從上世紀80年代開始，3D打印的前身——快速原型制造開始應用與工業(yè)設計和生產，到1995年麻省理工兩名畢業(yè)生首次提出“3D打印”的概念，到現(xiàn)在生物3D打印能制造生物有機體，3D打印的的發(fā)展真可謂快速迅猛。那么3D打印，這一神奇的新技術究竟是什么？能和人們的生活發(fā)生什么關系呢？下面e鍵打印整理分別從原理、軟件、材料、分類等內容對3D打印技術進行分析說明。 

原理和分類

　　3D打印技術雖然有好多種，但思路都是一樣的，專業(yè)術語叫做“分布式材料制造”。舉個大家都容易看懂的例子：一個人做一個柜子那是需要很長時間，想要加快的話那就得增加人手，但若人數(shù)固定的話還有什么辦法加快制造速度呢？那就是做一堆積木，然后找個人將積木按照一定的形狀堆積起來再一粘就是了——前提是能看懂說明書。

　　分布式材料制造就是這樣將要生產的產品分割成一個個小部分，分別制造出來然后堆積在一起。只不過這些分割出來的部件都非常非常小，而且隨著技術的進步，制造精度將不斷提高，分割的部件還會越來越小。我們可以把3D打印機看作是嚴格遵守說明書進行操作的組裝的工人，而那些小部件就是3D打印的“墨水”。

　　條條大路通羅馬，雖然原理都是一樣的，但實現(xiàn)的方式卻非常多，簡單來說可以分為選擇性激光燒結法、熔融沉積制造法、光固化成型法和分層實體制造法。

　　選擇性激光燒結法，就是放上一大堆金屬粉末，用激光一點點熔融燒結起來制造成型。這種方式可靠性高，可以制造金屬構件，不過設備昂貴技術性強。目前除了少數(shù)幾家廠商在研發(fā)相同概念的家用型外，基本上還是高精尖端工業(yè)領域在應用，比如航空航天和汽車制造行業(yè)。

    熔融沉積制造法比較容易理解，就是把原材料熔化成半流體，然后從噴頭拉成一條條絲狀體堆積成型，有點像牙簽工藝品的制作，這個絲狀體的直徑也就是這臺3D打印機的精度。目前這是主流3D打印機采用最多的方法。

    光固化成型法和分層實體制造法的過程都差不多，都是化立體為平面，一層層制造出來后堆積起來。只不過光固化成型是做減法，分層實體制造是做加法。目前來說光固化成型法具有精度高、可控型強等優(yōu)點，適合于制造精細工藝品，比如精美的國際象棋棋子之類，但其設備成本高占地大，雖然有一些家用型號，但還不太普及。分層實體制造法則更多的是用來制作工藝品，其成本低材料廣是一個優(yōu)點，但基本沒有家用普及的想法。

軟件建模

    市面上幾乎所有的3D建模軟件都可以制作出3D打印機可以使用的3D建模，包括老牌的CAD軟件AutoCAD，Solidworks等，或者CG類的軟件3DMAX、Maya等等都是可以的。無非存在一些小問題，如：文件格式是否兼容，解讀以及修改是否方便等等。

    不過對于非專業(yè)人士來說，這些軟件都太貴太不方便了。目前3D打印常用來建模的主要是一些免費的開源軟件，例如OpenSCAD、Tinkercad、Meshmixer等等。這里特別要提一下OpenSCAD，可以通過編制程序代碼來繪圖，只要獲得相關代碼輸入后就能生成圖形。目前很多網(wǎng)站都以這種代碼作為開源形式，因此學好OpenSCAD可以多一種建模手段而不用非得STL文件不可。

    值得高興的是，用戶可以在e鍵打印官方網(wǎng)站上自動轉換需要3D打印的標準格式STL，實現(xiàn)在線轉換，目前e鍵打印平臺已經(jīng)實現(xiàn)的轉換格式有：stp、igs、obj、brep、rar、zip等。

