什麼是 3D 打印？

尼龍

尼龍以堅韌和半柔韌的材料而聞名，具有高抗衝擊性和耐磨性。 這對於打印耐用部件、紡織品和配件非常方便。 它是複雜或精細幾何形狀的理想選擇。 它價格便宜，是最堅固的塑料材料之一，翹曲最小，易於染色或著色。 然而，它易受水影響，需要保持乾燥。 它還可能在冷卻過程中收縮，從而降低打印精度。 尼龍長絲通常需要 220-250 C (428°- 482°F) 的擠出機溫度。

樹脂

這也是另一種常見的以塑料樹脂為原料的3D打印材料。 它具有低收縮性和高度耐化學性。 與使用燈絲打印相比，它還提供更快的打印過程。 它可以用來製作小雕像、棋子、戒指、配飾和固定裝置。 3D 模型使用溫度在 200-300°C (392°-572°F) 之間的樹脂打印。 樹脂價格昂貴

其他常用於 3D 打印的塑料

• TPU 或熱塑性聚氨酯是一種柔韌、耐磨的熱塑性塑料。 它可以幫助創建耐用的 3D 打印物體，並且能夠承受高達 80 攝氏度（176°F）的環境溫度。 它非常適合製作手機殼、橡膠墊和壓力玩具。
• PETG 或乙二醇化聚酯是一種比 ABS 更堅固的材料，對食品安全。 但具有低收縮缺陷。 然而，它可以粘附在打印表面上，並用於製造食品儲存容器、包裝和假肢裝置。
• ASA 具有很強的抗紫外線和耐化學性。 它易於後處理，但需要較高的打印溫度。 它通常用於製作保險槓罩、花園設備和固定裝置。
• PEI (ULTEM) 或 (Polyetherimide) 是構建任何 3D 打印機表面的理想選擇。 琥珀色表面耐化學腐蝕，暴露在室外條件下也不會降解。 這使其成為製造通風系統、閂鎖和電纜管道的理想選擇。

使用金屬進行 3D 打印

金屬 3D 打印，也稱為直接金屬激光燒結 (DMLS)，使用激光束熔化 20-60 微米的金屬粉末層，用金屬粉末製造耐用部件。 他們主要幫助為航空航天和汽車行業製造工具組件和成品零件。 通過這些金屬，您可以生產重量和成本更低的組件。

鋁

也許金屬3D打印鋁材中最常用的材料主要以合金形式使用。 它很有用，因為它提供了具有良好電阻的特性，並且在輕便的同時還能承受高電壓。 它主要用於必須減輕體重的情況，例如航空和汽車行業。 有了它，您可以在設計中製作高細節以創建複雜的幾何圖形。 鋁的熔點為 670°C (1238°F)，使其成為原型製作的理想材料。 除了相對較高的成本外，它通常需要多次構建才能通過 3D 金屬打印來微調零件的設計以進行大規模生產。

不銹鋼

不銹鋼是另一種 3D 打印金屬材料，具有 1400 °C (2552°F) 的高熔點。 這使其成為各種製造方法以及原型製作的高要求項目的理想選擇。 它還提供醫療行業的應用，例如定制骨科的生產。 耐熱、耐腐蝕和耐磨損的特性使其在航空航天和汽車工業中廣泛用於生產零件。 然而，打印非常耗時，在某些情況下，在微觀層面上，打印出來的不銹鋼通常是高度多孔的，這使得它們很脆弱並且容易斷裂。

其他常見的 3D 打印材料

• 陶瓷：陶瓷具有可以承受極端壓力和溫度而不會翹曲或破裂的特性。 它不太可能被腐蝕並且不易磨損，因此比金屬和塑料更具優勢。 它們在高精度作品中很受歡迎，並提供光滑、有光澤的飾面。 它們還對熱、酸和鹼液具有很強的抵抗力。 缺點是它們需要非常高的溫度才能熔化，而且很脆弱，而且對於零件組裝生產來說並不是特別好的選擇。
• 紙：紙可以作為3D打印的材料，可以打印出來讓它有木頭的感覺。 然而，3D 紙質打印品缺乏耐用性和其他材料的細節。 它在乾燥時很容易收縮，這使得獲得確切的尺寸成為一個問題。
• 食物：食物也被用作 3D 打印的材料。 您可以製作大量食品，包括果泥、果凍、奶酪。 美國國家航空航天局也在使用這項技術，還可以幫助限制食物浪費。

