3D 打印 - 它是什么，它是如何工作的，示例

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目录

• 什么是3D打印？
• 3D打印的历史
• 3D打印的类型
• 3D打印中使用的材料
• 3D打印的用途和示例
• 如何选择3D打印机
• 3D打印设计指南
• 3D打印软件
• 3D打印与增材制造
• 3D打印与快速原型设计
• 3D打印与4D打印
• 3D打印的未来
• 3D打印的优点
• 3D打印的缺点
• 结论
• 关于3D打印的常见问题

什么是3D打印？

3D 打印是一种根据文件创建三维物体的过程。增材工艺用于创建 3D 物体。在增材工艺中，连续的材料层层叠加，直到物体创建完成。这些层中的每一层都是物体非常薄的切片横截面。3D 打印可以帮助制作复杂的形状。

体积 3D 打印是一个例外，其中物体的整个结构是瞬间创建的，并且没有创建任何层。体积技术仍处于研究阶段。

3D打印的历史

3D 打印历史悠久，我们将在本文中对其进行讨论。

从 1940 年代到 1970 年代的 3D 打印

默里·莱因斯特是一位科幻作家，他提出了 3D 打印的想法。他写了一个名为《事物过去》的短篇故事。他设想了一种机器，这种机器应该能够复制图像并借助塑料形成 3D 物体。

约翰内斯·F·戈特瓦尔德为使用液态金属挤出机申请了专利，并设想这种材料可以用作打印机来打印金属 3D 物体。打印时不应使用墨水和文字。专利到期，戈特瓦尔德无法开发这项技术。

从 1981 年到 1984 年的 3D 打印

20 世纪 80 年代是真正的 3D 打印问世之时。在 20 世纪 80 年代的前半段，只进行了专利申请。但由于缺乏资金，什么也无法实现。来自日本的古田英夫博士发明了一种快速原型制作设备并申请了专利。该机器使用激光固化工艺。后来古田英夫博士停止为他的专利提供资金。

1984 年，让-克劳德·安德烈、奥利维尔·德维特和艾伦·勒梅奥特专注于古田英夫博士的技术。德维特精通激光，并将这项技术应用于快速原型制作。他们都是阿尔卡特的同事，雇主对他们的想法不满意。由于缺乏资金，这三个人也放弃了他们的想法。

从 1984 年到 1988 年的 3D 打印

1984 年，美国专利局批准了比尔·马斯特斯的专利。他为皮划艇的设计申请了 30 项专利。马斯特斯开始研制一台机器，但后来在 1990 年放弃了，因为他的皮划艇业务正在蓬勃发展。

查尔斯·查克被认为是 3D 打印之父。他于 1984 年为立体光刻系统申请了专利。他使用紫外线灯通过逐层固化光敏树脂来创建定制零件。

他的专利于 1986 年获得批准后，他创办了自己的公司 3D Systems。1988 年，他发明并发布了第一台 3D 打印机 SLA-1。他还发明了 STL 文件格式和数字切片过程，该过程至今仍在 3D 行业中使用。

从 1988 年到 1993 年的 3D 打印

1988 年，FDM 和 SLS 也申请了专利。卡尔·德卡德发明了选择性激光烧结。他的打印机能够生产基本的塑料部件。后来发展成为 SLS 打印。斯科特·克朗普也于 1988 年申请了专利，该专利于 1992 年获得批准。克朗普是 Stratasys 的联合创始人，并开始使用 FDM 机器进行 3D 打印。埃马努埃尔·萨克斯于 1993 年首次使用了 3D 打印这个术语。

2000 年代的 3D 打印

Zcorp 于 2000 年推出了一款多色 3D 打印机，并使用了能够打印 3D 彩色物体的喷墨打印技术。2004 年，阿德里安·鲍耶尔发起了 RepRap 运动，目标是使用 3D 打印机制造更多 3D 打印机。这有助于创建自复制机器。2006 年，Objet 推出了台式 3D 打印机。这款打印机帮助人们满足了 3D 打印爱好，但他们无法分享他们的打印想法。

