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3D打印或增材制造是制造技術的總稱，這些技術可以通過從基材中生長出來來生成零件。這與減材制造不同，例如CNC加工，其中散裝材料通過切割或成型還原為其最終形狀。
3D打印是生成定制零件的強大工具，通常具有復雜的幾何形狀，并為航空航天和國防，汽車，醫(yī)療和牙科等行業(yè)提供服務。

本指南概述了3D打印，其基礎知識，入門以及當今使用的頂級商業(yè)3D打印工藝和材料。

什么是3D打??？

3D打印是一種制造過程，其中材料連接在一起以從3D模型數據（CAD）制作對象。通常，3D打印是一個逐層的過程，其中零件幾何體被"生長"，與前一層融合。3D打印工藝可以在塑料，光聚合物，反應聚合物，復合材料，金屬，玻璃和其他材料中構建物體。
這與減法或傳統(tǒng)制造相反，例如CNC加工，其中零件是通過切割，彎曲，成型等來減少庫存材料而制成的。由于3D打印部件的分層過程，打印件和傳統(tǒng)制造的部件之間通常存在表面光潔度差異。最值得注意的是不太光滑的表面，在生長方向上可以看到階梯狀的特征。思考3D打印如何工作的另一種方法是，它解釋3D模型，充當數字孿生體，并盡最大努力再現零件特征，從底部到頂部構建。
3D打印組件，或在3D打印或增材制造平臺上制造的組件，以其在小批量生產（也稱為原型設計）中的可行性而聞名。這是由于3D打印比傳統(tǒng)制造提供了靈活性，不需要專門的夾具或勞動密集型設置。在過去的5年中，用于最終用途生產組件的3D打印出現了飆升，從飛機管道到醫(yī)療植入物再到商品。

3D 打印與增材制造

術語"3D打印"通常與"增材制造"同義。但情況并非總是如此。2007年的3D打印和3D打印機將描述擠出材料或塑料的桌面愛好者機器。在此期間，增材制造的許多工業(yè)用戶使用術語"快速原型"或RP來描述激光燒結或粘合劑噴射工藝等工藝。在過去的十年中，由于桌面打印機的普及和Maker運動，3D打印一詞已經獲得了顯著的普及。由于其在媒體上的受歡迎程度，這些術語現在可以在對話中互換使用 - 特別是在營銷材料中。然而，大多數工業(yè)過程仍然更喜歡使用增材制造或AM作為更專業(yè)的術語，封裝這些過程成為生產車間另一個有價值的工具的潛力。
3D打印的其他術語是增材制造，增材工藝，增材技術，增材層制造，層制造和自由形式制造。

3D打印簡史

增材制造起源于20世紀80年代初，兒玉秀夫博士于1980年在日本申請了第一項專利，但由于他沒有在一年內提交完整的申請而未獲批準。四年后，在1984年，Chuck Hull提交了立體光刻（SLA）專利。Chuck Hull后來創(chuàng)立了3D Systems，并且是STL網格文件格式的發(fā)明者，該文件格式仍在大多數3D打印平臺上使用。立體光刻是通過選擇性地逐層固化樹脂來構建零件的過程，一次一個橫截面地構建3D幾何體。紫外線敏感樹脂對紫外線激光產生反應，使其在擊中時變硬。

1987年，Carl Deckard申請了選擇性激光燒結專利，該專利后來于1989年獲得批準。選擇性激光燒結（SLS）是一種將精細塑料粉末與激光在加熱的構建室中融合的過程。SLS為最終用途產品提供了更多的多功能性，因為它使用熱塑性尼龍作為其印刷材料。隨后在1988年，S. Scott Crump發(fā)明了熔融沉積建模（FDM），他創(chuàng)立了Stratasys。該專利于1992年授予。同樣在1989年，EOS公司成立。直到今天，EOS，Stratasys和3D Systems仍然是增材制造領域的關鍵參與者。

在90年代初和2000年代之間，發(fā)明和創(chuàng)新了更多的技術。這包括Solidscape用于失蠟鑄造的樹脂印刷，Z-Corporation用于砂巖狀零件的粘合劑噴射工藝，Helisys提供基于紙張的分層物體制造，以及Arcam的金屬電子束熔化工藝。在此期間，開發(fā)了另一種主要的3D打印工藝 - 選擇性激光熔化（SLM）。SLM是直接金屬激光燒結（由3D Systems創(chuàng)造的DMLS），LaserCusing（概念激光的術語）和直接金屬激光熔化（DMLM）的同義詞。
除了OEM之外，許多3D打印的核心服務公司都成立于2000年代初。其中大多數使用SLA，FDM，SLS和DMLS作為服務部件。2005年標志著ExOne的開始，ExOne是Exrude Hone Corporation的分拆，該公司將噴墨粘合劑和金屬粉末相結合，將粘合劑噴射金屬印刷商業(yè)化，這是SLM的替代品。2009年，第一臺MakerBot打印機問世。MakerBot是一類新型的"桌面打印機"，成本低廉，被業(yè)余愛好者和制造商采用。桌面3D打印的普及有助于向更多人介紹3D CAD設計，反過來，市場通過制作更易于訪問的CAD軟件來做出回應。

在過去的十年中，在2009年至2019年期間，3D Systems，Stratasys和其他創(chuàng)始公司的許多原始專利已經過期。隨著關鍵專利的到期，許多其他3D打印公司已經出現在專業(yè)，消費者和中檔"產消者"3D打印領域。許多提供3D打印服務的服務公司已經成立。2011年標志著Formlabs的成立，這是第一臺消費者版SLA 3D打印機的制造商。2013年，Markforged圍繞產消者長絲打印機成立，該打印機可以在層之間嵌入連續(xù)碳纖維或凱夫拉，以提高剛度。2015年，Desktop Metal首次亮相，使用FDM式擠壓和塑化金屬棒的金屬3D打印機來生產金屬零件。Markforged當時還生產了一種具有類似金屬印刷方法的系統(tǒng)。

2013年，MakeXYZ成立，旨在將消費者桌面3D打印機與需要零件的用戶聯(lián)系起來。武漢易成三維科技于近幾年推出，旨在為各種專業(yè)制造技術（包括增材制造和CNC加工服務）即時定價3D模型。武漢易成三維科技建立了一個現在稱為制造即服務或云工廠商業(yè)模式，該模型利用合作伙伴制造公司來完成通過武漢易成三維科技服務購買的制造項目。2020年，武漢易成三維推出了其供應和整理服務，其方法是為制造商和合作伙伴提供按需電子商務服務。通過3D打印服務引入云工廠允許在單個空間內將工作與數千家具有大量功能組合的有能力的制造商聯(lián)系起來。