3D 打印概述

3D 打印也稱為增材製造 (AM) 可以幫助您使用軟件創建對象的設計，然後 3D 打印機通過添加一層又一層的材料直到形成對象的形狀來創建對象。 最終物體可以使用任何數量的印刷材料製成，包括塑料、金屬、粉末、細絲和紙。

3D 打印帶來的好處包括生產週期短； 簡單快速的原型製作； 快速的可定制性和適應性； 創建複雜形狀的能力； 成本效益; 並減少浪費。 由於它可以分層打印零件，它徹底改變了生產系統。 這使得在一次運行中創建具有內部結構或子組件的複雜對象成為可能，這在以前使用傳統的生產方式很難做到。

這種生產方式的另一個創新是增加而不是減少材料。 在這裡，原材料被添加來建造一個物體，而不是移除或報廢材料。 這使得大規模製造運行無需單獨的工具或手工製作。 這反過來又有助於節約原材料並創建高效的設計和生產流程。

2020 年，全球 3D 打印行業的價值約為 126 億美元。預計 2020 年至 2023 年期間將以約 17% 的年增長率增長。3D 打印技術真正具有創新性，並已成為一種用途廣泛的多功能技術廣泛的行業採用的應用程序。

3D 打印機

本質上，3D 打印機就像一台噴墨打印機，它使用各種材料創建實體 3D 模型，而不是生成簡單的紙質文檔。 3D 打印機是一種增材製造形式，它使用材料和精密工具從頭開始創建 3D 對象。 有許多不同的 3D 打印機軟件工具可用，從工業級到開源。 使用 3D 打印機，您幾乎可以製作玩具、機器零件、珠寶甚至蛋糕等任何東西。

他們正在用一台機器取代傳統的工廠生產線。 通過可打印文件，您可以使用普通 PC 連接到 3D 打印機，然後按“打印”即可立即進行 3D 打印。 您企業的桌面 3D 打印機可以提供無限的機會。 儘管打印速度可能因型號和您使用的特定材料而異。 但是，它仍然是一種快速的選擇，可以在很短的時間內生產原型、零件和創建您需要的任何東西。 它們還可以幫助以傳統製造成本的一小部分製造高質量的工業零件。 您還可以進行創新並為您的設計添加調整，從而允許您相應地開發和更改材料。 事實上，這裡是當今市場上適合小型企業的最佳 3D 打印機的一個很好的選擇。

3D 打印簡史

1980 年代日本發明家 Hideo Kodama 獲得 3D 打印機專利後，首次出現了對 3D 打印可行性的認真考慮。 他基於增材製造的模型來創建模型和原型。 但自 1940 年代以來，科學家們一直在考慮使用增材製造技術生產 3D 模型的想法。 以前稱為快速原型設計，它旨在允許使用 3D 計算機輔助設計 (CAD) 快速製造物理零件、模型或裝配。 今天，該技術已經滲透到幾乎所有行業，並繼續推動創新。

3D打印有什麼用途？

3D 打印在當今的多個行業中都很流行，從航空到教育，從時尚到食品。 以下是一些採用 3D 打印的主要行業。

教育

學校和大學現在正在將 3D 打印方法納入他們的課程。 這是因為該過程可以幫助學生在不需要昂貴的工具和設備的情況下創建原型。 有了它，學生可以通過顯著消除屏幕上的想法和圖像與物理 3D 對象之間的差距，輕鬆設計和製作模型。

學生通過探索設計、工程和建築原理來了解各種 3D 打印應用。 他們還可以復制模型、化石等物品，輕鬆設計建築模型，研究器官的橫截面，製作分子和化合物的 3D 模型等等。

航空業

對於航空業，3D 打印正在幫助提供製造和原型設計解決方案 航空業正在使用 3D 打印來製造飛機面板部件、飛機發動機部件、3D 噴氣發動機模型，並在單件中生產複雜的部件。 這反過來有助於簡化組裝，同時保持質量標準。 它還通過優化材料使用和按需生產組件來節省成本，從而降低存儲成本。 同樣，它正在降低工具成本和浪費。

