3D打印機是(shi)什么

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，它不僅可以“打(da)印”出一幢(chuang)完整的建筑，甚至(zhi)可以在航(hang)天飛船中給宇航(hang)員打(da)印任何所需的物品。

目前，3D打(da)(da)印(yin)(yin)已(yi)經成為一種(zhong)潮流，并開(kai)始廣泛應用在設計(ji)領域，尤(you)其(qi)是工(gong)業設計(ji)，數碼產(chan)(chan)品開(kai)模等，可以在數小(xiao)時內(nei)完成一個(ge)模具(ju)的打(da)(da)印(yin)(yin)，節(jie)約(yue)了很多(duo)產(chan)(chan)品到市(shi)場的開(kai)發時間。

3D打印機工作原理

3D打(da)(da)印機(ji)(ji)又稱(cheng)三維打(da)(da)印機(ji)(ji)，是(shi)一(yi)(yi)種(zhong)累積制造(zao)技(ji)術(shu)，即(ji)快速成(cheng)形技(ji)術(shu)的(de)(de)一(yi)(yi)種(zhong)機(ji)(ji)器(qi)，它是(shi)一(yi)(yi)種(zhong)數字模型文件為基礎，運(yun)用特殊蠟(la)材、粉末狀金屬(shu)或塑(su)料(liao)等可粘合材料(liao)，通過(guo)打(da)(da)印一(yi)(yi)層層的(de)(de)粘合材料(liao)來(lai)制造(zao)三維的(de)(de)物體(ti)。現階段三維打(da)(da)印機(ji)(ji)被用來(lai)制造(zao)產品。逐層打(da)(da)印的(de)(de)方式來(lai)構造(zao)物體(ti)的(de)(de)技(ji)術(shu)。3D打(da)(da)印機(ji)(ji)的(de)(de)原(yuan)理是(shi)把(ba)數據和原(yuan)料(liao)放進(jin)3D打(da)(da)印機(ji)(ji)中(zhong)，機(ji)(ji)器(qi)會(hui)按(an)照(zhao)程序把(ba)產品一(yi)(yi)層層造(zao)出來(lai)。

3D打印機堆疊(die)薄(bo)層的(de)(de)形(xing)式有(you)多(duo)種(zhong)多(duo)樣。3D打印機與傳統(tong)打印機最(zui)大的(de)(de)區(qu)別在于它使用(yong)的(de)(de)“墨水”是實(shi)實(shi)在在的(de)(de)原(yuan)材料(liao)，堆疊(die)薄(bo)層的(de)(de)形(xing)式有(you)多(duo)種(zhong)多(duo)樣，可用(yong)于打印的(de)(de)介質(zhi)種(zhong)類多(duo)樣，從繁(fan)多(duo)的(de)(de)塑料(liao)到金(jin)屬、陶瓷以及橡(xiang)膠類物(wu)質(zhi)。有(you)些打印機還能結合不同介質(zhi)，令打印出來的(de)(de)物(wu)體一頭(tou)堅硬而另 一頭(tou)柔軟(ruan)。

1、有些(xie)3D打印機使(shi)用“噴墨”的方式。即使(shi)用打印機噴頭將一層(ceng)極(ji)薄的液態(tai)塑(su)料(liao)物質噴涂在鑄(zhu)模托(tuo)盤(pan)上(shang)，此涂層(ceng)然后被置于紫外(wai)線下(xia)(xia)進行處理。之(zhi)后鑄(zhu)模托(tuo)盤(pan)下(xia)(xia)降極(ji)小的距離，以供下(xia)(xia)一層(ceng)堆疊上(shang)來。

2、還有的(de)使用(yong)一(yi)種叫做(zuo)“熔(rong)積(ji)成型(xing)”的(de)技術，整(zheng)個(ge)流程是在噴頭內熔(rong)化塑料，然(ran)后通過沉積(ji)塑料纖維(wei)的(de)方式(shi)才形成薄層。

