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　　3D打印是一个特别时髦的概念。这就像我们小时候听的那个儿童故事，叫咕咚来了，但是很少有人知道咕咚到底是个啥。你看，3D打印也有点像，现在是产业界很关注，政府各种扶持，资本界真金白银往里扔，媒体又各种热捧。

　　但是3D打印在精英阶层内部其实是有两种很分歧的观点的，有一派是热捧，有一派是认为它根本不重要。但不管怎么样，既然这么热，咱们还是得说道说道。

　　在这两派观点当中，其实各有它的领军人物和旗帜性的观点。比如说，在热捧派当中有这么一位，叫克里斯?安德森，是原来美国大名鼎鼎的《连线》杂志的总编，这个人是互联网界的一个理论大神，曾经创造了很多炙手可热的概念。

　　但是他在没到五十岁的时候，突然做了一个决定，决定离开互联网界，投身3D打印界，并且创业开办了一家公司。到2012年的时候，突然又捧出了这么一本书，叫《创客》，呼吁或者说预言第三次工业革命的爆发。所以这个判断都是非常乐观的。

　　可是反方面也有人认为3D打印不是什么了不起的事情，其中典型人物就是我们华人郭台铭先生，富士康的大老板。郭台铭说，如果3D打印要靠谱，我这郭字给它倒着写。那个东西能行的呀？又不能量产，材料又非常受局限，碰掉到地上还能打碎了，那个东西能比得上我这几万条流水线吗？

　　所以这两种观点我们很难说谁对谁错，因为发出这个声音的人都是人类的精英，他们都是根据自己的历史知识和现实视野做出来的判断，都一定他的道理。到底什么是3D打印，它给人类未来会带来什么样的改变，以及用何种方式带来改变。

　　那我们就先来说说什么是3D打印吧。这个D字其实就是英文dimension的首字母，就是维度的意思，二维就是平面，三维就是空间。我们小时候看庙会的时候有人画糖人，拿一个小勺，里面是融化的糖，在一个平面上画出各种图形，什么小猫、小狗，那其实就是最古老的3D打印嘛，虽然是一个平面，但是它毕竟在空间里面突起那么一小点，有点三维那个意思。

　　对，所谓3D打印呢，就是在这个基础上，用打印的技术一层一层地去堆叠材料，使它成为一个在三维空间当中的一个实体。核心就是两部分，第一部分喷嘴在前面滋啦滋啦喷，后面是一个计算机，里面有各种各样的数据模型，指挥这个喷嘴进行动作。它其实就是人类获得一个实体物品的制造方式。

　　原来的工业社会用的是什么方式呢？现在我们称之为叫减材制造，就是把原材料当中我们不需要的那部分抠掉，然后获得我们所需要的物品。

　　可是3D打印就不是这样啊，它是通过喷各种各样的材料，当然材料五花八门了，什么都有，有的是尼龙，有的是树脂，有的是塑料，还有很高级的，比如说喷钛金属，还有喷各种生物的分子的。但是不管怎么样，它都是用一种叫增材制造的方法，是用加法，从零开始一点一点堆出你想要的那个东西。

　　原来的工业制造有边角料的浪费的空间，但是3D打印把这个问题彻底解决了，在3D打印的工厂和实验室里，你绝对看不到边角料，有多少用多少，用多少备多少原材料。所以刚开始，我就是为它这点很省成本的特点很兴奋。后来再一看，3D打印还有好处，就是它可以制造非常复杂的图形。

　　但是万万没想到，有些专家在告诉我们，说3D打印真正的含义不是什么增材制造，而是用数据可以远程驱动的制造。你看，这个含义就不一样，甚至有人喊出了一句话，他们说3D打印是压在工业社会这头骆驼脊梁上的最后一根稻草，你听听。

　　这话啥意思？就是我们中国人，至少这一代人非常熟悉的工业社会的那个整个的场景，马上就要迎来一个终结者，那就是3D打印。

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　　本人在几年前，接触过3D打印机的开发工作，下面简单阐述一下，我对于3D打印机的一个理解，希望能对大家有帮助。

　　数字建模

　　首先我们需要借助三维设计软件，将我们需要打印的模型，通过三维设计软件（常用的三维建模软件有SolidWorks，PorE等）建模出来。

　　生成切片

　　建模出来的3D模型的文件，需要转换成3D打印机能够识别的文件，这就需要借助切片软件，将3D建模的文件转换成G-Code代码，G-Code也就是3D打印机能够识别的文件格式。