汽車

汽車行業使用 3D 打印已經有一段時間了。 有了它，公司正在打印備件、工具、固定裝置並試驗新型汽車的原型。 最後一點，3D打印大大減少了汽車製造的研發以及設計和生產階段。

建築

在建築和建築行業，3D 打印被用來製作建築物的詳細模型。 這使建築師能夠輕鬆地修改 3D 結構並通過更快、更實惠的原型設計來測試不同的市場潛力。 它可以幫助他們快速製作建築物、橋樑和其他建築結構的複雜比例模型。

醫療的

醫療領域也受益於 3D 打印，並有助於在治療、培訓和研究方面帶來創新。 如今，3D 打印被用於製造定制的假肢、假牙、植入物、助聽器等。 外科醫生使用精確複製的 3D 打印模型來練習複雜的手術或移植。

有人樂觀地認為，借助 3D 生物打印，科學家們可能在不久的將來能夠實際打印組織，以便使用供體 DNA 製造身體部位，以防止移植患者排斥器官。 已經開發了 3D 打印的組織工程應用程序用於有效的藥物試驗測試。

珠寶

在製作珠寶時，3D 打印機可讓您嘗試傳統珠寶製作方法無法實現的設計。 使用 3D 打印機製作珠寶有兩種方法。 您可以直接從 3D 設計中創建對象，或使用 3D 創建用於鑄造珠寶的模具。 該技術也可用於原型設計。

機器人技術

許多機器人公司已經開始在他們的機器人設計中使用 3D 打印，因為該技術通過 3D 打印創造的靈活性和定制化提供智能製造。 有了它，快速原型製作成為可能，從而能夠基於測試和試驗快速改進設計。 這是一個好消息，因為它有助於為需要精度的智能製造開發機器人技術。

藝術

藝術家們還通過將 3D 模型整合到他們的作品中來利用 3D 打印的好處。 該技術僅通過使用草圖或照片直接從他們的計算機創建令人驚嘆的雕塑，從而使雕刻變得相對容易。 它們被用來相對輕鬆地創作現實的藝術作品，例如道具、服裝和復製品。

製造業

製造中 3D 打印的主要吸引力在於它使整個製造過程快速且具有成本效益。 製造商比以往任何時候都更能快速製作原型，按需打印，因此，使用易於訪問的技術最大限度地減少生產浪費。 由於 3D 打印的速度和低成本，製造商縮短了產品生命週期，以便在更短的時間內改進和增強產品。

什麼是3D打印過程？

簡而言之，3D 打印包括添加過程，通過該過程將材料層一層一層地構建以創建 3D 對象。 3D 打印的類型可能因用途和使用的材料而異。 但是 3D 打印過程需要這些簡單的步驟：

1. 您可以使用 PC 進行數字設計，使用 3D 掃描儀掃描 3D 對像或選擇要打印的 3D 照片。
2. 您將需要計算機輔助設計 (CAD) 將您的圖像轉換為 STL 文件，以便您的 3D 打印機打印該對象。 流行的 CAD 軟件包括 Morphi、BlocksCAD、TinkerCAD 等。
3. 您將需要根據您的特定需求選擇用於打印 3D 對象的材料，這可能是塑料、陶瓷、金屬或其他材料。
4. 最後，您按下“打印”，讓您的 3D 打印機打印您的對象

什麼是最好的 3D 軟件？

如今，3D 打印在多個行業中的普及導致了眾多 3D 設計程序的創建。 每個都有其用於不同的 3D 設計和打印方法的用途。 這是當今可用的最佳 3D 打印軟件的精選。

形狀

Onshape 配備 CAD、3D 打印工作流程、協作、分析、管理工具和一個包含 50 多個工程應用程序的 API。 它通過實時分析和對公司設計和製造流程的前所未有的可見性，幫助設計團隊更快地協作並做出業務決策。 該 CAD 軟件主要用於對先進機器人、生物醫學設備、工業機械、農業設備和消費產品進行建模。 它的訂閱價格很高，每位用戶一年 1,500 美元。