2008 年，ThingVerse 上线，帮助用户分享他们的想法。2011 年，第一台 3D 食品打印机问世。随着 3D 打印技术的不断进步，许多公司开始在其业务中设立 3D 打印部门。

从 2012 年到 2013 年的 3D 打印

Stratasys 的专利即将到期，但它收购了 Objet 和 Marketbot，使 3D 打印更容易被普通大众所用。收购发生在 2012 年和 2013 年。2013 年，第一支 3D 打印枪问世，其设计图在网上公开。这款枪引发了大量辩论和争议。

但即便如此，在巴拉克·奥巴马于 2013 年国情咨文中谈到这项技术后，3D 打印技术仍然取得了进步。现在，3D 打印正被用于制造 3D 打印假肢，并且为一个孩子开发了一只假肢。

从 2014 年至今的 3D 打印

2014 年，美国宇航局使用 3D 打印机并将其送入太空。它在国际空间站使用了 3D 打印机。2024 年，在欧洲航天局的帮助下，第一台金属 3D 打印机被用于太空。现在，许多公司都在将 3D 打印用于各种目的。

3D打印的类型

3D 打印有不同的类型，我们将在本文中对其进行讨论。

1. 立体光刻

立体光刻，也称为 SLA，是第一种 3D 打印技术。这种 3D 打印技术的的发明者是查克·赫尔，他于 1986 年发明了它。浴槽聚合是一种用于 3D 打印的技术。在这种技术中，光源会恢复光聚合物胶。

设计的表面光滑且凸起。扫描振镜是位于 X 枢轴和 Y 集线器上的反射镜。这些反射镜帮助激光穿过胶水箱，并逐层开发项目。

2. 选择性激光烧结

选择性激光烧结，也称为 SLS，会软化并转化基于尼龙的粉末成塑料。SLS 的部件是在坚固的热塑性材料的帮助下生产的，可用于实际测试。功率床熔合是一种在 SLS 中使用的 3D 打印方法。

有一个容器包含热塑性粉末，将其加热到可以转化为液体的程度。项目的成型阶段是在涂层或刮刀锐边（存储 0.1 毫米厚的粉末层）的帮助下开始的。

当激光在扫描振镜上释放时，它会使粉末硬化。该循环持续到 3D 项目图像的形成完成。

3. POLYJET

PolyJet 是一种 3D 打印方法，可用于使用不同属性创建项目的 3D 图像。PolyJet 可供建筑师用于弹性体原型制作。

4. 熔融沉积建模 (FDM) 也称为熔融长丝制造 (FFF)

熔融沉积建模，也称为 FDM，是一种 3D 打印机，它以不同的层喷射塑料纤维。使用这种打印机可以轻松制作实际模型。材料挤出是这种打印机使用的循环。

它包含材料挤出工具，其中将坚固的热塑性材料纤维堆叠在 3D 打印机上。堆叠纤维后，在发动机的帮助下将其推过加热的喷嘴。这个温暖的喷嘴将纤维转化为液体。

打印机排出的头部在不同的方向上移动，这有助于冷却纤维并形成坚固的物体。形成一层后，打印机再形成另一层，这个循环重复，直到 3D 项目图像的制作完成。

5. 数字光处理

与立体光刻相比，数字光处理的工作速度更快。这是一种打印机类型，其中每一层都一目了然地曝光。DLP 和 SLA 可用于

• 放大器
• 装饰牙科应用。
• 形状类型聚合物模型的注入

6. 多射流熔融

多射流熔融，也称为 MJF，使用尼龙粉末并堆叠实用部件。喷墨用于尼龙粉末床上。每一层都结合在一起，有助于形成表面。MJF 具有喷射大量光聚合物液滴的喷嘴，然后使用紫外线使其固化。沉积一层后，构建平台会降低一层。重复此过程，直到整个项目的 3D 图像完成。

