什么是3D打印？各种3D打印机如何工作？

       但如今，这项技术正在不断突破可能的极限。在世界各地（包括太空），人们正在使用 3D 打印机制造出数不胜数的工具、衣服、食物、艺术品、器官、建筑、珠宝等。

       让我们从一个简单的定义开始：

       3D 打印是一种快速成型制造方法，可通过数字模型文件创建实物。该技术的工作原理是一层一层地添加材料，从而构建出一个完整的物体。

三维打印工艺的历史

       3D 打印工艺发明于 20 世纪 80 年代，最初被称为 “快速成型”。首批 3D 打印机体积大、价格昂贵，但与其他方法相比，它能让公司更快、更准确地开发原型。经过 30 多年的创新，3D 打印技术已经取得了长足的进步。如今，它的用途也更加多样化。

       事实上，随着3D打印技术的普及，制造商、工程师、设计师、教育工作者、医疗人员和业余爱好者都在大量应用中使用了这项技术。

3D 打印是如何工作的？

       传统制造（如数控加工或铣削）采用的是减法制造工艺。这是指逐渐去除材料块，直到形成部件。    另一方面，3D 打印采用的是添加制造工艺。它通过逐层添加材料来创建 3D 模型。三维打印技术之间的区别在于如何添加这些材料层来创建三维打印部件。

       要进行 3D 打印，需要一个数字文件，告诉 3D 打印机在哪里打印材料。最常见的文件格式是 G 代码文件。该文件主要包含指导打印机水平和垂直运动的 “坐标”，也称为 X、Y 和 Z 轴。

       3D 打印机可以打印不同厚度的层，即层高。与屏幕上的像素类似，3D 打印层数越多，“分辨率”越高。这样打印出来的效果更好，但打印时间更长。

3D 打印机软件

       即使是 3D 打印初学者也会很快发现，软件是他们工作流程的核心。这是因为这些工具决定了3D打印的内容和方式。让我们来看看 3D 打印软件的核心类别。

3D 打印有哪些优势？

生产速度和灵活性

       使用外包等传统生产方法，创建一个零件或原型可能需要数周时间。但使用内部三维打印技术，只需几天就能完成产品的设计、制造、测试和改进。这种快速原型制作缩短了从有想法到手握部件的时间。结果如何？大大节省了制造成本（包括时间和金钱），加快了设计周期。这意味着制造商和产品设计师可以更快地进入市场。                                 

更多设计自由

       三维打印有可能创造出复杂和创新的几何形状，而传统的做法可能很难、很昂贵，甚至无法实现。在数控加工或铣削加工中，几何形状受限于现有工具的尺寸和形状。而打印出的三维模型是一层一层建立起来的，并且可以使用可溶性支撑材料。这意味着零件可以轻量化，甚至可以使用生成设计进行优化。组装件可以简化并作为单个零件打印，从而提高强度和效率。

低成本定制

       三维打印可用于使用多种材料创建定制零件设计，无需额外成本。相比之下，使用传统生产方法制作的每个定制设计都需要更改模具配置，这需要时间。在某些情况下，甚至需要设计和测试新的模具，然后才能继续生产。因此，随着消费者偏好的变化，3D 打印技术正在改变企业应对市场的速度。

减少对供应链的依赖

       内部三维打印也是一种有用的方式，可以在需要的时间和地点生产所需的零件。这意味着车间或工厂不必过分依赖从中心枢纽运送备用或替换零件的供应链。这也避免了冗长的交付周期和零部件在海关滞留的风险。相反，越来越多的公司正在创建数字化库存。

降低存储成本

       当您可以按需 3D 打印备件或替换零件时，对存储或仓储的需求就会减少。由于三维打印成本降低，一些 UltiMaker 客户采取 “拿一个，做一个”的政策，即随时提供少量备件。如果一个零件用完了，操作员只需再打印一个，这样工厂或车间的日常运作就能继续进行，不会出现延误。

更环保

       由于三维打印涉及增材制造，因此与传统的减材制造技术相比，三维打印产生的废料要少得多。不仅浪费更少，而且由于更多的生产在本地进行，而不是从有时远在千里之外的外部供应商处运输，企业的碳足迹也得以减少。

提高保密性

       内部生产有助于保护知识产权和保密性，这对于敏感或专有设计尤为重要。

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