快速了解3D打印技術(shù)----3D打印科普100問（一）

為使各位網(wǎng)友更快速了解3D打印技術(shù)及應(yīng)用，3D打印行業(yè)網(wǎng)（http://www.1143d.com）小編特選編各3D打印群網(wǎng)友普遍關(guān)注的問題，精選100個(gè)問題以問答形式整理出來，希望能使欲了解3D打印技術(shù)的網(wǎng)友能快速認(rèn)知3D打印。 1、3D打印到底是什么？
答：3D打印（3D printing），即快速成型技術(shù)的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。3D打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)來實(shí)現(xiàn)的。過去其常在模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域被用于制造模型，現(xiàn)正逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造，已經(jīng)有使用這種技術(shù)打印而成的零部件。該技術(shù)在珠寶、鞋類、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑、工程和施工（AEC）、汽車，航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程以及其他領(lǐng)域都有所應(yīng)用。（摘自百度百科）
小編點(diǎn)評(píng)：通俗點(diǎn)講，2D打印是打印一個(gè)層，3D打印是將打印對(duì)象分層，逐層打印在一起現(xiàn)成立體物件。  
2、3D打印的歷史？
答：3D打印起源于19世紀(jì)末的美國，并在20世紀(jì)80年代得以發(fā)展和推廣。在20世紀(jì)80年代中期，SLS被在美國德州大學(xué)奧斯汀分校的卡爾Deckard博士開發(fā)出來并獲得專利，項(xiàng)目由DARPA贊助的。1979年，類似過程由RF Housholder得到專利，但沒有被商業(yè)化。 1995年，麻省理工創(chuàng)造了“三維打印”一詞，當(dāng)時(shí)的畢業(yè)生Jim Bredt和Tim Anderson修改了噴墨打印機(jī)方案，變?yōu)榘鸭s束溶劑擠壓到粉末床的解決方案，而不是把墨水?dāng)D壓在紙張上的方案。 1986年，Charles Hull開發(fā)了第一臺(tái)商業(yè)3D印刷機(jī)。 1993年，麻省理工學(xué)院獲3D印刷技術(shù)專利。 1995年，美國ZCorp公司從麻省理工學(xué)院獲得唯一授權(quán)并開始開發(fā)3D打印機(jī)。 2005年，市場(chǎng)上首個(gè)高清晰彩色3D打印機(jī)Spectrum Z510由ZCorp公司研制成功。 2010年11月，世界上第一輛由3D打印機(jī)打印而成的汽車Urbee問世。 2011年6月6日，發(fā)布了全球第一款3D打印的比基尼。 2011年7月，英國研究人員開發(fā)出世界上第一臺(tái)3D巧克力打印機(jī)。 2011年8月，南安普敦大學(xué)的工程師們開發(fā)出世界上第一架3D打印的飛機(jī)。 2012年11月，蘇格蘭科學(xué)家利用人體細(xì)胞首次用3D打印機(jī)打印出人造肝臟組織。 小編點(diǎn)評(píng)：3D打印屬于上世紀(jì)的技術(shù)，現(xiàn)在才逐步為世人認(rèn)知。   

3、3D打印主要使用什么技術(shù)？
答：3D打印的主流技術(shù)主要包括SLA、FDM、SLS、3DP、LOM。
SAL：（stereolithography，SLA），中文立體光刻造型技術(shù)、立體光固化成型法等 技術(shù)原理：用特定波長與強(qiáng)度的激光聚焦到光固化材料表面，使之由點(diǎn)到線，由線到面順序凝固，完成一個(gè)層面的繪圖作業(yè)，然后升降臺(tái)在垂直方向移動(dòng)一個(gè)層片的高度，再固化另一個(gè)層面。這樣層層疊加構(gòu)成一個(gè)三維實(shí)體。
技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)：      