7. 直接金属激光烧结

直接金属激光烧结，也称为 DMLS，用于打印金属零件。所有金属部件都堆叠在一个地方。DMLS 可以进行原型制作和生产。DMLS 制造的金属部件可用于医疗应用。

8. 电子束熔化

这是一种 3D 打印技术，其中会喷射电子束，并由电磁线圈控制。该光束用于熔化金属粉末。熔化温度取决于所用材料的类型。

3D打印中使用的材料

3D 打印中使用了不同类型的打印材料，我们将在本文中详细讨论。

塑料

塑料是3D打印中最常用的材料。借助塑料，可以轻松制作3D玩具和家居用品。花瓶、办公桌用具、动作玩偶等等都可以通过在3D打印中使用塑料来开发。塑料有不同的颜色，也有透明的形式。塑料的另一个优点是它是一种经济高效的材料，它坚固、光滑、灵活，并且有多种鲜艳的颜色可供选择。

FDM中使用了不同类型的塑料，下面将讨论这些类型。

• 聚乙烯醇塑料 - 聚乙烯醇塑料用于一些价格低廉的打印机。PVA可与可溶于任何液体的材料一起使用。这种材料用于制作临时使用物品。
• 聚乳酸 - 聚乳酸是从甘蔗和玉米淀粉中提取的。可以用这种材料制造硬塑料和软塑料。预计这种材料在3D打印行业中的使用将超过其他材料。
• 聚碳酸酯 - 聚碳酸酯不太流行，并且与那些包含喷嘴的3D打印机一起使用。模塑托盘是用这种塑料可以制作的物品。
• 丙烯腈丁二烯苯乙烯 - 丙烯腈丁二烯苯乙烯是一种安全且坚固的材料，由类似塑料的细丝组成，使其坚固且灵活。ABS可用于制作各种类型的彩色玩具、贴纸等等彩色物品。

粉末

3D打印中也使用不同类型的粉末，我们将在本文中讨论它们。

• 聚酰胺 - 聚酰胺是一种非常坚固且灵活的材料，用于互锁和连接不同的地方。玩具汽车、人偶、紧固件等都可以借助这种材料轻松打印。
• 铝酰胺 - 铝酰胺是聚酰胺和灰色铝的混合物，用于制作非常坚固的3D模型。它的外观是沙质的，可以通过这种粉末轻松制作原型和工业模型。

树脂

树脂在3D打印行业并不十分流行，因为它们既不很坚固也不很灵活。树脂有不同类型，如下所述

• 高细节树脂 - 这些树脂用于制作包含复杂细节的小模型。复杂的衣柜或冰箱是一些例子。
• 可涂漆树脂 - 可涂漆树脂用于光滑表面的3D打印件。可以用这种材料制作细节精美的图形。
• 透明树脂 - 这是最强的树脂，更适合于不同类型的3D打印。需要透明外观的物品可以在这种树脂的帮助下制作。

金属

在塑料之后，金属被认为是3D打印最重要的材料之一。金属用于直接金属激光烧结，许多制造商已采用这种技术来制造不同行业的产品部件。下面将讨论3D打印中使用的金属。

• 不锈钢 - 不锈钢可用于打印必须定期在水中使用的部件。
• 青铜 - 花瓶、水龙头、淋浴系统等可以用这种金属制成。
• 镍 - 镍是一种可用于打印硬币的金属。
• 铝 - 可以使用铝打印薄金属物体。
• 钛 - 这是最受欢迎的金属，因为它可以用于制造坚固的固定装置。

