3D打印機是什么(me)

3D打印機（3D Printers）是一位名為恩里科·迪尼（Enrico Dini）的發明家設計的一種神奇的打印機，它不僅可(ke)以“打(da)印(yin)(yin)”出一幢完整的建筑，甚至可(ke)以在航天飛船中給宇航員(yuan)打(da)印(yin)(yin)任何所需(xu)的物(wu)品。

目前，3D打印已經成為一種潮流，并開始廣(guang)泛應用在設計(ji)領域，尤其(qi)是工業設計(ji)，數碼產品(pin)開模等，可以在數小時內完成一個(ge)模具的打印，節約(yue)了(le)很多產品(pin)到市場的開發時間。

3D打印機工作原理

3D打印(yin)(yin)機(ji)又稱三維(wei)打印(yin)(yin)機(ji)，是一種累積(ji)制(zhi)造技術(shu)，即快速成形技術(shu)的一種機(ji)器，它是一種數(shu)字模型文件為基礎，運用特(te)殊蠟材(cai)(cai)、粉(fen)末狀金屬或塑料(liao)等可(ke)粘(zhan)合材(cai)(cai)料(liao)，通過打印(yin)(yin)一層(ceng)(ceng)(ceng)層(ceng)(ceng)(ceng)的粘(zhan)合材(cai)(cai)料(liao)來(lai)制(zhi)造三維(wei)的物(wu)體(ti)(ti)。現階段三維(wei)打印(yin)(yin)機(ji)被用來(lai)制(zhi)造產品。逐層(ceng)(ceng)(ceng)打印(yin)(yin)的方(fang)式來(lai)構造物(wu)體(ti)(ti)的技術(shu)。3D打印(yin)(yin)機(ji)的原理是把(ba)數(shu)據(ju)和原料(liao)放進3D打印(yin)(yin)機(ji)中，機(ji)器會按照程(cheng)序把(ba)產品一層(ceng)(ceng)(ceng)層(ceng)(ceng)(ceng)造出來(lai)。

3D打印機(ji)堆疊(die)薄(bo)層(ceng)的(de)(de)(de)形(xing)式有(you)多(duo)(duo)種多(duo)(duo)樣。3D打印機(ji)與傳統打印機(ji)最大的(de)(de)(de)區別在于它(ta)使用的(de)(de)(de)“墨水”是實(shi)(shi)實(shi)(shi)在在的(de)(de)(de)原(yuan)材料(liao)，堆疊(die)薄(bo)層(ceng)的(de)(de)(de)形(xing)式有(you)多(duo)(duo)種多(duo)(duo)樣，可用于打印的(de)(de)(de)介(jie)質種類多(duo)(duo)樣，從繁多(duo)(duo)的(de)(de)(de)塑料(liao)到金屬、陶瓷以(yi)及橡膠類物質。有(you)些打印機(ji)還能結合不同(tong)介(jie)質，令打印出來(lai)的(de)(de)(de)物體一(yi)頭(tou)(tou)堅硬而另 一(yi)頭(tou)(tou)柔軟。

1、有些3D打(da)印機(ji)使用“噴墨”的(de)方式(shi)。即使用打(da)印機(ji)噴頭將一層(ceng)極薄的(de)液態塑料物質(zhi)噴涂在鑄模(mo)托盤上，此涂層(ceng)然后被置于紫外線下進行處理(li)。之后鑄模(mo)托盤下降極小的(de)距離，以(yi)供(gong)下一層(ceng)堆疊上來。

2、還(huan)有(you)的(de)使用一種(zhong)叫做“熔(rong)積成型(xing)”的(de)技(ji)術(shu)，整個流(liu)程(cheng)是在噴(pen)頭內熔(rong)化塑(su)料(liao)，然(ran)后通(tong)過沉積塑(su)料(liao)纖維的(de)方式才形成薄(bo)層。

3、還(huan)有一些系(xi)統使用(yong)一種叫做“激光燒(shao)結”的(de)技術，以(yi)粉(fen)末(mo)微粒作為打(da)印介質。粉(fen)末(mo)微粒被噴撒在鑄(zhu)模(mo)托盤(pan)上形成(cheng)一層(ceng)極薄的(de)粉(fen)末(mo)層(ceng)，熔鑄(zhu)成(cheng)指(zhi)定形狀，然后(hou)由噴出的(de)液態(tai)粘合劑進行固(gu)化。

