3D打印機(ji)是(shi)什么

3D打印機（3D Printers）是一位名為恩里科·迪尼（Enrico Dini）的發明家設計的一種神奇的打印機，它不(bu)僅可以“打(da)印(yin)”出(chu)一幢完(wan)整的建筑，甚(shen)至可以在航天飛船中給宇航員打(da)印(yin)任(ren)何所需的物品。

目(mu)前，3D打印已(yi)經成為一種潮流，并開始廣泛應用在設計領域，尤其是(shi)工業設計，數(shu)碼產品開模等(deng)，可(ke)以在數(shu)小時內完(wan)成一個模具的打印，節約了很多產品到市場(chang)的開發時間。

3D打印機工作原理

3D打(da)(da)印機(ji)又稱三(san)維(wei)打(da)(da)印機(ji)，是(shi)一(yi)(yi)種(zhong)(zhong)累積制造(zao)技術，即快速成形技術的(de)一(yi)(yi)種(zhong)(zhong)機(ji)器(qi)，它(ta)是(shi)一(yi)(yi)種(zhong)(zhong)數(shu)字模(mo)型文(wen)件為基(ji)礎，運用特殊(shu)蠟材、粉末狀(zhuang)金屬或塑料等可粘合材料，通過打(da)(da)印一(yi)(yi)層層的(de)粘合材料來(lai)(lai)制造(zao)三(san)維(wei)的(de)物體(ti)。現(xian)階段三(san)維(wei)打(da)(da)印機(ji)被用來(lai)(lai)制造(zao)產品。逐層打(da)(da)印的(de)方式(shi)來(lai)(lai)構造(zao)物體(ti)的(de)技術。3D打(da)(da)印機(ji)的(de)原理是(shi)把數(shu)據和原料放(fang)進3D打(da)(da)印機(ji)中，機(ji)器(qi)會按照程序(xu)把產品一(yi)(yi)層層造(zao)出來(lai)(lai)。

3D打(da)印(yin)(yin)機堆(dui)疊薄(bo)層的形式有(you)多(duo)種(zhong)多(duo)樣(yang)。3D打(da)印(yin)(yin)機與傳統打(da)印(yin)(yin)機最大(da)的區(qu)別在于它(ta)使用(yong)(yong)的“墨水”是實(shi)實(shi)在在的原材料，堆(dui)疊薄(bo)層的形式有(you)多(duo)種(zhong)多(duo)樣(yang)，可用(yong)(yong)于打(da)印(yin)(yin)的介質(zhi)種(zhong)類多(duo)樣(yang)，從(cong)繁多(duo)的塑料到金(jin)屬、陶瓷以及(ji)橡膠(jiao)類物(wu)質(zhi)。有(you)些打(da)印(yin)(yin)機還(huan)能結合不同介質(zhi)，令打(da)印(yin)(yin)出來的物(wu)體一頭堅(jian)硬而另 一頭柔軟。

1、有(you)些(xie)3D打印(yin)機使用(yong)(yong)“噴(pen)墨”的方式。即使用(yong)(yong)打印(yin)機噴(pen)頭將一層(ceng)極薄(bo)的液(ye)態塑(su)料物質噴(pen)涂(tu)(tu)在(zai)鑄模(mo)托盤上，此涂(tu)(tu)層(ceng)然后(hou)被(bei)置于紫外線下進行處理。之后(hou)鑄模(mo)托盤下降極小的距離，以供下一層(ceng)堆疊上來。

2、還有(you)的使用一種叫做“熔積成型(xing)”的技術(shu)，整個流(liu)程是在噴(pen)頭內熔化塑料，然后通過(guo)沉積塑料纖維(wei)的方(fang)式才形(xing)成薄(bo)層。