　　不過單有這么一份說明書還是不行滴，還要翻譯給3D打印機“聽”才行。在原始圖形文件進入3D打印機前必須通過一款控制軟件的處理，將圖形“切片”為3D打印機的操作步驟。這種軟件大多也是開源的，所以選擇也很多，常見的有Cura、makerwat、Repetier、slic3r等等，用戶可以挑選適合自己3D打印設備的軟件。

材料

　　3D打印材料的性能決定著服務的質量，對于該領域目前的發(fā)展，材料依然是絕對的瓶頸，這個問題的解決才有以后的定制打印服務，個性化打印需求，這是一個需要創(chuàng)造需求的領域。在此匯總目前的打印材料。

1.ABS與PLA為代表的高強度高韌性塑料PLA具有較低的收縮率，即使打印較大尺寸的模型時也表現(xiàn)良好PLA具有較低的熔體強度，打印模型更容易塑形，表面光澤性優(yōu)異，色彩艷麗

　　PLA和ABS之間的差異：

　　PLA是晶體，ABS是一種非晶體。

　　當你熱ABS慢慢轉換凝膠液體：不經(jīng)過狀態(tài)改變。

　　PLA另一方面是冰凍的水一樣，直接從固體到液體中的一個步驟。

　　ABS（不要求相變）變得更具流動性的進一步填滿槍管。

　　因為沒有相變，ABS不吸噴嘴的熱能。

　　部分PLA，冷卻噴嘴相變化的風險，使堵塞的風險更大。

如何判斷材料是PLA還是ABS?

答: 從表面上很難判斷,對比觀察ABS呈亞光,而PLA很光亮. 加熱到195度,PLA可以順暢擠出,ABS不可以. 加熱到220度,ABS可以順暢擠出,.PLA會出現(xiàn)鼓起的氣泡,甚至被碳化.碳化會堵住噴嘴,非常危險

2. 樹脂

　　光敏樹脂8000是SLA設備使用最近兩年才推出來的材料，適合用于驗證設計尺寸有要求的模型產品，打印出來的產品表面很光滑，這款材料的強度比14120要好。產品外觀后期可以噴涂各種各樣的顏色，但不能耐高溫。

3. Alumide

　　Alumide是一種尼龍混合鋁粉的材料，它采用逐層燒結的方式將鋁粉凝固，因此它的表面不是那么光滑。

　　另一種經(jīng)打磨的尼龍混合鋁粉材料，比原先的平滑一些。這種材質通常用于打造首飾或者一些時尚產品，打印出來的成品有金屬質感。

　　Alumide材質不防水，不可用洗碗機，不可回收，不可裝盛食品。它能承受172攝氏度以下的溫度，超過172度它就會變形。

4.陶瓷

　　這種材質由陶瓷細分經(jīng)混合，燒熔再經(jīng)無鉛無毒處理而成。并且它可回收，耐高溫，是杯子、茶托、碗碟，甚至雕像的理想材料。

　　使用陶瓷進行3D打印，你必須知道這種材質非常麻煩，你設計的模型必須可打印，可上釉，可承受高熱和變形。

　　這種材質防水，不可使用洗碗機，可回收，可裝盛食品。500攝氏度以上該種材料會變形。

　　繪制模型的時候，你要思考一下如果用濕沙和脆陶來打印你的模型，是否會牢固，如果答案是否，那你就要修改你的模型了。為了便于上釉，模型必須有一個堅固的底面去支撐。

5.不銹鋼及金銀鈦為代表的金屬材料

　　金屬是社會生活中應用及其廣泛的材料，是工業(yè)的基石。目前打印行業(yè)金屬的結構，熔點，強度等許多問題都還解決。金屬材料在3D打印中的革新將會帶來革命

了解3D打印行業(yè)最新資訊，關注e鍵打印官方微信CKLM88.