快速了解3D打印技术----3D打印科普100问（一）
1、3D打印到底是什么？
答：3D打印（3D printing），即快速成型技术的一种，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。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，现正逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工（AEC）、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。（摘自百度百科）
小编点评：通俗点讲，2D打印是打印一个层，3D打印是将打印对象分层，逐层打印在一起现成立体物件。
2、3D打印的历史？
答：3D打印起源于19世纪末的美国，并在20世纪80年代得以发展和推广。在20世纪80年代中期，SLS被在美国德州大学奥斯汀分校的卡尔Deckard博士开发出来并获得专利，项目由DARPA赞助的。1979年，类似过程由RF Housholder得到专利，但没有被商业化。
1995年，麻省理工创造了“三维打印”一词，当时的毕业生Jim Bredt和Tim Anderson修改了喷墨打印机方案，变为把约束溶剂挤压到粉末床的解决方案，而不是把墨水挤压在纸张上的方案。
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。
小编点评：3D打印属于上世纪的技术，现在才逐步为世人认知。
3、3D打印主要使用什么技术？
答：3D打印的主流技术主要包括SLA、FDM、SLS、3DP、LOM。
SAL：（stereolithography，SLA），中文立体光刻造型技术、立体光固化成型法等
技术原理：用特定波长与强度的激光聚焦到光固化材料表面，使之由点到线，由线到面顺序凝固，完成一个层面的绘图作业，然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度，再固化另一个层面。这样层层叠加构成一个三维实体。
技术优缺点： SLA 技术的优势
光固化成型法是最早出现的快速原型制造工艺，成熟度高，经过时间的检验。 由CAD数字模型直接制成原型，加工速度快，产品生产周期短，无需切削工具与模具。
可以加工结构外形复杂或使用传统手段难于成型的原型和模具。 使CAD数字模型直观化，降低错误修复的成本。
为实验提供试样，可以对计算机仿真计算的结果进行验证与校核。 可联机操作，可远程控制，利于生产的自动化。 SLA 技术的缺陷
SLA系统造价高昂，使用和维护成本过高。
SLA系统是要对液体进行操作的精密设备，对工作环境要求苛刻。 成型件多为树脂类，强度，刚度，耐热性有限，不利于长时间保存。 预处理软件与驱动软件运算量大，与加工效果关联性太高。
软件系统操作复杂，入门困难；使用的文件格式不为广大设计人员熟悉。 小编点评：此类技术基本应用在工业级，个人很少用，设备价格就是一个“贵”字概括。
FDM: (FusedDeposition Modeling，FDM)。中文名称熔融沉积成型。 技术原理：将丝状(直径约2 mm)的热塑性材料通过喷头加热熔化，喷头底部带有微细喷嘴(直径一般为0．2 ～0．6)，供材料以一定的压力挤喷出来；同时喷头沿水平方向移动，而工作台沿竖直方向移动。这样挤出的材料与前一个层面熔结在一起，一个层面沉积完成后，工作台按预定的增量下降一个层的厚度，
再继续熔融沉积，直至完成整个实体造型。FDM工艺使用两种材料：一种是沉积实体部分的成型材料；另一种是沉积空腔或悬臂部分的支撑材料。
优缺点：
优点：这种技术成型精度更高、成型实物强度更高、可以彩色成型。 缺点：成型后表面粗糙，目前不适合高精度的应用。
小编点评：FDM就像挤牙膏那么简单，现在市场上的桌面级3d打印机大多采用这种工艺。开源设备基本也采用此技术，最低的3000元即可搞定。
SLS：（selective laser sintering，SLS）中文名称：选择性激光烧结 该工艺由美国德克萨斯大学提出，于1992年开发了商业成型机。SLS利用粉末材料在激光照射下烧结的原理，由计算机控制层层堆结成型。SLS技术同样是使用层叠堆积成型，所不同的是，它首先铺一层粉末材料，将材料预热到接近熔化点，再使用激光在该层截面上扫描，使粉末温度升至熔化点，然后烧结形成粘接，接着不断重复铺粉、烧结的过程，直至完成整个模型成型。
优缺点:
优点：成品精度好、强度高，但是最主要的优势还是在于金属成品的制作。激光烧结可以直接烧结金属零件，也可以间接烧结金属零件，最终成品的强度远远优于其他3D打印技术