　　打印绘制

　　3D打印机读取SD卡中的G-Code文件，然后G-Code每行信息，然后控制喷头向X，Y，Z方向进行移动；与此同时，喷头也会把打印材料融化成丝状，一层层附着在打印台上。这样经过移动喷头，一层层材料堆积绘制，经过若干长时间，3D模型也就慢慢呈现在我们的面前了。

　　3D打印技术的特点，在于其几乎可以制造任意的三维实体，打印的产品是无缝衔接的，一体成型，结构之间的稳固性和连接强度要远远高于传统方法，而且不受产品结构和形状的限制。

　　3D打印机出来几十年，但在最近几年开发受到外界广泛关注，这是一件值得庆幸的事情。同时，也会加速3D打印产业的快速发展。

　　目前，随着3D打印技术逐渐成熟，房子，车子，人体器官等应用逐渐浮出水面，那么，对于未来任何实物，我们都可以想象，3D打印机都是有可能实现打印的。

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　　如果购买3D打印机最主要看使用需求和预算。一般情况下，FDM（熔融堆积）技术的3D打印机比较普遍，如果是自己玩或者公司采购用来打印一些小模型，可以考虑国产的3D打印机，售价相对比较便宜，几千块钱的设备稳定性不比国外大厂的差。而如果是对模型的外观样式要求较高，可以考虑SLA技术的3D打印机，打印精度一般在20-50微米左右，缺点就是不能做受力件，模型展示效果比FDM打印出来的要好很多，售价一般在1万元起步。

　　提醒一下：如果未来可能需要打印尺寸更大，精度更高的模型，那么可以购买几万元左右的3D打印机，省去后续的升级产品花费，提前谋划好。

　　3d打印机是3D增材制造技术用到的机器，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

　　首先通过3d设计软件，比如solidworks,UG,等软件。设计出来你所要制造的零件，导入到切片软件中，就把零件切成很多平面，每个平面又包含所有的路径信息。最后用到的就是3D打印机。3d打印机一层一层的把薄层打印出来，上一层覆盖在下一层上，并与之结合在一起，直到物件打印成形。

　　3维设计软件设计零件

　　切片软件把零件切成一层一层的数据

　　3D打印机按材料及成型方式不同有很多不同类型：

　　LOM，这是以涂有热熔粘b合剂的纸张层叠、激光切割轮廓来成型的形式；

　　SLA/DLP，利用液体光敏树脂在紫外光照射下能快速固化为固体的方法来成型；

　　SLS，激光选择性烧结成型（原料可以是塑料粉末、陶瓷粉末、金属粉末等）；

　　FDM，利用塑料丝熔融后逐层打印成型；

　　3DP，原料是粉末加树脂，可打印彩色；

　　我们比较常见的是SLA/DLP打印机和FDM打印机。SLA/DLP打印机俗称光固化3d打印机，利用的是特定的树脂材料在紫外线照射下会变硬凝固，没有紫外线照射的话是液体的特性。SLA技术是第一代光固化主流技术，它在国内有多种翻译叫法，如立体光刻、立体印刷、光造型等等。SLA成型技术不仅世界上最早出现并实现商品化的一种快速成形技术，也是研究最深入、应用最广泛的快速成形技术之一。

　　SLA成型技术的基本原理，就是主要通过利用紫外激光（355nm或405nm）为光源，并用振镜系统来控制激光光斑扫描，激光束在液态树脂表面勾画出物体的第一层形状，然后制作平台下降一定的距离（0.05-0.025mm之间），再让固化层浸入液态树脂中，如此反复，最终完成实体打印。

　　SLA 3d打印机基本原理图

　　数字光处理DLP,是在SLA技术出现的十余年后才出现的，该技术也是业界公认的第二代光固化成型技术，距今也有20多年的发展历史了。DLP技术最早是由德州仪器开发出来的，主要是通过投影仪来逐层固化光敏聚合物液体，从而创建出3D打印对象的一种快速成型技术。

　　这种成型技术首先利用切片软件把模型切薄片，投影机播放幻灯片，每一层图像在树脂层很薄的区域产生光聚合反应固化，形成零件的一个薄层，然后成型台移动一层，投影机继续播放下一张幻灯片，继续加工下一层，如此循环，直达打印结束，所以不但成型精度高，而且打印速度也非常快。

　　DLP 3d打印机的基本原理

　　SLA和DLP使用的耗材都是光固化树脂，并且两种成型技术原理非常类似，因此业界把这两种3d打印机当成一种机器看待。但二者在很多方面其实仍然有差异的。

　　1.机械结构。DLP用的是投影仪的数字光源，而SLA用的是紫外线激光光源。

　　2.成型速度。由于DLP的工作原理是采用投影仪成片成片的来逐层固化光敏聚合物液体的，所以打印速度非常快；而SLA则是使用激光束在液态树脂表面勾画出物体，由点到线，再由线到面形成实体模型，因些工作效率要远低于前者。

