3D打印技術（英語：3D printing），即快速成形技術的一種，它是一種數字模型文件為基礎，運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造物體的技術。過去其常在模具制造、工業設計等領域被用于制造模型，現正逐漸用于一些産品的直接制造。特别是一些高價值應用（比如髋關節或牙齒，或一些飛機零部件）已經有使用這種技術打印而成的零部件。

3D打印技術出現在20世紀90年代中期，實際上是利用光固化和紙層疊等技術的最新快速成型裝置。它與普通打印工作原理基本相同，打印機内裝有液體或粉末等“打印材料”，與電腦連接後，通過電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來，最終把計算機上的藍圖變成實物。這打印技術稱為3D立體打印技術。

3D打印快速成型的技術特點有：

1、制造快速

3D打印技術是并行工程中進行複雜原型或者零件制造的有效手段，能使産品設計和模具生産同步進行，從而提高企業研發效率，縮短産品設計周期，極大的降低了新品開發的成本及風險，對于外形尺寸較小，異形的産品尤其适用。

2、CAD/CAM技術的集成

設計制造一體化一直來說是一個難點，計算機輔助工藝（CAPP）在現階段由于還無法與CAD、CAM完全的無縫對接，這也是制約制造業信息化一直以來的難點之一，而3D打印技術集成CAD、CAM、激光技術、數控技術、化工、材料工程等多項技術，使得設計制造一體化的概念完美實現。

3、完全再現三維數據

經過快速成型制造完成的零部件，完全真實的再現三維造型，無論外表面的異形曲面還是内腔的異形孔，都可以真實準确的完成造型，基本上不再需要再借助外部設備進行修複。

4、成型材料種類繁多

各類3D打印設備上所使用的材料種類有很多，樹脂、尼龍、塑料、石蠟、紙以及金屬或陶瓷的粉末，基本上滿足了絕大多數産品對材料的機械性能需求。

5、創造顯著的經濟效益

與傳統機械加工方式比較，開發成本上節約10倍以上，同樣，3D打印技術縮短了企業的産品開發周期，使的在新品開發過程中出現反複修改設計方案的問題大大減少，也基本上消除了修改模具的問題，創造的經濟效益是顯而易見的。

6、應用行業領域廣

3D打印技術經過這些年的發展，技術上已基本上形成了一套體系，同樣，可應用的行業也逐漸擴大，從産品設計到模具設計與制造，材料工程、醫學研究、文化藝術、建築工程等等都逐漸的使用3D打印技術，使得3D打印技術有着廣闊的前景。

常用3D打印技術

FDM(Fused DepositionModeling，熔融沉積)

SLA(Stereo LithographyApparatus，光敏樹脂選擇性固化)

SLS(Selective LaserSintering，粉末材料選擇性激光燒結)

3DP(3Three DimensionPrinting，3D噴射打印)

FDM(熔融沉積)

原理：将絲狀的熱熔性材料進行加熱融化，通過帶有微細噴嘴的擠出機把材料擠出來。熔融的絲材被擠出後随即會和前一層材料粘合在一起。一層材料沉積後工作台将按預定的增量下降一個厚度，然後重複以上的步驟直到工件完全成型。

FDM(熔融沉積)的優缺點

優點：

操作簡單，維護成本低，系統運行安全。可以使用無毒的原材料，設備系統可在辦公環境中安裝使用。

工藝幹淨、簡單、易于操作且不産生垃圾。

獨有的水溶性支撐技術，使得去除支撐結構簡單易行，可快速構建瓶狀或中空零件以及一次成型的裝配結構件。

原材料以材料卷的形式提供，易于搬運和快速更換。

可選用多種材料，如聚乳酸、各種色彩的工程塑料ABS、PA、PP、PE、PC、PPSF以及醫用ABS等。

缺點：

成型精度相對SLA工藝較低

成型表面光潔度不如SLA工藝。

成型速度相對較慢。

SLA/DLP(光固化技術 )

立體光固化成型工藝(Stereolithography Apparatus，SLA)，又稱立體光刻成型。該工藝最早由Charles W.Hull于1984年提出并獲得美國國家專利，是最早發展起來的3D打印技術之一。Charles W.Hull在獲得該專利後兩年便成立了3D Systems公司并于1988年發布了世界上第一台商用3D打印機SLA-250。SLA工藝也成為了目前世界上研究最為深入、技術最為成熟、應用最為廣泛的一種3D打印技術。

原理：液槽中會先盛滿液态的光敏樹脂，氦—镉激光器或氩離子激光器發射出的紫外激光束在計算機的操縱下按工件的分層截面數據在液态的光敏樹脂表面進行逐行逐點掃描，這使掃描區域的樹脂薄層産生聚合反應而固化從形成工件的一個薄層。