SLA 技術(shù)的優(yōu)勢(shì) 光固化成型法是最早出現(xiàn)的快速原型制造工藝，成熟度高，經(jīng)過時(shí)間的檢驗(yàn)。 由CAD數(shù)字模型直接制成原型，加工速度快，產(chǎn)品生產(chǎn)周期短，無需切削工具與模具。 可以加工結(jié)構(gòu)外形復(fù)雜或使用傳統(tǒng)手段難于成型的原型和模具。 使CAD數(shù)字模型直觀化，降低錯(cuò)誤修復(fù)的成本。 為實(shí)驗(yàn)提供試樣，可以對(duì)計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證與校核。 可聯(lián)機(jī)操作，可遠(yuǎn)程控制，利于生產(chǎn)的自動(dòng)化。 SLA 技術(shù)的缺陷 SLA系統(tǒng)造價(jià)高昂，使用和維護(hù)成本過高。 SLA系統(tǒng)是要對(duì)液體進(jìn)行操作的精密設(shè)備，對(duì)工作環(huán)境要求苛刻。 成型件多為樹脂類，強(qiáng)度，剛度，耐熱性有限，不利于長時(shí)間保存。 預(yù)處理軟件與驅(qū)動(dòng)軟件運(yùn)算量大，與加工效果關(guān)聯(lián)性太高。 軟件系統(tǒng)操作復(fù)雜，入門困難；使用的文件格式不為廣大設(shè)計(jì)人員熟悉。 小編點(diǎn)評(píng)：此類技術(shù)基本應(yīng)用在工業(yè)級(jí)，個(gè)人很少用，設(shè)備價(jià)格就是一個(gè)“貴”字概括。   
FDM: (FusedDeposition Modeling，F(xiàn)DM)。中文名稱熔融沉積成型。
技術(shù)原理：將絲狀(直徑約2 mm)的熱塑性材料通過噴頭加熱熔化，噴頭底部帶有微細(xì)噴嘴(直徑一般為0．2 ～0．6)，供材料以一定的壓力擠噴出來；同時(shí)噴頭沿水平方向移動(dòng)，而工作臺(tái)沿豎直方向移動(dòng)。這樣擠出的材料與前一個(gè)層面熔結(jié)在一起，一個(gè)層面沉積完成后，工作臺(tái)按預(yù)定的增量下降一個(gè)層的厚度，再繼續(xù)熔融沉積，直至完成整個(gè)實(shí)體造型。FDM工藝使用兩種材料：一種是沉積實(shí)體部分的成型材料；另一種是沉積空腔或懸臂部分的支撐材料。
優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：這種技術(shù)成型精度更高、成型實(shí)物強(qiáng)度更高、可以彩色成型。 缺點(diǎn)：成型后表面粗糙，目前不適合高精度的應(yīng)用。 小編點(diǎn)評(píng)：FDM就像擠牙膏那么簡單，現(xiàn)在市場(chǎng)上的桌面級(jí)3d打印機(jī)大多采用這種工藝。開源設(shè)備基本也采用此技術(shù)，最低的3000元即可搞定。   SLS：（selective laser sintering，SLS）中文名稱：選擇性激光燒結(jié)
該工藝由美國德克薩斯大學(xué)提出，于1992年開發(fā)了商業(yè)成型機(jī)。SLS利用粉末材料在激光照射下燒結(jié)的原理，由計(jì)算機(jī)控制層層堆結(jié)成型。SLS技術(shù)同樣是使用層疊堆積成型，所不同的是，它首先鋪一層粉末材料，將材料預(yù)熱到接近熔化點(diǎn)，再使用激光在該層截面上掃描，使粉末溫度升至熔化點(diǎn)，然后燒結(jié)形成粘接，接著不斷重復(fù)鋪粉、燒結(jié)的過程，直至完成整個(gè)模型成型。
優(yōu)缺點(diǎn): 優(yōu)點(diǎn)：成品精度好、強(qiáng)度高，但是最主要的優(yōu)勢(shì)還是在于金屬成品的制作。激光燒結(jié)可以直接燒結(jié)金屬零件，也可以間接燒結(jié)金屬零件，最終成品的強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其他3D打印技術(shù) 缺點(diǎn)：粉末燒結(jié)的表面粗糙，需要后期處理，其次使用大功率激光器，除了本身的設(shè)備成本，還需要很多輔助保護(hù)工藝，整體技術(shù)難度較大，制造和維護(hù)成本非常高，普通用戶無法承受，所以目前應(yīng)用范圍主要集中在高端制造領(lǐng)域，而目前尚未有桌面級(jí)SLS 3D打印機(jī)開發(fā)的消息，要進(jìn)入普通民用領(lǐng)域，可能還需要一段時(shí)間。     
3DP:（Three Dimensional Printing and Gluing,3DP）中文名稱：三維粉末粘接
最早由美國麻省理工學(xué)院 (MIT) 于 1993 年開發(fā)。該技術(shù)通過使用液態(tài)連結(jié)體將鋪有粉末的各層固化，以創(chuàng)建三維實(shí)體原型�；�于 3DP 技術(shù)，美國Z Corp公司開發(fā)了3d打印成型機(jī)。 3d打印機(jī)使用標(biāo)準(zhǔn)噴墨打印技術(shù)，通過將液態(tài)連結(jié)體鋪放在粉末薄層上，逐層創(chuàng)建各部件。與2d平面打印機(jī)在打印頭下送紙不同，3d打印機(jī)是在一層粉末的上方移動(dòng)打印頭，打印橫截面數(shù)據(jù)。 彩色3d打印機(jī)打印成型的樣品模型與實(shí)際產(chǎn)品具有同樣的色彩。您可以將彩色分析結(jié)果直接描繪在模型上，或者注釋并標(biāo)記設(shè)計(jì)更改，以便進(jìn)一步增強(qiáng)模型樣品所傳遞的信息值。
