快速成型技术及3d打印（前沿从一维到三维）

3D打印最早被称为“快速成型”“增材制造”，是一种制造方式，以三维模型文件为基础，运用不同的打印技术，使特定的材料通过逐层堆叠、叠加的方式来制造物体的技术。3D是英文“three-dimensional”的缩写，意思就是维度，3D就是3个维度的意思。

我们平时用的打印机就是一个二维打印机，打印头来回移动是一维，纸张前后移动填充画面是二维，这其实是X轴和Y轴两个维度的移动，3D打印增加了一个向上维度即Z轴，这样就能打印出一个立体模型，打印材料也由墨水变成了ABS塑料、PLA塑料、光敏树脂、金属粉末等3D打印材料。3D打印技术本质就是反复进行二维打印。现实生活中早就有3D打印，比如，在生日蛋糕上用巧克力写字，易溶胶枪、玻璃胶枪，唯一不同的是，这些都是由人脑控制而不是电脑控制。

我们常见的3D打印工艺技术有熔融堆积式（FDM）、选择性区域透光（LCD）、数字光处理（DLP）、立体平板印刷（SLA）、选择性激光烧结（SLS）、三维印刷技术(3DP)几种类型。

目前，3D打印材料包括工程塑料、金属材料、陶瓷材料、光敏树脂等。

总体来说，3D打印有助于减少产品生产成本、生产时间和生产过程中的复杂性障碍，优点在于制造复杂的物品不会增加成本，产品多样化不会增加成本，设计空间无限，减少浪费副产品，精确的实体复制。

制造复杂的物品不会增加成本。在传统制造中，物体形状越复杂，制造成本就越高。对于3D打印机来说，制作复杂项目的成本不会增加。制作一个华丽、复杂的项目所需的时间、技能或成本，也不会比打印一个简单的盒子所花费的时间、技能或成本更多。在不增加成本的情况下制造复杂产品，将打破传统的定价模式，改变我们计算制造成本的方式。

产品多样化不会增加成本。传统的制造设备具有更少的功能和有限类型的形状，而3D打印机可以打印许多形状，每次都能像工匠一样做出不同的形状。3D打印节省了培训机械师或购买新设备的成本，一台3D打印机只需要不同的数码蓝图和一批新的原材料。

设计空间无限。传统的制造技术和由工匠制造的产品，在形状上是有限的，生产形状的能力取决于所使用的工具。例如，传统的木工车床只能生产圆形物体，轧钢机只能加工用铣刀装配的零件，制模机只能生产铸型的形状，而3D打印机可以突破这些限制，打开巨大的设计空间。

减少浪费副产品。与传统的金属制造技术相比，3D打印机在制造金属时产生的副产品更少。传统金属加工浪费惊人，90%的金属原料被丢弃在工厂的地板上，而3D打印减少了金属制造的浪费，随着印刷材料的发展，“网形”制造可能成为一种更加环保的工艺。

精确的实体复制。数字音乐文件可以无休止地复制，音频质量不会下降。未来，3D打印将把数字精度扩展到物理世界。扫描技术和3D打印技术将共同改善物理世界和数字世界之间的形态转换的分辨率。我们可以扫描、编辑和复制实体对象，以创建准确的副本或优化原始对象。

目前，3D打印技术已在工业造型、机械制造、航空航天、军事、建筑、影视、家电、轻工业、医学、考古、文化艺术、雕刻、饰品等领域得到了广泛应用，并且随着这一技术本身的发展，其应用领域将不断拓展，未来我们会发现身边很多的物品都是用3D打印制作完成的。

作者系北京诚远达科技有限公司总经理

来源：科普时报

作者：任乐

编辑：吴桐

审核：王飞

图片来源于网络

<公众号ID：kepuing>