當一層樹脂固化完畢後，工作台将下移一個層厚的距離以使在原先固化好的樹脂表面上再覆蓋一層新的液态樹脂，刮闆将粘度較大的樹脂液面刮平然後再進行下一層的激光掃描固化。

SLA(光固化技術 )的優缺點

優點：

1.成型過程自動化程度高。

2.尺寸精度高,SLA原型的尺寸精度可以達到±0.02mm。

3.表面質量優良。

4.系統分辨率較高，可以制作結構比較複雜的模型或零件。

缺點：

1.零件較易彎曲和變形，需要支撐。

2.設備運轉及維護成本較高。

3.可使用的材料種類較少。

4.液态樹脂具有氣味和毒性，并且需要避光保護。

5.打印後零件較脆、易斷裂。

3.SLS /SLM( 粉末燒結技術 )

選擇性激光燒結工藝(Selective Laser Sintering，SLS)，該工藝最早是由美國德克薩斯大學奧斯汀分校的C.R.Dechard于1989年在其碩士論文中提出的，随後C.R.Dechard創立了DTM公司并于1992年發布了基于SLS技術的工業級商用3D打印機Sinterstation。

原理：選擇性激光燒結加工過程是采用鋪粉棍将一層粉末材料平鋪在已成型零件的上表面，并加熱至恰好低于該粉末燒結點的某一溫度，控制系統控制激光束按照該層的截面輪廓在粉末上掃描，使粉末的溫度升至熔化點，進行燒結，并與下面已成型的部分實現粘結。當一層截面燒結完成後，工作台下降一個層的厚度，鋪料輥又在上面鋪上一層均勻密實的粉末，進行新一層截面的燒結，直至完成整個模型。

SLS（選擇性激光燒結 )的優缺點

優點：

1.無需設計SLA模式那樣的支撐。

2.成型材料範圍廣。

3.成型産品強度較好，介于鑄造與鍛造之間

缺點：

1.設備成本非常高

2.成型過程中會産生有毒的氣體

3.成型表面較粗糙有配合的面需要二次處理

4.3DP( 3D 噴射打印技術 )

聚合物噴射技術是以色列Objet公司于2000年初推出的專利技術，PolyJet技術也是當前最為先進的3D打印技術之一，它的成型原理與3DP有點類似，不過噴射的不是粘合劑而是聚合成型材料。

原理：3D打印材料以超薄層被噴射到構建托盤上，用紫外線固化，并且可以同時噴射兩種不同機械特性的材料。完成一層的噴射打印和固化後，設備内置的工作台會極其精準地下降一個成型層厚，噴頭繼續噴射光敏聚合材料進行下一層的打印和固化。就這樣一層接一層，直到整個工件打印制作完成。

3DP(3D噴射打印技術)的優缺點

優點：

同時制作兩種及以上材料組合件。

皮革紋理清晰，尤其适合内飾件試制(方向盤、扶手、排檔等)。

密封條、密封圈試制。

一次性制作複雜分總成零件。

更細緻表現細節。

内外飾小模型制作。

缺點：

材料強度受限制

傳統加工與3D打印對比

3D打印技術的魅力在于它不需要在工廠操作，桌面打印機可以打印出小物品，而且人們可以将其放在辦公室一角、商店甚至房子裡；而自行車車架、汽車方向盤甚至飛機零件等大物品，則需要更大的打印機和更大的放置空間。

3D打印技術最突出的優點是無需機械加工或任何模具，就能直接從計算機圖形數據中生成任何形狀的零件，從而極大地縮短産品的研制周期，提高生産率和降低生産成本。

與傳統技術相比，3D打印技術還擁有如下優勢：通過摒棄生産線而降低了成本；大幅減少了材料浪費；而且還可以制造出傳統生産技術無法制造出的外形，讓人們可以更有效地設計出飛機機翼或熱交換器；另外，在具有良好設計概念和設計過程的情況下，3D打印技術還可以簡化生産制造過程，快速有效又廉價地生産出單個物品。

3D打印技術還有其他重要的優點。大多數金屬和塑料零件為了生産而設計，這就意味着它們會非常笨重，并且含有與制造有關但與其功能無關的剩餘物。3D打印技術不是這樣的。在三維打印技術中，原材料隻為生産所需要的産品，借用3D打印技術，團隊生産出的零件更加精細輕盈。當材料沒有了生産限制後，就能以最優化的方式來實現其功能，因此，與機器制造出的零件相比，打印出來的産品的重量要輕60%，并且同樣堅固。

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