3、還有一(yi)些系統使用一(yi)種叫做(zuo)“激光燒結”的(de)技術，以粉(fen)末(mo)微粒(li)作為打(da)印(yin)介(jie)質。粉(fen)末(mo)微粒(li)被噴撒在鑄(zhu)模托盤上形成一(yi)層極薄的(de)粉(fen)末(mo)層，熔鑄(zhu)成指(zhi)定(ding)形狀，然后由(you)噴出的(de)液態粘(zhan)合劑進行固化(hua)。

4、有的則是利用(yong)真空中的電(dian)子流(liu)熔(rong)化(hua)粉(fen)末微粒(li)，當遇到包含孔洞(dong)及懸臂這樣的復雜結(jie)構時，介質(zhi)中就需要加(jia)入凝膠劑或(huo)其他物(wu)質(zhi)以(yi)提(ti)供支撐或(huo)用(yong)來占據空間(jian)。這部分粉(fen)末不會被熔(rong)鑄，最后只需用(yong)水或(huo)氣流(liu)沖(chong)洗掉支 撐物(wu)便可形成孔隙。

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3D打印機的工作過程

打印機(ji)通過讀(du)取文(wen)件中的橫(heng)截(jie)(jie)面信息，用(yong)液體(ti)(ti)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)、粉狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)或片狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)的材料將(jiang)這些截(jie)(jie)面逐層地打印出(chu)來，再(zai)將(jiang)各(ge)層截(jie)(jie)面以(yi)各(ge)種(zhong)方式粘合起來從而制造出(chu)一個實(shi)體(ti)(ti)。這種(zhong)技術(shu)的特(te)點(dian)在于其幾乎可以(yi)造出(chu)任(ren)何(he)形狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)的物(wu)品。

3D打(da)(da)(da)印機(ji)(ji)打(da)(da)(da)出的(de)(de)截面的(de)(de)厚(hou)度(du)（即Z方(fang)向(xiang)）以(yi)及平面方(fang)向(xiang)即X-Y方(fang)向(xiang)的(de)(de)分(fen)辨率是以(yi)dpi（像素(su)每英寸）或者微(wei)米(mi)來計算(suan)的(de)(de)。一(yi)般的(de)(de)厚(hou)度(du)為(wei)100微(wei)米(mi)，即 0.1毫(hao)米(mi)，也有(you)部分(fen)打(da)(da)(da)印機(ji)(ji)如Objet Connex 系(xi)列(lie)還(huan)有(you)三維(wei) Systems' ProJet 系(xi)列(lie)可以(yi)打(da)(da)(da)印出16微(wei)米(mi)薄的(de)(de)一(yi)層。而(er)平面方(fang)向(xiang)則可以(yi)打(da)(da)(da)印出跟激光打(da)(da)(da)印機(ji)(ji)相(xiang)近的(de)(de)分(fen)辨率。打(da)(da)(da)印出來的(de)(de)“墨水滴”的(de)(de)直徑通常為(wei)50到(dao)100個(ge)微(wei)米(mi)。 用傳統方(fang)法制造出一(yi)個(ge)模型通常需要數(shu)小時到(dao)數(shu)天，根據模型的(de)(de)尺(chi)寸以(yi)及復雜(za)程(cheng)度(du)而(er)定。而(er)用三維(wei)打(da)(da)(da)印的(de)(de)技術則可以(yi)將(jiang)時間(jian)縮短(duan)為(wei)數(shu)個(ge)小時，當然(ran)其(qi)是由打(da)(da)(da)印機(ji)(ji)的(de)(de)性(xing) 能以(yi)及模型的(de)(de)尺(chi)寸和復雜(za)程(cheng)度(du)而(er)定的(de)(de)。

傳統的制造(zao)技(ji)術如注(zhu)塑法可以(yi)(yi)以(yi)(yi)較低的成本大(da)量制造(zao)聚合物產(chan)品(pin)，而三維打印技(ji)術則可以(yi)(yi)以(yi)(yi)更快，更有彈性以(yi)(yi)及更低成本的辦法生產(chan)數量相(xiang)對(dui)較少的產(chan)品(pin)。一(yi)個(ge)桌面尺(chi)寸的三維打印機就可以(yi)(yi)滿足設(she)計(ji)者或概念開發(fa)小組制造(zao)模型的需要(yao)。

