3D打印概念

一、什么是3D打印

三维（3D）打印是一种增材制造技术，它将数字设计转化为物理设计。该过程包括铺设薄层材料，如液体或粉末状塑料、金属或水泥，然后将这些层融合在一起。3D打印的主要目标是将计算机设计转化为实际产品。它的工作原理是将塑料或金属等材料分层，直到产品生产出来。这可以用于创建从简单的表格到复杂的机器零件的所有内容。

二、3D打印基础知识

使用软件创建三维模型是三维打印的第一步。然后，该程序将对象的数字文件转换为3D打印机可以理解的数据。然后，打印机使用热塑性塑料、金属、玻璃、纸张或木材等材料将物品从数字形式转换为物理形式。

1.设计三维模型

首先制作一个数字三维模型。计算机辅助设计（CAD）软件可以用于生成此文件，也可以从网络资源下载。

2.切片或格式转换

使用切片软件，将三维模型划分为几个薄层，三维打印机使用每一层作为引导。如果是在资源网站下载的模型，可以使用NSDT 3DCONVERT工具，将模型格式转换为STL、3MF或AMF。

3.印刷

在读取切片模型后，3D打印机逐层构建对象。立体光刻（SLA）、选择性激光烧结（SLS）和熔丝制造（FFF）是三种应用最广泛的3D打印工艺。

4.后期处理

打印完成后可能需要进行后处理操作。为了改善成品外观，这可能包括打磨、涂覆涂层和移除支撑部件。

三、几种3D打印技术

1.熔融丝制造（FFF）或熔融沉积建模（FDM）

熔丝制造（FFF）是一种通过沉积熔融材料来逐层构建物体的挤出工艺。所使用的塑料与传统制造技术中发现的热塑性塑料相同，如ABS和尼龙。这是最常见和最实惠的3D打印技术。

2.立体光刻（SLA）

立体光刻（SLA）3D打印是应用最广泛的树脂3D打印技术，由于其能够在各种复杂材料中制造高精度、各向同性和防水的原型和最终使用的组件，具有精细的细节和光滑的表面光洁度，因此它越来越受欢迎。它能产生高度细致和平滑的印刷品。

3.选择性激光烧结（SLS）

选择性激光烧结是一种增材制造（AM）工艺，使用高功率激光将聚合物粉末的微观颗粒烧结成基于3D模型的固体结构。几十年来，SLS 3D打印一直是工程师和制造商的热门选择。它适用于生产功能性和耐用的零件。

4.数字光处理（DLP）

DLP（数字光处理）是一种用于快速生产光聚合物零件的3D打印技术。它与SLA非常相似，但有一个显著的区别——SLA机器使用激光跟踪一层，DLP机器使用投影光源一次固化整个层。类似于SLA，DLP通过使用光源（通常是投影仪）来固化液体树脂层。虽然它的分辨率可能比SLA稍低，但速度更快。

5.粘结剂喷射

粘合剂喷射程序使用两种材料：粉末和粘合剂。粘合剂起到了粉末层之间的粘合剂的作用。粘合剂通常是液体，而建筑材料是粉末。粘合剂被选择性地逐层沉积在粉末床上，形成固体物体。可以使用金属、沙子或陶瓷材料。

四、3D打印的应用

3D打印也越来越多地被用于科学仪器的设计和制造。3D打印技术还可以用于制造个人防护设备，通常被称为PPE，医务人员和实验室人员在治疗患者时佩戴该设备以保护自己免受感染。以下是一些例子。

1.原型制作

3D打印经常用于快速原型设计，使设计师能够快速迭代和测试他们的想法。

2.自定义

3D打印使生产个性化产品变得简单，如独特的手机壳、珠宝和矫形植入物。

3.医疗应用

解剖模型、牙科设备、假体，甚至组织和器官结构都是通过3D打印创建的。

4.艺术与设计

艺术家和设计师使用3D打印来创建详细的雕塑、装置和其他艺术表达。

5.教育

学生可以借助3D打印将困难的主题可视化，并将他们的想法付诸实践，这是一种有用的教育工具。

6.制造和工具

3D打印在一些行业中用于制造工具、夹具、夹具和最终用途物品。