碳纤维

碳纤维用于涂覆3D打印的塑料材料。这种涂层提高了塑料材料的强度。碳纤维和塑料的组合可以作为金属的替代品。

石墨和石墨烯

石墨烯具有导电性和强度特性，是3D打印的良好选择。任何设备的不同部件和太阳能电池板都可以通过使用石墨烯来制造。它是一种良好的导体。

镍钛诺

镍钛诺是一种可用于医疗领域3D打印的材料，因为它可以用来制作植入物。其主要特性是其弹性是最佳选择之一。镍钛诺由镍和钛混合而成。镍钛诺非常灵活，可以在最大程度上弯曲而不会断裂。弯曲后可以轻松恢复到原来的形状。

3D打印的用途和示例

3D打印正被应用于医疗保健、制造等各个行业。在这里，我们将讨论一些3D打印的例子。

建筑物

3D打印可用于建造房屋和建筑物。例如，在莫斯科建造的一栋房屋，在24小时内建成，面积为400平方英尺。除了房屋之外，还可以轻松建造不同类型的结构，例如应急避难所、宿舍等。

定制牙科植入物

CAD可用于设计定制的牙科植入物。3D打印生产的植入物将非常精确，并为患者提供舒适感。其功能也将很好。

健康科学

3D打印正在健康科学中得到有效利用。有3D生物打印机，可以用来从人类和许多动物（如兔子、老鼠等）身上制造组织、器官和细胞。研究人员还能够创造耳朵、鼻子、肌肉、骨骼等器官。医生可以使用这项技术借助人体细胞制造3D结构。可以使用不同的细胞打印人工皮肤。

制造业

3D打印在航空航天、汽车等制造行业也很有用。机器上有许多部件，如果其中任何一个部件损坏，机器将无法正常工作。在这种情况下，可以使用3D打印来制造可以替换损坏部件的产品。制造商正在以经济高效的方式使用3D打印，以便以较低的成本提供产品。

药物打印

思瑞坦是一种使用3D打印生产的药物。这种药物有助于治疗癫痫引起的癫痫发作。在这种类型的打印中，药物被粉化，以便能够快速溶解并添加到两种液体之间，以便在微观水平上轻松进行结合。推出该药物的公司是Aprecia Pharmaceuticals。

食物

3D打印也正在烹饪艺术中使用。借助塑料3D打印机可以轻松打印巧克力。其他可以打印的食物包括冰淇淋、曲奇面团、汉堡包等。3D打印机的工作原理是加热可食用成分，然后逐层打印。

乐器

增材制造技术正被用于开发长笛、班卓琴、小提琴等等乐器。除了创建整个乐器外，还可以通过3D打印制作不同乐器的配件和部件。

绘画

3D打印也正在借助3Doodler手持笔进行绘画。这支笔可以用来绘制3D打印物体。一个按钮用于控制笔，因为用户可以启动、停止和暂停笔。笔尖必须按在平面上才能制作3D物体。

如何选择3D打印机？

3D打印正变得越来越流行，并已被许多行业采用。它给建筑、医疗保健、制造等许多行业带来了革命。主要问题是购买3D打印机之前应该确定哪些因素。在这里，我们将详细讨论这些因素。我们将从打印机的类型开始。

打印机类型

3D打印中使用的最常见的打印技术包括：

• 熔融沉积建模 (FDM)
• 立体光刻 (SLA)
• 选择性激光烧结 (SLS)

大多数3D打印机都包含其中一项技术。FDM打印机被那些有创建不同3D物品爱好的人使用。SLA可用于创建FDM无法创建的复杂物体，但其成本相对较高。

线材兼容性

购买3D打印机时，线材兼容性是一个需要考虑的重要方面。不同的材料用于制造线材。这些材料包括ABS、PLA、PETG等。每种材料都具有不同的特性。选择一种与大量线材兼容的3D打印机。

连接选项

您必须检查3D打印机中可用的连接选项。大多数3D打印机都提供USB和SD卡连接选项。高端打印机提供无线和互联网连接。

打印机尺寸和体积

在购买3D打印机之前，您必须考虑房屋或办公室中可用的空间。除了打印机的尺寸外，您还必须考虑项目或爱好所需的打印尺寸。如果打印尺寸较大，则应相应选择打印床的尺寸。大型打印机与小型和中型打印机相比，成本更高。