4、有的則(ze)是(shi)利用(yong)真空(kong)中(zhong)的電子流(liu)熔化(hua)粉(fen)末(mo)微粒(li)，當遇到包(bao)含孔洞及懸(xuan)臂這樣(yang)的復雜結構時，介質中(zhong)就需(xu)(xu)要(yao)加(jia)入凝膠劑或其他物(wu)質以提(ti)供支撐或用(yong)來占據空(kong)間。這部分粉(fen)末(mo)不會被熔鑄(zhu)，最后只(zhi)需(xu)(xu)用(yong)水(shui)或氣流(liu)沖洗(xi)掉支 撐物(wu)便可形成孔隙。

該圖片由注冊用戶"青春照明"提供，版權聲明反饋

3D打印機的工作過程

打印機通過讀取(qu)文件中的(de)(de)橫截(jie)面信息(xi)，用(yong)液(ye)體狀(zhuang)(zhuang)、粉狀(zhuang)(zhuang)或片狀(zhuang)(zhuang)的(de)(de)材(cai)料將這些截(jie)面逐(zhu)層地打印出(chu)來(lai)，再將各層截(jie)面以各種(zhong)方式粘合起(qi)來(lai)從而(er)制造出(chu)一(yi)個實體。這種(zhong)技術的(de)(de)特(te)點在于(yu)其(qi)幾乎可以造出(chu)任何形狀(zhuang)(zhuang)的(de)(de)物品(pin)。

3D打(da)印(yin)(yin)(yin)機(ji)(ji)打(da)出(chu)的(de)(de)截面的(de)(de)厚(hou)度(du)（即Z方向(xiang)(xiang)）以(yi)(yi)及(ji)平(ping)面方向(xiang)(xiang)即X-Y方向(xiang)(xiang)的(de)(de)分(fen)辨(bian)率(lv)是(shi)以(yi)(yi)dpi（像素每英寸）或者微米來計算(suan)的(de)(de)。一(yi)般的(de)(de)厚(hou)度(du)為(wei)100微米，即 0.1毫(hao)米，也有(you)部(bu)分(fen)打(da)印(yin)(yin)(yin)機(ji)(ji)如Objet Connex 系列還有(you)三維(wei) Systems' ProJet 系列可(ke)(ke)以(yi)(yi)打(da)印(yin)(yin)(yin)出(chu)16微米薄的(de)(de)一(yi)層。而平(ping)面方向(xiang)(xiang)則可(ke)(ke)以(yi)(yi)打(da)印(yin)(yin)(yin)出(chu)跟激(ji)光打(da)印(yin)(yin)(yin)機(ji)(ji)相(xiang)近的(de)(de)分(fen)辨(bian)率(lv)。打(da)印(yin)(yin)(yin)出(chu)來的(de)(de)“墨水滴”的(de)(de)直徑通常為(wei)50到100個(ge)(ge)微米。 用(yong)傳統方法制(zhi)造出(chu)一(yi)個(ge)(ge)模型(xing)(xing)通常需要數小時(shi)到數天，根(gen)據模型(xing)(xing)的(de)(de)尺寸以(yi)(yi)及(ji)復雜程度(du)而定(ding)。而用(yong)三維(wei)打(da)印(yin)(yin)(yin)的(de)(de)技(ji)術則可(ke)(ke)以(yi)(yi)將時(shi)間縮短為(wei)數個(ge)(ge)小時(shi)，當然其是(shi)由(you)打(da)印(yin)(yin)(yin)機(ji)(ji)的(de)(de)性(xing) 能(neng)以(yi)(yi)及(ji)模型(xing)(xing)的(de)(de)尺寸和復雜程度(du)而定(ding)的(de)(de)。

