3D打印又称增材制造，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。以下是关于其材料、技术分类及流程的介绍：
- 塑料类：包括ABS、PLA、PC等，具有良好的可塑性、一定的强度和韧性，可用于制作各种模型、玩具、电子产品外壳等。
- 金属类：如不锈钢、钛合金、铝合金等，强度高、耐高温、耐腐蚀性好，常用于航空航天、汽车工业、医疗器械等领域。
- 陶瓷类：例如氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷，硬度高、耐磨性和耐腐蚀性极佳，可用于制作电子元件、牙科修复材料等。
- 光敏树脂类：在特定波长的紫外光照射下能快速固化，成型精度高，表面光滑，常用于制作具有复杂几何结构和精细细节的模型，如珠宝首饰、牙科模型等。
- 复合材料类：将不同性能的材料复合在一起，如碳纤维增强复合材料、玻璃纤维增强复合材料，结合了多种材料的优点，可用于制造高性能的运动器材、航空航天部件等。
- 生物材料类：主要用于生物3D打印，包含细胞和生物活性分子，如生物墨水，可打印出组织工程支架，用于组织修复和再生研究。
- 基于激光或其他光源的成型技术：光固化成型（SLA）工艺是利用紫外激光束使光敏树脂固化；选区激光烧结（SLS）工艺是用高能激光器使粉末材料烧结；选区激光熔化（SLM）工艺则是让金属粉末吸收激光能量后熔化并快速固化；电子束熔融成型（EBM）工艺使用高能电子束熔化金属粉末；数字光处理（DLP）技术是使用数码微镜元件将产品断面图投影到液体光树脂表面使其固化；投影微型立体成形（PμSL）技术采用高分辨率的数字微镜器件实现高精度的光固化打印。
- 基于喷射的成型技术：熔融沉积制造（FDM）工艺是将热熔性材料加热挤出并沉积凝固成型；三维印刷成型（3DP）工艺是在粉末层上喷涂液态粘结剂使其粘合；浆料直写（DIW）工艺是将陶瓷、金属等材料制成的浆料通过喷头挤出直接成型。
- 其他成型技术：分层实体制造（LOM）工艺是将单面涂有热熔胶的薄片材料切割成轮廓并粘结在一起；形状沉积制造（SDM）工艺是将材料以丝状或粉末状输送到加工区域，通过激光或电子束等能量源使其熔化并沉积成型；激光近净成型（LENS）工艺主要用于金属材料的快速成型。
1. 建模：使用三维建模软件如3ds Max、Maya、SolidWorks等创建或获取所需打印物体的三维模型，也可以通过三维扫描设备对实物进行逆向建模。
2. 模型处理与切片：将三维模型导入到切片软件中，进行修复、优化等处理，然后根据打印机的参数和材料特性，将模型切成一系列的薄片，每个薄片对应打印过程中的一层。
3. 打印准备：根据模型和材料选择合适的3D打印机，并安装相应的材料，如丝状材料、粉末材料、液态树脂等。对打印机进行预热、校准等操作，确保打印机处于最佳工作状态。
4. 打印过程：打印机根据切片数据，逐层进行打印。在打印过程中，需要密切观察打印进度和质量，及时处理可能出现的问题，如材料堵塞、打印平台不平、模型翘曲等。
5. 后处理：打印完成后，根据材料和模型的要求进行后处理，如去除支撑结构、清洗、打磨、抛光、上色等，以提高模型的质量和外观效果。
6. 质量检验：对打印件进行质量检验，检查尺寸精度、表面质量、力学性能等是否符合要求，如有问题及时进行调整和改进。
- 制造复杂零部件：如飞机的翼梁、舱壁、起落架部件等，采用3D打印技术制造的零件可以实现复杂的内部结构和轻量化设计，在保证强度的同时减轻重量，提高燃料效率。
- 快速原型制造：设计师可以利用3D打印技术迅速制作出产品的原型，进行测试和优化，大大缩短产品开发周期，例如GE Aviation使用3D打印技术生产喷气发动机的燃料喷嘴。
- 定制化植入物：根据患者的具体情况，如骨骼结构、病变部位等，定制出精确匹配的牙科植入物、假肢、骨科植入物等，提高植入物的适应性和舒适度，减少并发症。
- 生物打印：使用细胞和生物材料进行生物打印，制造组织和器官，如皮肤、软骨、血管等，为解决器官短缺问题提供了新的思路和方法。
- 手术规划和训练：通过3D打印技术创建患者解剖结构的模型，帮助外科医生更好地了解病变部位的情况，进行手术规划和模拟训练，提高手术的准确性和安全性，缩短手术时间和患者的恢复时间。
- 复杂零部件制造：生产进气歧管、发动机缸体等复杂的零部件，以及定制夹具等，这些部件通常难以用传统方法制造，而3D打印提供了一种高效且经济的解决方案。
- 轻量化设计：设计和制造具有复杂内部结构的轻量化零部件，如空心结构、蜂窝结构等，以减轻汽车重量，提高燃油效率和性能。
- 建造房屋和建筑构件：可以打印出整个房子或建筑的构件，如墙体、楼板、楼梯等，具有建造速度快、成本低、环保节能等优点，还可以实现复杂的建筑造型和结构设计。
- 建筑模型制作：快速制作出高精度的建筑模型，用于展示、设计评审和销售等，帮助设计师和客户更好地理解和沟通设计方案。
- 制作教具和模型：教师可以根据教学内容和需求，打印出各种教具、模型和实验器材，如物理、化学、生物等学科的实验模型，地理学科的地形地貌模型等，让学生更直观地理解抽象的知识和概念。
- 培养学生创新能力：学生可以通过3D打印技术将自己的创意和设计转化为实际的作品，培养创新思维和实践能力，激发对科学、技术、工程和数学等学科的兴趣。
- 创作艺术品和设计作品：艺术家和设计师可以利用3D打印技术创作独特的雕塑、珠宝、服装、家具等艺术品和设计作品，实现复杂形状和结构的精确打印，为艺术创作提供了更多的可能性和表现形式。
- 影视特效制作：在影视制作中，3D打印技术可以用于制作道具、模型和特效场景等，如电影中的外星生物、科幻武器等，提高影视作品的视觉效果和观赏性。
- 定制化产品：消费者可以根据自己的喜好和需求，定制个性化的产品，如鞋子、服装、珠宝、手机壳等，满足个性化消费的需求。
- 快速原型制作：在产品设计和开发阶段，利用3D打印技术快速制作出产品的原型，进行测试和改进，缩短产品从概念到市场的时间，加快创新步伐。
2019年1月14日，美国加州大学圣迭戈分校首次利用快速3D打印技术，制造出模仿中枢神经系统结构的脊髓支架，成功帮助大鼠恢复了运动功能。
2020年5月5日，中国首飞成功的长征五号B运载火箭上，搭载着“3D打印机”。这是中国首次太空3D打印实验，也是国际上第一次在太空中开展连续纤维增强复合材料的3D打印实验。
- 3D打印技术虽然在研发和应用方面取得了进展，但仍然面临技术本身的完善和标准化问题。
- 3D打印材料主要依赖进口，缺乏相关标准，影响了3D打印产业化的进程。
- 3D打印技术的应用不断向广度和深度发展，如3D制造、铸造、焊接等金属材料制造技术。
- 3D打印技术的发展需要建立3D打印材料的相关标准，提高国内3D打印用材料的质量。
- 实际应用领域对3D打印材料的需求逐渐增加，国内3D打印材料的供给形势将得到改善。Kaiyun平台 官方入口Kaiyun平台 官方入口