打印质量和速度

您需要考虑的另一件事是打印质量以及打印机打印物体的速度。为了获得高质量的打印件，您需要考虑分辨率和层高。层高和分辨率彼此成反比。如果层高较高，则它将只包含几层，并且打印效果可能不佳。

可修复性

3D打印机需要频繁维修，因此您必须检查您选择的打印机是否易于维修。您应该选择部件在需要时易于更换的机器。

易用性

购买3D打印机时要考虑的主要因素之一是易用性。如果打印机是为初学者购买的，则必须考虑此因素。软件界面应该易于使用，并且校准也应该易于完成。打印机应该没有卡纸和其他问题。

保修

保修是您购买3D打印机时需要考虑的重要因素。这将保护您免受打印机故障或与制造相关的缺陷的影响。

维护和支持

您应该购买包含有关使用和维护的详细说明的打印机。打印机应该易于清洁，并且可更换部件应该易于获得。您还需要检查打印机是否提供技术支持。

附加功能

在购买3D打印机时，可以考虑许多其他功能。这些功能可能是必要的，也可能不是必要的，但可能有用。其中一些功能包括

• 多个挤出机
• 自动调平
• 内置摄像头
• 触摸屏显示
• 互联网连接

3D打印设计指南

在使用3D打印时，必须遵循一些指南。在本文中，我们将讨论需要遵循的指南。

3D设计技巧

以下是在进行3D打印时设计师需要遵循的技巧。

壁厚

如果正在设计产品的外部壳体，则壁厚应至少为0.8毫米。壁的厚度取决于喷嘴的直径。标准喷嘴为0.4毫米，在这种情况下应使用两个喷嘴。如果使用0.8毫米的喷嘴，则壁的厚度将为1.6毫米。有一个切片软件会忽略壁厚小于0.8毫米的墙壁。

桥接

3D 打印机能够在两点之间空中打印，这被称为桥接。这种打印不应使用支撑材料。不建议桥接长度超过 15mm。如果需要包含尺寸大于 15mm 的间隙，则必须使用支撑材料。不建议使用支撑材料，因为这会影响设计的表面。最好使用较小的间隙。

悬垂

3D 打印中，物体是通过一层一层沉积构建的。由于 FDM 无法进行空中打印，因此必须控制 3D 打印的悬垂。高质量的打印可以拥有高达 45 度的悬垂。悬垂也可以达到 60 度，但这取决于 3D 打印机、层高和支撑材料。

垂直孔

如果使用 FDM 3D 打印机设计物体，垂直孔是一个常见问题。垂直孔的尺寸会根据所使用的 3D 打印机类型、材料和打印设置而有所不同。垂直孔是在挤出塑料压缩前一层时形成的。

水平孔和拱形

水平孔和拱形的尺寸也可能达不到预期，结果会导致圆圈的顶部变成悬垂。如果孔和拱形用于视觉目的，则应使用支撑材料。这些功能孔也可以通过插入紧固件转换为水滴形孔。这有助于控制尺寸不足，悬垂也会发生变化。

翘曲

如果物体的尺寸较大，则难以粘附到打印床上。当模型向上弯曲时，这可能导致部件翘曲。圆角可以减少翘曲的可能性。应避免在底部边缘使用圆角倒角，因为这会增加翘曲的可能性。可以在边缘使用小的倒角，以便减少打印表面和挤出机之间的距离。

文字尺寸

在 3D 模型中添加文字是一项困难的任务。这是因为必须选择合适的字体，因为并非所有字体都易于阅读。以下是一些在 3D 模型中插入文字的技巧。

• 应使用无衬线字体，例如 Helvetica、Arial 或 Montserrat
• 应调整文字大小，使厚度为 0.8mm
• 对于浮雕或雕刻文字，厚度应为 0.4mm

