3D打印：崛起中的智能制造方式【南極熊連載】

制造技術大致可分為三種方式。其一是減材制造，是指利用刀具或電化學的方法，去除不需要的材料，剩下的部分即是所需要的產(chǎn)品。其二是等材制造，是指利用模具控形，將液體或固體材料變?yōu)樗枰漠a(chǎn)品。這兩種方法是傳統(tǒng)的制造方法，例如鑄造技術從三千多年前的青銅器時代就開始使用。其三是近30年發(fā)展起來的3D打印技術，學名為增材制造，它是用材料逐層累積制造物體的方法。

1 技術原理

美國材料與測試協(xié)會增材制造技術委員會（ASTM F42）對增材制造的定義是：一種與減材制造相反，根據(jù)三維數(shù)據(jù)把材料集中一體的生產(chǎn)過程。按照這一權威定義，增材制造必須由數(shù)據(jù)驅(qū)動。3D打印技術是一系列增材制造技術的統(tǒng)稱，其基本原理都是疊層制造，即由快速原型機在X-Y軸坐標方向生成目標物體的截面形狀，然后在Z軸坐標間斷地作層面厚度的位移，最終形成三維制件。而在人類歷史的大部分時間里，我們通過切割原料或通過模具成型制造新的實體物品，例如鑄造（等材制造）或切削鉆孔（減材制造）。

大多數(shù)人第一次聽到3D打印時，他們就想到了傳統(tǒng)的桌面打印機。3D打印其實和傳統(tǒng)打印非常相似，都是由數(shù)據(jù)驅(qū)動硬件完成打印。通常來說，人們使用傳統(tǒng)技術的噴墨打印機進行打印，過程是這樣的：輕點電腦屏幕上的“打印”按鈕，一份數(shù)字文件便被傳送到一臺噴墨打印機上，接著打印機將一層墨水噴到紙的表面形成一副二維圖像。而使用3D打印機也是一樣，控制軟件會通過切片引擎（用于將立體模型分解成多個橫截面）完成一系列數(shù)字切片，然后將這些切片信息傳送到3D打印機上，后者會進行逐層打印，然后堆疊起來，直到一個固態(tài)物體成型。

就終端用戶的實際體驗而言，往往是感覺不到3D打印和傳統(tǒng)打印在制作流程上的不同，能感受到的最大區(qū)別在于使用的“墨水”是實實在在的原材料，正是因為這樣的相似，增材制造技術才會被形象地稱為3D打印技術。

      

普通打印機與3D打印機

其實兩者在打印材料和原理上存在著較大差異。3D打印材料可以分為金屬和非金屬兩大類，形態(tài)包括固態(tài)、液態(tài)、粉末等，每一類材料都對應一種或多種打印原理。對于設備用戶而言，3D打印和傳統(tǒng)打印的最主要的區(qū)別是電腦上要設計出的是一個完整的三維立體模型，然后再進行打印輸出。因此，3D打印在復雜程度上遠超傳統(tǒng)打印。

傳統(tǒng)打印與3D打印對比

3D打印流程一般包括數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)處理，打印和后處理四個步驟。前兩個步驟主要涉及軟件和光學成像技術，第三個步驟涉及材料、機械和電子。前三個步驟相輔相成，任何一個環(huán)節(jié)存在問題都會影響打印的最終結果。后處理步驟更多是采用傳統(tǒng)加工方式改善打印物品的外觀和特性。

由于打印步驟所涉及的技術和領域最廣泛，行業(yè)內(nèi)的關注點普遍集中在打印步驟。3D打印的核心技術大多也圍繞著這一步驟發(fā)展。

2  技術類別

3D打印技術發(fā)展至今，在最初的基礎上已經(jīng)衍生出幾十種打印技術，基于不同的原理有不同的分類方法。我們按不同的打印原理、所用耗材和成型原理的差異以及打印耗材種類，來列舉三種不同的分類方法。

ASTM F42增材制造技術委員會在其發(fā)布的《增材制造技術標準術語》（ASTM F2792-12a）把打印原理分為七大類。

3D打印技術分類（基于打印原理）

資料來源：ASTM

根據(jù)所用耗材形態(tài)和成型原理的差異，目前主流的3D打印技術大致可分為擠出熔融成型、粒狀物料成型、光聚合成型等三種類型。每個類型按成型技術的不同，又演化出多個種類。其中，熔融層積（FDM）屬于擠出熔融成型類，粒狀物料成型類包括直接金屬激光燒結（DMLS）、電子束熔融（EBM）、選擇性激光燒結（SLS）、選擇性熱燒結（SHS）、選擇性激光熔化成型（SLM），光聚合成型類則包括光固化成型（SLA）、數(shù)字光處理（DLP）、聚合物噴射（PI）。

隨著技術發(fā)展和市場需求不斷提高，基于典型3D打印技術衍生出了一些新的技術，比如石膏3D打?。≒P）、分層實體制造（LOM）、三維打?。?DP）、電子束自由成型制造（EBF）、激光凈形制造（LENS）等。

3D打印技術分類（基于物料形態(tài)和成型原理）

如果基于打印耗材種類的不同，3D打印技術又可分為非金屬3D打印技術和金屬3D打印技術。其中，F(xiàn)DM、SLA、DLP、3DP等屬于非金屬3D打印技術；SLM、DMLS、EBM等屬于金屬材料3D打印技術。

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我想学习3d打印技术

開心快樂 發(fā)表于 2017-3-9 21:07
我想學習3d打印技術

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開心快樂 發(fā)表于 2017-3-30 03:04
想實際參觀哪有展覽請?zhí)崾?/blockquote>

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開心快樂 發(fā)表于 2017-3-31 13:54
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Michaelhuangpo 發(fā)表于 2017-3-31 20:20
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謝謝熊友

Michaelhuangpo 發(fā)表于 2017-3-31 20:20
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Michaelhuangpo 發(fā)表于 2017-3-31 20:20
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