3、還有一些(xie)系統使用一種叫做“激光燒結”的技術，以粉(fen)(fen)末微粒(li)作為打印介質。粉(fen)(fen)末微粒(li)被噴(pen)撒在鑄(zhu)模托盤上(shang)形成一層極薄的粉(fen)(fen)末層，熔鑄(zhu)成指定形狀，然后由(you)噴(pen)出的液態粘合劑進(jin)行(xing)固化。

4、有的則是利用(yong)(yong)真空中的電子(zi)流熔(rong)化(hua)粉末微(wei)粒，當遇(yu)到包(bao)含(han)孔洞及懸(xuan)臂這(zhe)(zhe)樣的復雜結構時，介(jie)質中就需要(yao)加入凝膠(jiao)劑(ji)或其他物(wu)質以提供(gong)支撐(cheng)或用(yong)(yong)來(lai)占據空間。這(zhe)(zhe)部分(fen)粉末不會(hui)被熔(rong)鑄，最后只需用(yong)(yong)水或氣流沖洗掉支 撐(cheng)物(wu)便可形(xing)成孔隙(xi)。

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3D打印機的工作過程

打印(yin)機(ji)通過讀(du)取文(wen)件中的(de)橫(heng)截面(mian)信息，用(yong)液體狀、粉狀或片狀的(de)材料將這些(xie)截面(mian)逐層(ceng)地打印(yin)出來(lai)，再將各層(ceng)截面(mian)以(yi)各種方式粘合起(qi)來(lai)從而制造出一(yi)個實體。這種技術的(de)特(te)點在于其幾乎(hu)可以(yi)造出任何(he)形狀的(de)物品。

3D打印(yin)(yin)機(ji)打出(chu)(chu)的(de)(de)截(jie)面的(de)(de)厚(hou)度(du)（即(ji)Z方(fang)向）以(yi)(yi)(yi)及平(ping)面方(fang)向即(ji)X-Y方(fang)向的(de)(de)分(fen)辨率是(shi)以(yi)(yi)(yi)dpi（像素每(mei)英寸）或(huo)者微米來計(ji)算的(de)(de)。一(yi)般的(de)(de)厚(hou)度(du)為100微米，即(ji) 0.1毫米，也有部分(fen)打印(yin)(yin)機(ji)如Objet Connex 系列還有三維 Systems' ProJet 系列可以(yi)(yi)(yi)打印(yin)(yin)出(chu)(chu)16微米薄的(de)(de)一(yi)層。而(er)平(ping)面方(fang)向則(ze)可以(yi)(yi)(yi)打印(yin)(yin)出(chu)(chu)跟激(ji)光打印(yin)(yin)機(ji)相近的(de)(de)分(fen)辨率。打印(yin)(yin)出(chu)(chu)來的(de)(de)“墨水(shui)滴”的(de)(de)直徑(jing)通常為50到(dao)100個(ge)微米。 用(yong)傳統方(fang)法(fa)制造出(chu)(chu)一(yi)個(ge)模(mo)型(xing)(xing)通常需要數小(xiao)時(shi)(shi)到(dao)數天，根據模(mo)型(xing)(xing)的(de)(de)尺(chi)寸以(yi)(yi)(yi)及復(fu)雜程度(du)而(er)定。而(er)用(yong)三維打印(yin)(yin)的(de)(de)技術則(ze)可以(yi)(yi)(yi)將(jiang)時(shi)(shi)間縮(suo)短為數個(ge)小(xiao)時(shi)(shi)，當(dang)然其是(shi)由(you)打印(yin)(yin)機(ji)的(de)(de)性 能以(yi)(yi)(yi)及模(mo)型(xing)(xing)的(de)(de)尺(chi)寸和復(fu)雜程度(du)而(er)定的(de)(de)。

傳統的制(zhi)造(zao)技(ji)(ji)術如(ru)注(zhu)塑法可(ke)以以較低(di)的成本大量制(zhi)造(zao)聚(ju)合物產品，而三維打印技(ji)(ji)術則(ze)可(ke)以以更(geng)快，更(geng)有彈性以及更(geng)低(di)成本的辦法生產數量相對較少的產品。一個桌面尺寸的三維打印機就(jiu)可(ke)以滿足設(she)計者或概念開發小(xiao)組制(zhi)造(zao)模(mo)型(xing)的需(xu)要。