边缘

大多数物体都没有锐利的边缘，因为它们难以用手握持和操作。如果使用 FDM 3D 打印机，最好使用边缘呈圆形的物体。3D 打印机有一个包含挤出机的部件，该部件会频繁改变方向。如果运动角度为 90 度，则会产生很大的惯性。圆角将减少惯性。

最小特征尺寸

3D 打印机的喷嘴和电机是可打印最小尺寸取决于的方面。挤出塑料的尺寸应足够大，以便在固化后不会改变其原始形状。对于 FDM 3D 打印机，最小特征尺寸应为 2mm。垂直销的尺寸应为最小尺寸，以确保打印质量良好。通常，这些销钉放置在模型的顶部，因此它们的最小尺寸可以达到 6mm。

圆角倒角

圆角倒角用于增强连接到主体上的物体易碎元素的强度。它降低了应力集中，使部件更具抗性。

加强筋

拆卸电子设备后可以发现加强筋。加强筋是设计元素，可以支撑悬垂并增强薄壁的强度。圆角倒角和加强筋的组合可以为模型提供额外的强度。

模型分割

可以将复杂模型分割，以便能够高效地进行打印。分割有助于将模型划分为更小的部分，这些部分更容易打印。打印大型部件比较困难，因此最好将复杂模型分割成两半，这样打印质量会更好，也不需要支撑材料。

3D打印软件

如果在 3D 打印机上安装了良好且易于使用的软件应用程序，则它可以高效地工作。有很多软件应用程序可用，您需要选择一个易于使用和理解的应用程序。以下是其中一些软件应用程序的讨论。

MatterControl 2.0

MatterControl 2.0 是一款包含 3D 打印机所有功能的软件。它包含打印机主机、CAD 软件和切片器。CAD 可用于创建新模型，并可以使用切片器对其进行切片。MatterControl 2.0 还可以通过 USB 连接和 Wi-Fi 监控打印并进行控制。该软件应用程序的用户界面包含不同类型的几何形状，可以导入进行打印。

Tinkercad

Tinkercad 是一款软件应用程序，初学者和经验不足的人可以使用它通过 3D 打印机创建模型。Tinkercad 的界面包含许多设计功能和手动构建工具。这将帮助初学者创建基本模型，然后开始创建高级和复杂模型。

Blender

Blender 是一款开源软件应用程序，可免费使用。初学者和经验丰富的人员都可以使用此软件应用程序。Blender 附带了许多功能，可用于动画、3D 建模、模拟、渲染等。

Autodesk Fusion 360

Autodesk Fusion 360 是一款软件应用程序，可用于打印复杂的形状。该软件允许用户在打印前检查 3D 模型的结果。这将帮助用户发现错误和缺陷并消除它们，以便能够制作出正确的模型。

UVTools

UVTools 是一款开源软件应用程序，是树脂打印套件。如果需要，它可以操作图层，并且可以操作遮罩式 SLA。它包含一个双级电机，有助于提高打印速度。

Cura

Cura 是一款开源软件应用程序，可用于制作简单和复杂的模型。它支持各种 3D 打印机和文件格式。形状可以轻松操作，因为用户界面上提供了许多选项。

WebPrinter

WebPrinter 是一款基于浏览器的软件应用程序，用户可以在其中预览要上传的 G 代码文件，并且该应用程序会将文件传输到打印机。

Solidworks

Solidworks 是一款 3D 建模软件应用程序，产品开发人员和工程师可以使用它。该软件提供了测试产品安全性和性能的选项。测试批准后，设计可以发送到打印。

Simplify3D

Simplify3D 是一款切片应用程序，可用于提高打印质量。它将 CAD 切割成层，并消除与模型相关的错误。可以在打印前预览最终输出。

Creo

Creo 是一款软件应用程序，可用于设计详细的模型。这些模型可以高效且轻松地打印。还可以借助人工智能生成设计，因为该软件支持 AI。用户还可以改进设计并消除缺陷。