優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)： （1）成型速度快，成型材料價(jià)格低，適合做桌面型的快速成型設(shè)備。 （2）在粘結(jié)劑中添加顏料，可以制作彩色原型，這是該工藝最具競爭力的特點(diǎn)之一。 （3）成型過程不需要支撐，多余粉末的去除比較方便，特別適合于做內(nèi)腔復(fù)雜的原型。 另外此技術(shù)最大優(yōu)點(diǎn)是能直接打印彩色，無需后期上色。目前市面上打印人像的基本采用次技術(shù)。 缺點(diǎn)：強(qiáng)度較低，只能做概念型模型，而不能做功能性試驗(yàn)。  

4、3D打印機(jī)能打印什么？
答：理論上講，3D打印機(jī)能打印所有物體，大到飛機(jī)零件，小到個(gè)人用的杯子、玩具。只要能建模型，一切物體皆能打印。但這只是理論上的說法，現(xiàn)有技術(shù)及成本所限，尤其是材料限制，3D打印目前最多的打印工業(yè)所需的模具等，部分能打印出汽車、人體器官等，不過基本屬于概念性的，離實(shí)際即打即用還比較遠(yuǎn)。
小編點(diǎn)評(píng)：一切皆能打印，我能，只是夢(mèng)想是美好的，現(xiàn)在還是殘酷的，屌絲們指望能打個(gè)蒼姐出來還是不現(xiàn)實(shí)的。   5、3D打印主要用什么材料？
答：每種技術(shù)使用不同材料，且基本不能通用，F(xiàn)DM方式打印機(jī)材料就是工程塑料（PLA,ABS),SLA打印方式的打印機(jī)材料是光敏樹脂，SLS打印方式的打印機(jī)材料是粉末類的，有塑膠粉末，石膏粉末，金屬粉末。3DP使用的高性能復(fù)合材料。 小編點(diǎn)評(píng)：除非你想做材料銷售商，這方面你就不用太多關(guān)注了，你買機(jī)器自然有相關(guān)材料提供。進(jìn)口國產(chǎn)的皆有，豐儉由人，自由選擇。  6、想打印一個(gè)物件，需要什么文件？
答：和普通平面打印一樣，你需要準(zhǔn)備一個(gè)文件，即3D打印模型文件，普通打印使用WORD、Photoshop等設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)文件，而3D打印需要使用3ds Max等3D軟件來建模，一般市面上的3D建模軟件都可以應(yīng)用到3D打印。 小編點(diǎn)評(píng)：工業(yè)級(jí)的應(yīng)用一般都已經(jīng)使用3D軟件建立了模型，可以快速轉(zhuǎn)換后進(jìn)行3D打印，但民用的目前還未能大規(guī)模啟動(dòng)。有多少屌絲能熟練使用3D軟件做一個(gè)戒指的模型打印出來送給隔壁的妹紙呢。  7、不會(huì)建模如何玩3D打�。�
答：純粹的屌絲級(jí)問題，國外已經(jīng)有用意念打印3D物件了，不過那是神話，我們還是老老實(shí)實(shí)找個(gè)懂行的人來建模，不過在這個(gè)神奇的國度，網(wǎng)上有非常多的現(xiàn)成模型供你下載直接打印，如3D打印行業(yè)、微小網(wǎng)等，國外的thingiverse網(wǎng)站也有海量的模型庫下載，送給妹紙一個(gè)打印出來的戒指，她才不管你是自己做的模型還是下載的呢。   8、什么叫工業(yè)級(jí)和民用級(jí)？
答：通常劃分是工業(yè)級(jí)和民用級(jí)，民用級(jí)一般也叫桌面級(jí)。通常超大幅面的價(jià)格賊貴的稱之為工業(yè)級(jí)，一般使用SLS、3DP等技術(shù)，如Objet1000、Zprint系列的設(shè)備。主要應(yīng)用于汽車、國防航空航天、工業(yè)機(jī)械、消費(fèi)品、家電等工業(yè)領(lǐng)域。桌面級(jí)的一般是小幅面的在20x20x20cm左右的。也可以叫個(gè)人級(jí)。大部分使用的是FDM技術(shù)。     9、3D打印機(jī)能打印多大的物件？
答：工業(yè)級(jí)的一次成型的目前國內(nèi)大連理工大學(xué)與大連優(yōu)利特科技發(fā)展有限公司共同研發(fā)的據(jù)稱能打印最大尺寸1.8米，還在調(diào)試中，而武漢華中科技大學(xué)的能打印1.2米，都號(hào)稱全世界最大的3D打印幅面。 一般工業(yè)級(jí)如Objet1000能打印1000 x 800 x 500毫米寬幅的成型產(chǎn)品。桌面級(jí)的一般都在20x20x20cm左右。   10、3D打印機(jī)的價(jià)格是多少？
答：最低3000元，最高的嘛？無封頂，千萬級(jí)的也有。工業(yè)級(jí)的一般在50萬以上，民用級(jí)的淘寶上3000元起步，萬元左右的是主流產(chǎn)品。