3D打印機的完成

目前三維(wei)打(da)印機的分辨(bian)率對大多數(shu)應用來說已經足夠（在彎曲的表(biao)面(mian)可能會比較粗(cu)糙，像圖像上的鋸齒(chi)一樣(yang)），要獲得更(geng)高分辨(bian)率的物品(pin)可以通過如(ru)下(xia)方(fang)法：先用當(dang)前的三維(wei)打(da)印機打(da)出稍(shao)大一點的物體(ti)，再稍(shao)微經過表(biao)面(mian)打(da)磨即(ji)可得到(dao)表(biao)面(mian)光滑的“高分辨(bian)率”物品(pin)。

有(you)些(xie)(xie)技(ji)術可以同時使用(yong)(yong)多種材(cai)料(liao)進(jin)行打印。有(you)些(xie)(xie)技(ji)術在(zai)打印的(de)過程中還會用(yong)(yong)到支撐物(wu)(wu)，比(bi)如在(zai)打印出一些(xie)(xie)有(you)倒掛狀的(de)物(wu)(wu)體(ti)時就需要用(yong)(yong)到一些(xie)(xie)易于(yu)除去的(de)東西（如可溶的(de)東西）作為支撐物(wu)(wu)。

3D打印技術支撐

許多相互競爭的(de)(de)(de)(de)(de)技(ji)術是(shi)可用的(de)(de)(de)(de)(de)。它(ta)們(men)的(de)(de)(de)(de)(de)不同之處在于以不同層構建(jian)(jian)創建(jian)(jian)部件(jian)，并且以可用的(de)(de)(de)(de)(de)材料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)(fang)式。一些方(fang)(fang)法利用熔(rong)化(hua)(hua)或軟化(hua)(hua)可塑性(xing)材料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)(fang)法來制造打(da)印的(de)(de)(de)(de)(de)“墨水”，例如：選(xuan)擇性(xing)激光燒結（selective laser sintering，SLS）和混合沉積建(jian)(jian)模（fused deposition modeling，FDM），還有一些技(ji)術是(shi)用液體材料(liao)作為打(da)印的(de)(de)(de)(de)(de)“墨水”的(de)(de)(de)(de)(de)，例如：立體光固化(hua)(hua)成型法（stereolithography，SLA）、分層實體制造（laminated object manufacturing，LOM）。每種技(ji)術都有各自的(de)(de)(de)(de)(de)優缺點，因而一些公司會提供多種打(da)印機以供選(xuan)擇。一般(ban)來說(shuo)，主要的(de)(de)(de)(de)(de)考(kao)慮因素是(shi)打(da)印的(de)(de)(de)(de)(de)速度(du)和成本(ben)，三維打(da)印機的(de)(de)(de)(de)(de)價格，物(wu)體原(yuan)型的(de)(de)(de)(de)(de)成本(ben)，還有材料(liao)以及色彩(cai)的(de)(de)(de)(de)(de)選(xuan)擇和成本(ben)。

可以直(zhi)接(jie)打(da)印(yin)(yin)金屬的打(da)印(yin)(yin)機價格(ge)昂貴。有時候人(ren)們會先使用(yong)普通的三(san)維打(da)印(yin)(yin)機來制作(zuo)模(mo)具，然后(hou)用(yong)這些模(mo)具制作(zuo)金屬部件(jian)。

3D打印機分類

根據3D打(da)印機(ji)的(de)價格、3D打(da)印成本、打(da)印精度(du)、材料、工(gong)藝等(deng)，3D打(da)印機(ji)主要分為家(jia)用(yong)和商用(yong)3D打(da)印機(ji)、工(gong)業級別3D打(da)印機(ji)。