3D打印与增材制造

3D 打印和增材制造非常接近，但它们之间也存在一些差异，我们将在此处详细讨论。

什么是3D打印？

3D 打印是一种技术，它使用逐层沉积的方式打印 3D 物体。最流行的软件之一是 CAD，它让打印机了解要使用的材料数量以及沉积位置。3D 打印最常用的材料是聚合物。3D 打印中使用的其他材料包括合金、金属、陶瓷等。

什么是增材制造？

增材制造是一种通过添加材料来创建物体的技术。机器和 CAD 软件是通过增材制造创建物体的必要条件。这项技术能够评估以下内容：

• 物体的尺寸
• 人体工程学
• 零件和原型精度

与 3D 打印相比，增材制造可以开发更复杂的项目。

3D 打印和增材制造的区别

3D 打印和增材制造之间存在许多差异，我们将在下表中讨论它们。

3D打印与快速原型设计

3D 打印和快速原型是用于打印物体的技术。在这里，我们将讨论两者之间的区别。

什么是3D打印？

3D 打印是一个逐层打印物体的过程。打印机头、喷嘴等用于打印。3D 打印是增材制造的一部分。与快速原型和传统制造工艺相比，许多制造公司正在以较低的成本使用 3D 打印。

什么是快速原型？

快速原型是增材制造的一部分。使用这项技术可以快速创建模型。快速原型中使用两种类型的原型。这些原型是：

• 低保真原型，其中原始产品和最终产品之间的差异很容易被注意到。
• 高保真原型，其中最终产品与原始产品相似。

使用快速原型的用户是工程师和产品设计师。如果设计存在错误，则很难修复它们，并且需要花费大量时间。

3D 打印和快速原型的区别

下表显示了 3D 打印和快速原型之间的区别。

3D打印与4D打印

3D打印在许多行业中正变得越来越流行，但现在4D打印也已经出现。让我们看看3D打印和4D打印之间的区别。

3D打印的未来

3D打印正被医疗保健、制造、航空航天、音乐产业等许多行业所采用。它拥有光明的未来，下面将讨论一些预测。

3D打印将变得快速且经济高效

3D打印的发展速度很快，这些技术可以帮助满足不同行业对各种产品的日益增长的需求。可以快速开发专业材料。新的3D打印机将可以选择使用不同类型的材料以较低的成本开发各种产品。机器成本可能较高，但打印速度将很快，产品成本将很低。

3D打印在供应链中的未来

未来，制造商将需要大量的材料和打印机。增材制造将来可能成为供应链的一部分，供应链中涉及的所有步骤都可以合并到一个步骤中。制造商正在尝试实现自动化生产流程并确保安全。

3D打印在建筑中的应用

3D打印可用于建筑行业，这将有助于建造房屋和建筑物。这项技术可以帮助快速建造数字建筑。建造建筑物需要大型足迹打印机。这台机器将以熔丝挤出成型技术的混凝土材料版本进行操作，并且可以快速低成本地建造建筑物。人们将获得负担得起的住房，建筑成本也将降低。

金属3D打印

正在进行研究，以借助3D打印制造金属合金。正在使用金属粉末来降低合金制造成本，并减少困难和危害。可以改善合金的表面质量，这可以通过激光和电子束技术来实现。

3D打印在制造业中的应用

3D打印将在制造业中发挥重要作用，因为金属3D打印正在发展，这将有助于生产汽车、机器等的各个部件。由于3D打印是一种经济高效的选择，因此制造商将来会使用它，并且可以轻松地制造多个部件。

3D打印材料

3D打印使用许多材料，其中许多是聚合物。正在进行研究以改善这些聚合物的性能。这些性能包括热稳定性和耐化学性。通常，FDM打印机用于3D打印。3D打印可用于开发不同类型的合金。

