直至完成整个模型成型。

　　优缺点：

　　优点：成品精度好、强度高，但是最主要的优势还是在于金属成品的制作。激光烧结可以直接烧结金属零件，也可以间接烧结金属零件，最终成品的强度远远优于其他3D打印技术

　　缺点：粉末烧结的表面粗糙，需要后期处理，其次使用大功率激光器，除了本身的设备成本，还需要很多辅助保护工艺，整体技术难度较大，制造和维护成本非常高，普通用户无法承受，所以目前应用范围主要集中在高端制造领域，而目前尚未有桌面级SLS 3D打印机开发的消息，要进入普通民用领域，可能还需要一段时间。

　　3DP：（Three Dimensional Printing and Gluing，3DP）中文名称：三维粉末粘接

　　最早由美国麻省理工学院 （MIT） 于 1993 年开发。该技术通过使用液态连结体将铺有粉末的各层固化，以创建三维实体原型。基于 3DP 技术，美国Z Corp公司开发了3d打印成型机。

　　3d打印机使用标准喷墨打印技术，通过将液态连结体铺放在粉末薄层上，逐层创建各部件。与2d平面打印机在打印头下送纸不同，3d打印机是在一层粉末的上方移动打印头，打印横截面数据。

　　彩色3d打印机打印成型的样品模型与实际产品具有同样的色彩。您可以将彩色分析结果直接描绘在模型上，或者注释并标记设计更改，以便进一步增强模型样品所传递的信息值。

　　优缺点：

　　优点：

　　（1）成型速度快，成型材料价格低，适合做桌面型的快速成型设备。

　　（2）在粘结剂中添加颜料，可以制作彩色原型，这是该工艺最具竞争力的特点之一。

　　（3）成型过程不需要支撑，多余粉末的去除比较方便，特别适合于做内腔复杂的原型。

　　另外此技术最大优点是能直接打印彩色，无需后期上色。目前市面上打印人像的基本采用次技术。

　　缺点：强度较低，只能做概念型模型，而不能做功能性试验。

　　4、3D打印机能打印什么？

　　答：理论上讲，3D打印机能打印所有物体，大到飞机零件，小到个人用的杯子、玩具。只要能建模型，一切物体皆能打印。但这只是理论上的说法，现有技术及成本所限，尤其是材料限制，3D打印目前最多的打印工业所需的模具等，部分能打印出汽车、人体器官等，不过基本属于概念性的，离实际即打即用还比较远。

　　小编点评：一切皆能打印，我能，只是梦想是美好的，现在还是残酷的，屌丝们指望能打个苍姐出来还是不现实的。