傳(chuan)統的(de)制造(zao)技術如注塑法可(ke)以(yi)以(yi)較(jiao)低的(de)成本(ben)大量制造(zao)聚合物產品，而三維(wei)打印技術則可(ke)以(yi)以(yi)更快，更有彈(dan)性以(yi)及(ji)更低成本(ben)的(de)辦(ban)法生產數(shu)量相對較(jiao)少(shao)的(de)產品。一個桌面尺寸的(de)三維(wei)打印機就可(ke)以(yi)滿足設(she)計者或概念(nian)開發小(xiao)組制造(zao)模型的(de)需要。

3D打印機的完成

目前三維打印機的(de)分(fen)(fen)辨率對大多數應用來(lai)說已經(jing)足夠（在彎曲的(de)表面(mian)可能會比較粗糙，像圖(tu)像上的(de)鋸齒一樣），要獲得更高分(fen)(fen)辨率的(de)物(wu)品可以通(tong)過(guo)如(ru)下(xia)方法：先用當前的(de)三維打印機打出稍大一點的(de)物(wu)體，再稍微經(jing)過(guo)表面(mian)打磨即可得到表面(mian)光(guang)滑的(de)“高分(fen)(fen)辨率”物(wu)品。

有(you)(you)些(xie)技術可(ke)以同時使用(yong)多種(zhong)材料進行打(da)(da)印。有(you)(you)些(xie)技術在打(da)(da)印的(de)過程(cheng)中還會用(yong)到支(zhi)撐物(wu)，比如(ru)在打(da)(da)印出一些(xie)有(you)(you)倒掛狀(zhuang)的(de)物(wu)體時就需要用(yong)到一些(xie)易于除去(qu)的(de)東西（如(ru)可(ke)溶的(de)東西）作為支(zhi)撐物(wu)。

3D打印技術支撐

許多(duo)相互競爭的(de)(de)(de)技術是可用(yong)的(de)(de)(de)。它們(men)的(de)(de)(de)不(bu)同之處在(zai)于(yu)以不(bu)同層(ceng)(ceng)構建(jian)創建(jian)部(bu)件，并且(qie)以可用(yong)的(de)(de)(de)材(cai)料的(de)(de)(de)方式(shi)。一些方法利用(yong)熔(rong)化或軟化可塑性材(cai)料的(de)(de)(de)方法來制(zhi)(zhi)造打(da)印(yin)的(de)(de)(de)“墨水”，例如(ru)：選(xuan)(xuan)擇性激(ji)光(guang)燒結(jie)（selective laser sintering，SLS）和混合沉積(ji)建(jian)模（fused deposition modeling，FDM），還有(you)一些技術是用(yong)液體(ti)材(cai)料作為打(da)印(yin)的(de)(de)(de)“墨水”的(de)(de)(de)，例如(ru)：立(li)體(ti)光(guang)固(gu)化成(cheng)型(xing)法（stereolithography，SLA）、分層(ceng)(ceng)實體(ti)制(zhi)(zhi)造（laminated object manufacturing，LOM）。每種(zhong)(zhong)技術都有(you)各自的(de)(de)(de)優(you)缺點，因(yin)而一些公司(si)會(hui)提供多(duo)種(zhong)(zhong)打(da)印(yin)機以供選(xuan)(xuan)擇。一般來說，主(zhu)要(yao)的(de)(de)(de)考慮因(yin)素是打(da)印(yin)的(de)(de)(de)速(su)度和成(cheng)本，三維打(da)印(yin)機的(de)(de)(de)價格，物體(ti)原型(xing)的(de)(de)(de)成(cheng)本，還有(you)材(cai)料以及色彩的(de)(de)(de)選(xuan)(xuan)擇和成(cheng)本。

可以直接打(da)(da)印金屬(shu)(shu)的(de)打(da)(da)印機(ji)價格昂貴(gui)。有時候(hou)人們會先使用(yong)普(pu)通的(de)三(san)維打(da)(da)印機(ji)來制作(zuo)模具，然后用(yong)這些模具制作(zuo)金屬(shu)(shu)部(bu)件。

3D打印機分類

根據3D打(da)(da)印機的價格、3D打(da)(da)印成本、打(da)(da)印精度、材料、工(gong)藝等，3D打(da)(da)印機主要分為家用(yong)和商用(yong)3D打(da)(da)印機、工(gong)業級別3D打(da)(da)印機。