3D打印機的完成

目前(qian)(qian)三(san)維(wei)打印(yin)機(ji)的(de)分辨率(lv)對大多數應用(yong)來說已經足夠（在彎曲的(de)表面(mian)可(ke)(ke)能(neng)會比較粗糙(cao)，像圖(tu)像上的(de)鋸齒一(yi)樣），要獲得(de)更高(gao)分辨率(lv)的(de)物(wu)(wu)品(pin)可(ke)(ke)以通過(guo)如下(xia)方法：先用(yong)當前(qian)(qian)的(de)三(san)維(wei)打印(yin)機(ji)打出稍(shao)大一(yi)點的(de)物(wu)(wu)體，再稍(shao)微經過(guo)表面(mian)打磨即可(ke)(ke)得(de)到表面(mian)光滑(hua)的(de)“高(gao)分辨率(lv)”物(wu)(wu)品(pin)。

有(you)(you)(you)些技(ji)術可以(yi)同時(shi)(shi)使用(yong)多種材料進行打印(yin)。有(you)(you)(you)些技(ji)術在(zai)(zai)打印(yin)的(de)過程中(zhong)還會用(yong)到支撐(cheng)物(wu)(wu)，比如(ru)在(zai)(zai)打印(yin)出一些有(you)(you)(you)倒掛狀的(de)物(wu)(wu)體時(shi)(shi)就需要(yao)用(yong)到一些易(yi)于除去(qu)的(de)東西（如(ru)可溶的(de)東西）作(zuo)為支撐(cheng)物(wu)(wu)。

3D打印技術支撐

許多相互競爭的(de)(de)(de)(de)技術是可用(yong)的(de)(de)(de)(de)。它們的(de)(de)(de)(de)不同之處在于以不同層(ceng)構建創建部件，并(bing)且以可用(yong)的(de)(de)(de)(de)材(cai)(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)方式。一(yi)些方法(fa)利用(yong)熔化(hua)(hua)或軟(ruan)化(hua)(hua)可塑性(xing)材(cai)(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)方法(fa)來制造打印(yin)的(de)(de)(de)(de)“墨水”，例(li)如：選擇性(xing)激光燒結（selective laser sintering，SLS）和(he)混合沉(chen)積(ji)建模（fused deposition modeling，FDM），還(huan)有(you)(you)一(yi)些技術是用(yong)液(ye)體材(cai)(cai)(cai)料(liao)作為打印(yin)的(de)(de)(de)(de)“墨水”的(de)(de)(de)(de)，例(li)如：立(li)體光固化(hua)(hua)成(cheng)型法(fa)（stereolithography，SLA）、分層(ceng)實體制造（laminated object manufacturing，LOM）。每種(zhong)技術都(dou)有(you)(you)各(ge)自的(de)(de)(de)(de)優缺點(dian)，因而一(yi)些公司會提(ti)供(gong)多種(zhong)打印(yin)機(ji)以供(gong)選擇。一(yi)般(ban)來說(shuo)，主要的(de)(de)(de)(de)考慮因素是打印(yin)的(de)(de)(de)(de)速度和(he)成(cheng)本，三維打印(yin)機(ji)的(de)(de)(de)(de)價(jia)格，物(wu)體原型的(de)(de)(de)(de)成(cheng)本，還(huan)有(you)(you)材(cai)(cai)(cai)料(liao)以及(ji)色彩的(de)(de)(de)(de)選擇和(he)成(cheng)本。

可以(yi)直接打(da)印金屬(shu)的(de)打(da)印機價格昂貴。有時(shi)候人們會(hui)先(xian)使用普通(tong)的(de)三維(wei)打(da)印機來制作(zuo)模(mo)具(ju)(ju)，然后用這些模(mo)具(ju)(ju)制作(zuo)金屬(shu)部件。

3D打印機分類

根(gen)據3D打(da)印(yin)機的價格、3D打(da)印(yin)成本(ben)、打(da)印(yin)精度、材料、工藝等，3D打(da)印(yin)機主要分為(wei)家(jia)用(yong)和(he)商用(yong)3D打(da)印(yin)機、工業級別3D打(da)印(yin)機。