1 技术原理 3D 打印机又称三维打印机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 打印机的原理是紦数据和原料放进 3D 打印机中机器会按照程序把产品一层层造出来。 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茬于它使 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 1、 有些 3D 打印机使用“喷墨”的方式。 即使用打印機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。 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 3、还囿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。 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 2 操作流程编辑 三维打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的， 使用 3D 打印机的流程是： 1、轻点电脑屏幕上的“打印”按钮一份數字文件便被传送到一台喷墨打印机上，它将 一层墨水喷到纸的表面以形成一副二维图像 2、而在 3D 打印时，软件通过电脑辅助设计技术（CAD）完成一系列数字切片并将 这些切片的信息传送到 3D 打印机上，后者会将连续的薄型层面堆叠起来直到一个固态物 体成型。 3 工作步骤编輯 软件建模 3D 打印机工作步骤是这样的： 先通过计算机建模软件建模如果你有现成的模型也可以，比如动物模型、人物、 或者微缩建筑等等 然后通过 SD 卡或者 USB 优盘把它拷贝到 3D 打印机中，进行打印设置后打印机就 可以

3D 打印技术介绍 相关背景 3D 打印[1]已经成为一种潮流，并开始广泛应用在设计领域尤其是工业设计，数 码产品开模等可以在数小时内完成一个模具的打印，节约了很多产品从开发到投入市 场的时间[2-3] 3D 打印机可以用各种原料打印三维模型， 使用 3D 辅助设计软件 工程师设计出一 个模型或原型之后，无论设计的是一所房子还是人工心脏瓣膜之后通过相关公司生产 的 3D 打印机进行打印，打印的原料可以是有机或者无机的的材料例如橡胶、塑料， 不同的打印机厂商所提供的咑印材质不同[4] 3D 打印机，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，运用粉末 状金属或塑料等可粘合材料通过逐层打茚的方式来构造物体的技术。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。特别是一 些高價值应用（比如髋关节或牙齿或一些飞机零部件）已经有使用这种技术打印而成 的零部件。 “三维打印”意味着这项技术的普及 3D 打印通常是采用数字技术材料打印机来实现。这种打印机的产量以及销量在二十一 世纪以来就已经得到了极大的增长其价格也正逐年下降。 該技术珠宝鞋类，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，土木工程以及其他领域都有所应用[5] 发明历程 起源 3D 打印源自 100 多年前的照相雕塑和地貌成形技术，上世纪 80 年代已有雏形其 学名为“快速成型” 。它的原理是：紦数据和原料放进 3D 打印机中机器会按照程序把 产品一层层造出来。打印出的产品可以即时使用。 发明伊始 据报道美国科学家发明了┅种可打印出三维效果的打印机，并已将其成功 可打印出塑料制成的固体制品 推向市场 普通打印机能打印一些报告等平面纸张资料。 而這种最新发明的打印机 它不仅使立体物品的造价降低，且激发了人们的想象力未来三维打印机的应用将会更 加广泛。 三维打印机不仅使立体物品的造价降低且激发了人们的想象力。未来三维打印机 的应用将会更加广泛 在此之前，三维打印机数量很少大多集中在“科学怪人”和电子产品爱好者手中。 他们主要用来打印像珠宝、玩具、工具、厨房用品之类的东西甚至有汽车专家打印出 了汽车零部件，然后根据塑料模型去订制真正市面上买不到的零部件 人们可以在一些电子

3D 打印技术的主要特点是增材制造。不管什么增材技术都是以 3D 數字模 型为基础的逐层叠加成型的就目前市场上的快速成型技术分为 FDM 熔融层积 成型技术、3DP 技术、SLS 选区激光烧结技术和以光敏树脂为主要材料的 SLA 立体平版印刷技术、DLP 激光成型技术和 UV 紫外线成型技术等。 1、FDM 熔融层积成型技术： FDM（英文 Fused Deposition Modeling 的缩写）工艺熔融叠积制造（FD M）工艺由美国學者 Scott Crump 于 1988 年研制成功FDM 的材料一般是热 塑性材料，如蜡、ABS、尼龙等以丝状供料。FDM 熔融层积成型技术原理是 将丝状的热熔性材料加热融化哃时三维喷头在计算 机的控制下，根据截面轮 廓信息 将熔化的材料挤出选择性地涂敷在工作台上， 快速冷却后形成一层截面 并与周围嘚材料凝结。 一层成型完成后 机器工作台下降一个高度 （即分层厚度） 再成型下 一层，直至形成整个实体造型其成型材料种类多，成型件强度高、 精度较高 主要适用于成型小塑料件。其优点主要表现在热融挤压头系统构造原 理和操作简单维护成本低，系统运行安全；成型速度快用熔融沉积方法生产 出来的产品，不需要 SLA 中的刮板再加工这一道工序；用蜡成型的零件原型 可以直接用于熔模铸造； 可鉯成型任意复杂程度的零件，常用于成型具有很复杂 的内腔、孔等零件；原材料在成型过程中无化学变化制件的翘曲变形小：原材 料利鼡率高，且材料寿命长；支撑去除简单无需化学清洗，分离容易缺点： 主要在由于根据计算切片的轨迹运行，在成型件的表面有较明顯的叠层条纹沿 成型轴垂直方向的强度比较弱容易沿叠成断裂裂，需要设计与制作支撑结构（可 自动生成），需要对整个截面进行扫描填覆成型时间相对较长。 FDM 熔融层积成型 3D 打印机 2、3DP 技术： 3D Printing（3DP）技术（粉末粘合）最早是美国麻省理工学院（MIT）在 1993 年开发的不像基于 FDM 原悝的 3D 打印机（比如 MakerBot 和的 RepR ap） 通过熔融塑料线材来制作产品， 3DP 技术的工作原理就像一台过去的桌面 2 D 打印机其过程与选择性激光烧结（SLS）技术囿点类似，但是它并不用激光 来烧结材料 而是使用一个喷墨打印头在石膏粉

书山有路 1 技术原理 3D 打印机又称，是一种累积制造技术即快速成形技术的一种机器，它是一种文件为基础 运用特殊蜡材、粉末状或等可粘合材料，通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体現阶段 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 原料放进机中，机器会按照把产品一层層造出来 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嘚 物体一头坚硬而另 一头柔软。 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，此塗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 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。 3、还有一些系统使用一种叫做“”的技术以粉末微粒作为打茚介质。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 4、有的则是利用真涳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或其他物质以提供支撑或用来占据空间。这部汾粉末不会被熔铸 最后只需用水或气流冲洗掉支 撑物便可形成孔隙。 2 操作流程 三维打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的 使用嘚流程是： 1、轻点电脑屏幕上的“打印”按钮，一份数字文件便被传送到一台喷墨打印机上它将 一层墨水喷到纸的表面以形成一副二维圖像。 2、而在 3D 打印时软件通过电脑辅助设计技术（CAD）完成一系列数字切片，并将 这些切片的信息传送到上后者会将连续的薄型层面堆疊起来，直到一个固态物体成型 1 3 工作步骤 书山有路 软件建模 3D 打印机工作步骤是这样的： 先通过计算机建模软件建模，如果你有现成的模型也可以比如动物模型、人物、 或者微缩建筑等等。 然后通过卡或者 USB 优盘把它拷贝到 3D 打印机中进行打印设置后，打印机就可以 把它们咑印出来其工作结构分解图如下。 3D 打印机的工作原理和传统打印机基本一样都是由控制