3D打印全解析

    如今，3D打印成为各媒体争相报道的一大热点。1986年，3D打印技术正式现身，但直到20世纪90年代才被关注，应用也主要局限在工程、建筑业和制造业等领域。

    2012年7月，全球行业分析公司(GIA，Global Industry Analysts)发布报告称，预计3D打印机在2018年的业务额将达30亿美元，且该技术最大的市场在美国。不过，不出所料的话，和云计算一样，3D打印机很快也将成为中国企业争相抢占的领域。

    什么是3D打印？

    3D打印也叫桌面制造，它使用的原材料为粉末状。制作一个物体首先需要一个数字3D模式。数字3D模式通常以STL格式保存，再发送给打印机。“3D打印”层层印刷的原理和喷墨打印机类似。

    3D打印能在数小时内成形，它让设计人员和开发人员实现了从平面图到实体的飞跃。如今，从航空配件到玩具，几乎所有东西都离不开3D打印技术。由于它能打印出组装好的产品，因此它大大降低了组装成本。未来，它甚至可以挑战大规模生产方式。

    3D打印应用的技术

    很多技术能用于3D打印，它们之间最主要的区别在于层叠如何形成实体。SLS、FDM和SLA是3D打印应用最广的技术，其中SLS和FDM是利用融化或软化原材料来生产层叠物。

    一般来说，需要考虑的主要因素包括：速度、模型成本、3D打印机成本、原材料和色料的选择和成本等。

    3D打印简史

    1986年，Charles Hull开发了第一台商业3D印刷机。

    1993年，麻省理工学院获3D印刷技术专利。

    1995年，美国ZCorp公司从麻省理工学院获得唯一授权并开始开发3D打印机。

    2005年，市场上首个高清晰彩色3D打印机Spectrum Z510由ZCorp公司研制成功。

    2010年11月，世界上第一辆由3D打印机打印而成的汽车Urbee问世。

    2011年6月6日，发布了全球第一款3D打印的比基尼。

    2011年7月，英国研究人员开发出世界上第一台3D巧克力打印机。

    2011年8月，南安普敦大学的工程师们开发出世界上第一架3D打印的飞机。

    2012年11月，苏格兰科学家利用人体细胞首次用3D打印机打印出人造肝脏组织。

    3D打印的应用

    3D打印最重要的应用之一是在医疗行业，外科医生可应用3D打印技术制作出病人需要手术部位的实体模型。

    此外，3D打印技术还将影响诸多行业，如汽车、商业和工业设备、教育、建筑及消费品等行业，还包括娱乐业的游戏和电影业，艺术家还可使用3D打印机将他们的作品即时打印成型。

    什么是3D打印机？

    3D打印机打印出的物件是三维的，而一个三维模型是经过层层添加而制作。因此，这整个过程被称为“快速成型”或“3D印刷”。

    当前打印机的分辨率是328*328*606DPI(XYZ)到656*656*800DPI(XYZ)的超高分辨率。精度为每英寸0.025毫米到0.05毫米。模型大小可以达到737毫米*1257毫米*1504毫米。

    对个人家庭用户来说，3D打印机有以下几个缺点：一是成本高；二是打印模型耗时长；三是专业3D软件和3D模型设计的成本也很高。

    为解决这个问题，市场上已开发出简化的3D打印机供3D打印爱好者选择。它所用的材料很便宜，但不如商用3D打印机精确。

    3D打印机和快速成型机的区别

    3D打印机是快速成型机的简版，成本更低，功能少一些。而快速成型机是在汽车和航天产业使用了多年的一个传统方法。

    通常，3D打印机比快速成型机要轻巧，是办公的理想之选。它们的能耗更少，占地面积也更小，主要为少量复制尼龙或其他塑料材质的实物设计。这也意味着3D打印机打印出来的物体较小。快速成型机所形成的空间每边尺寸至少10英寸，而3D打印机则少于8英寸。但是，3D打印机具备快速成型机所有的功能，如验证设计、创造成型、远程信息共享等。

    3D打印机主要制造商

    商用3D打印机主要制造商包括Objet Geometries,Z Corporation，Stratasys，3DSystems等。家用3D打印机主要制造商有Reprap，Makerbot Industries，Ultimaker，Botmill，Fab@Home等。

    3D打印技术的原材料是什么？

    3D打印技术可以使用很多种材料，如ABS塑料、PLA、尼龙、玻璃填充聚胺、光固化材料、银、钛、钢、蜡、干膜和聚碳酸脂。