可用于3D打印的其他材料包括陶瓷和复合材料。研究人员还在使用生物打印机制造器官、细胞、组织、肌肉等产品。将来，可能会开发功能性和智能材料，可用于3D和4D打印。

3D打印在航空航天中的应用

航空航天中的不同领域，如航空、无人机和轨道领域，可能会使用3D打印，因为它可以帮助设计轻量化部件并改进每个部件和产品的几何形状。3D设计还可以帮助提高燃油效率。可以开发各种产品，如涡轮叶片、燃烧室和燃油喷嘴。

由于速度快、最终产品成本低、生产方法先进等诸多因素，3D打印拥有光明的未来。不同类型的企业将使用3D打印来满足供需需求。

3D打印的优点

3D打印有很多优势，我们将在此处列出它们。

• 可以快速轻松地创建原型
• 创建原型的成本低
• 通过3D打印创建的产品高度定制化
• 3D打印使用必要的材料量，因此没有浪费
• 可以在客户面前进行产品制造
• 公司可以生产少量产品，这为大规模定制提供了机会
• 3D打印提供了更多与设计相关的自由度
• 开发的产品质量良好
• 可以提高供应链效率
• 生物打印器官有助于器官移植
• 可以创建详细的医疗模型用于培训目的
• 3D打印提供知识产权保护
• 3D打印支持不同类型的材料，例如聚合物、金属、陶瓷等。

3D打印的缺点

3D打印也有一些缺点，列出如下。

• 与传统的制造方法相比，制造产品的速度较慢
• 与传统的制造方法相比，3D打印使用的材料有限
• 有各种各样的材料可用，但其中一些可能无法获得预期的结果
• 3D打印的初始投资较高
• 需要进行后处理以完成产品并提高其质量
• 与传统方法相比，3D打印产品的表面光洁度不好
• 生产大型物体并不容易
• 难以制作复杂的结构
• 难以保持精度和分辨率
• 物体的较大部件必须分段打印然后组装，这会导致强度下降
• 必须执行其他步骤，例如支撑去除和其他后处理操作

结论

3D打印是增材制造的一部分。3D打印机上安装了不同类型的3D技术，以便可以开发3D对象。3D打印机的价格各不相同，具体取决于所使用的技术类型。有各种类型的软件应用程序可用，可用于通过3D打印机打印对象。

关于3D打印的常见问题

1. 3D打印的实施成本是多少？

3D打印的实施成本取决于所使用的3D打印技术的类型。3D打印机的价格低廉，对于专业人士和行业，也有昂贵的机器。打印机可以根据以下标准进行区分：

• 零件尺寸
• 材料质量
• 材料类型
• 可靠性
• 精度
• 一致性

2. 3D打印如何对设计师有益？

与传统方法相比，设计过程缩短了。设计可以在内部完成，无需外包。设计师还可以开发新想法并制作不同类型的对象。可以轻松地制作出漂亮的设计。

3. 3D打印的三个阶段是什么？

3D打印的三个阶段是：

• 准备或预处理
• 构建
• 完成或后处理

在准备阶段，必须创建要处理的数字文件。此处理取决于所使用的3D打印机的类型。在构建阶段，通过在打印床上涂抹一层材料来构建3D对象，然后将每一层添加到另一层上，直到对象准备就绪。在后处理阶段，清洁和喷漆3D产品以使其具有良好的外观。

4. 打印一个对象需要多长时间？

打印对象的速度取决于3D打印机中使用的3D技术。一些打印机与其他打印机相比具有更快的打印能力。

5. 3D打印机中使用了哪些不同类型的3D技术？

3D打印机中使用的3D技术如下：

• 熔融沉积建模 (FDM)
• 立体光刻 (SLA)
• 选择性激光烧结 (SLS)
• 数字光处理 (DLP)
• 选择性激光熔化 (SLM)