缺点：粉末烧结的表面粗糙，需要后期处理，其次使用大功率激光器，除了本身的设备成本，还需要很多辅助保护工艺，整体技术难度较大，制造和维护成本非常高，普通用户无法承受，所以目前应用范围主要集中在高端制造领域，而目前尚未有桌面级SLS 3D打印机开发的消息，要进入普通民用领域，可能还需要一段时间。
3DP:（Three Dimensional Printing and Gluing,3DP）中文名称：三维粉末粘接
最早由美国麻省理工学院 (MIT) 于 1993 年开发。该技术通过使用液态连结体将铺有粉末的各层固化，以创建三维实体原型。基于 3DP 技术，美国Z Corp公司开发了3d打印成型机。
3d打印机使用标准喷墨打印技术，通过将液态连结体铺放在粉末薄层上，逐层创建各部件。与2d平面打印机在打印头下送纸不同，3d打印机是在一层粉末的上方移动打印头，打印横截面数据。
彩色3d打印机打印成型的样品模型与实际产品具有同样的色彩。您可以将彩色分析结果直接描绘在模型上，或者注释并标记设计更改，以便进一步增强模型样品所传递的信息值。
优缺点： 优点：
（1）成型速度快，成型材料价格低，适合做桌面型的快速成型设备。 （2）在粘结剂中添加颜料，可以制作彩色原型，这是该工艺最具竞争力的特点之一。
（3）成型过程不需要支撑，多余粉末的去除比较方便，特别适合于做内腔复杂的原型。
另外此技术最大优点是能直接打印彩色，无需后期上色。目前市面上打印人像的基本采用次技术。
缺点：强度较低，只能做概念型模型，而不能做功能性试验。
4、3D打印机能打印什么？
答：理论上讲，3D打印机能打印所有物体，大到飞机零件，小到个人用的杯子、玩具。只要能建模型，一切物体皆能打印。但这只是理论上的说法，现有技术及成本所限，尤其是材料限制，3D打印目前最多的打印工业所需的模具等，部分能打印出汽车、人体器官等，不过基本属于概念性的，离实际即打即用还比较远。
小编点评：一切皆能打印，我能，只是梦想是美好的，现在还是残酷的，屌丝们指望能打个苍姐出来还是不现实的。
5、3D打印主要用什么材料？
答：每种技术使用不同材料，且基本不能通用，FDM方式打印机材料就是工程塑料（PLA,ABS),SLA打印方式的打印机材料是光敏树脂，SLS打印方式的打印机材料是粉末类的，有塑胶粉末，石膏粉末，金属粉末。3DP使用的高性能复合材料。
小编点评：除非你想做材料销售商，这方面你就不用太多关注了，你买机器自然有相关材料提供。进口国产的皆有，丰俭由人，自由选择。
6、想打印一个物件，需要什么文件？
答：和普通平面打印一样，你需要准备一个文件，即3D打印模型文件，普通打印使用WORD、Photoshop等设计应用软件设计文件，而3D打印需要使用3ds Max等3D软件来建模，一般市面上的3D建模软件都可以应用到3D打印。
小编点评：工业级的应用一般都已经使用3D软件建立了模型，可以快速转换后进行3D打印，但民用的目前还未能大规模启动。有多少屌丝能熟练使用3D软件做一个戒指的模型打印出来送给隔壁的妹纸呢。
7、不会建模如何玩3D打印？
答：纯粹的屌丝级问题，国外已经有用意念打印3D物件了，不过那是神话，我们还是老老实实找个懂行的人来建模，不过在这个神奇的国度，网上有非常多的现成模型供你下载直接打印，如3D打印行业、微小网等，国外的thingiverse网站也有海量的模型库下载，送给妹纸一个打印出来的戒指，她才不管你是自己做的模型还是下载的呢。
8、什么叫工业级和民用级？
答：通常划分是工业级和民用级，民用级一般也叫桌面级。通常超大幅面的价格贼贵的称之为工业级，一般使用SLS、3DP等技术，如Objet1000、Zprint系列的设备。主要应用于汽车、国防航空航天、工业机械、消费品、家电等工业领域。桌面级的一般是小幅面的在20x20x20cm左右的。也可以叫个人级。大部分使用的是FDM技术。
9、3D打印机能打印多大的物件？
答：工业级的一次成型的目前国内大连理工大学与大连优利特科技发展有限公司共同研发的据称能打印最大尺寸1.8米，还在调试中，而武汉华中科技大学的能打印1.2米，都号称全世界最大的3D打印幅面。
一般工业级如Objet1000能打印1000 x 800 x 500毫米宽幅的成型产品。桌面级的一般都在20x20x20cm左右。
10、3D打印机的价格是多少？
答：最低3000元，最高的嘛？无封顶，千万级的也有。工业级的一般在50万以上，民用级的淘宝上3000元起步，万元左右的是主流产品。
快速了解3D打印技术----3D打印科普100问(一)