　　3.打印精度。理论上说，二者的打印精度无任何差异，均能达到微米级的打印精度。不过，由于DLP3D打印机发出的光是扇形光，因此在打印过程中会发生散光现象，容易导致边缘部分会模糊不清；而SLA 3d打印机发出的光是一条直线，因此后者在实际打印精度上稍有优势，但差距并不明显。就拿创想三维新一代DLP光固化3d打印机DP002来说，打印精度高达到20-50微米左右，因此成型表面非常光滑，肉眼完全看不到FDM机型的台阶效应，因此适合用于牙科义齿、珠宝首饰、动漫手办等对打印精度要求高的领域，目前价格在五万多人民币。

　　新型光固化产品LCD光固化3D打印机。SLA和DLP光固化3d打印机的缺点就是价格昂贵，大大限制了家用的普及。后来出现了的LCD光固化成型。我们先来说说他成型原理。其实与DLP成型技术相比，最简单的理解，就是DLP技术的光源用LCD来代替，其他基本差不多。说白了就是需要紫外线透过的地方，lcd屏幕什么也不显示，就是透明。不需要紫外线透过的地方显示黑色，就挡住了紫外线。把昂贵的振镜或者DLP光源换成廉价的LCD屏幕，成本大大减低，整台机器价格可以降低到几千元。不过，由于该成型技术需要使用大功率紫外光照射，并利用透过的紫外光进行固化成型。而LCD液晶屏本身就是怕紫外线的，被照射后会快速老化，同时该核心部件除了要经受耐热和高温散热的考验外，还要承受几十瓦405LED灯珠的高强度烘烤，因此使用寿命非常短,若经常使用的话，其核心部件LCD屏往往在一到两个月就会被损坏。

　　最后就是大家熟悉的FDM打印机。FDM的材料一般是热塑性材料，如蜡、ABS、PLA，尼龙等（目前常用的是ABS和PLA材料）。以丝状供料。材料在喷头内被加热熔化。机器接受到切片软件生成的的轨迹运动信息，转换为步进电机的转动，带动喷头运动，喷头沿零件截面轮廓和填充轨迹运动，同时将熔化的材料挤出，材料迅速凝固，并与周围的材料凝结。打好一层厚，平台往下移动一定距离（一般是0.1或者0.2mm）,再打印下一层，两层粘合在一起，构成立体的零件，直到所有的层打印完毕。这里可以看出FDM打印机的精细度主要取决于喷头的直径。喷头直径越细，出丝也就越细，打印出来的零件就越精细，目前家用的喷头直径一般在0.1-0.6mm之间。

　　FDM 3d打印机的原理

　　常见的FDM 3d打印机

　　FDM打印机主要优点：

　　1成本便宜，非常利于家用普及，现在已经开源了，甚至可以自己在家组装一台。所需的图纸网上很多，零件在购物网站上也很齐全，组装一台成本不过1000-2000元左右。也可以购买成品，国内知名的3d打印机生产厂家也很多。

　　2材料价格低，容易获取，材料安全无毒。一公斤材料价格在几十到几百元，购物网站上可以很方便购买。

　　3设备维护简单。

　　FDM打印机主要缺点：

　　1打印精度较为普通，目前家用喷头直径最小0.1mm，所以精度只能达到0.1mm。相比于光固化精度就差很多，过于精细的结构效果不好。

　　2由于材料受热融化再冷却凝固，零件成品有轻微的变形，特别是使用ABS材料时，对于尺寸要求非常高的设计要慎用，不过现在改进了材料特性， 这一缺点也逐渐克服。

　　3打印时间过长，这也是FDM打印机最大的问题，打印小的零件时间在几十分钟到几小时，大型零件就更长了，时间以天计算。

　　首先说明一下3D打印机的工作原理--将3D数据和打印材料放入打印机里面，然后根据程序一层一层生成立体模型。与我们日常所见到的办公用的打印机相比，传统打印机用的是墨，而3D打印机用的是实实在在的原材料，如金属、塑料、陶瓷等。

　　除去材料以外，与传统打印机相比，3D打印机所需要的数据也是3D数据，数据的收集和整理，需要借用三维扫描技术，收集到的立体数据，经过调整整理后，形成完整的、所需的数据，然后进行打印。