犀牛

Rhinoceros 是一款功能強大且用途廣泛的建模軟件，用於創建 3D 設計。 您可以相對輕鬆地創建、編輯、分析、記錄、渲染和動畫 3D 模型。 主要由建築設計師和室內設計師使用，它允許他們在施工前將空間可視化。 使用 Rhinoceros 時，您可以輕鬆地將手繪草圖轉換為 3D 可視化，而其複雜性、程度或大小不受硬件限制。 它可通過許可獲得，每個許可 915 美元。

融合360

Fusion 360 適用於生產高級 3D 零件並需要同樣先進的軟件對其進行建模的任何人。 它被吹捧為最好的 CAD 軟件套件之一，但它與 3D 打印密切相關。 Fusion 360 配備基於雲的 3D 建模、CAD、CAM、CAE 和 PCB 軟件平台，用於產品設計和製造。 它提供了廣泛的應用程序來設計和設計適合設計、工程、電子和製造的產品。 明智的付款用戶可以選擇每月 60 美元的標准許可費，無需承諾或每年支付 347 美元。

TinkerCAD

Autodesk 的 TinkerCAD 是一款免費的在線 3D 建模和編碼軟件，專為初學者設計。 它具有直觀的塊構建概念，允許用戶從一組基本形狀開發模型。 TinkerCAD 帶有一個包含數百萬個文件的庫，可幫助用戶找到適合其特定項目的模型。 這款簡單的軟件可與第三方打印服務交互，並附帶可在線或在課堂上使用的課程計劃。 設計師、愛好者、教師或孩子可以使用它來製作玩具、原型、家居裝飾、Minecraft 模型、珠寶等。

紮實的​​作品

Solidworks CAD 軟件提供了一套用於製造、裝配、模擬和 3D 打印的編輯工具。 它向 3D 打印的工業方面傾斜。 通過參數化設計，有助於闡明設計意圖和設計響應之間的關係。 一個關鍵特性是它允許相互關聯的屬性，並且可以在更改一個屬性時自動更改其特性。 此建模過程使用戶能夠為高性能零件和裝配體創建 3D 模型。 通常由專業 3D 設計師使用，它分為標準、專業和高級三個等級。

最佳 3D 打印設計的 3D 打印技術

創建設計後，就可以打印了！ 您會發現各種各樣的 3D 製造方法可供選擇。 您選擇的方法取決於您想要打印的材料以及產品的設計行業。 以下是 3D 打印方法及其用途的一些主要示例。

熔融沈積建模 (FDM)

被認為是最知名的增材製造形式之一，它的工作原理是將固體塑料或其他材料的細絲推入熱端，然後將熔融材料的細流分層擠出，以構建所需的 3D 部件。 在這裡，打印頭的移動一次被控制一層，以定義打印的形狀。

該工藝用於汽車、製造、醫藥和航空等行業的原型設計和快速製造。 它主要使用用於 3D 打印的塑料材料和聚合物，例如 ABS、聚碳酸酯 (PC)、聚乳酸 (PLA)、聚對苯二甲酸乙二醇酯 (PETG) 等。

立體光刻 (SLA)

立體光固化成型 (SLA) 或樹脂打印是一種逐層打印的 3D 打印形式，使用液態塑料樹脂，利用光硬化，使其發生化學反應以形成硬化塑料。 它可用於創建原型、模型、組件和計算機硬件。

此過程有助於創建精細的特徵和光滑的表面光潔度。 它的應用包括製造、印刷定制工具、模具、珠寶、醫藥以及許多其他應用。 儘管立體光刻速度很快並且幾乎可以產生任何設計，但它可能很昂貴。

材料噴射（Polyjet）

此過程的工作方式與噴墨打印類似，但不是在頁面上放置墨水，而是從一個或多個打印頭沉積液體材料層。 它有助於生成高度準確的全彩色視覺原型。 其應用可用於教學、汽車、醫藥、製作模具和鑄造模型。

儘管它是一種精密工藝，但它是最昂貴的 3D 打印方法之一，其部件不堅固且隨著時間的推移而退化。 這個過程也允許創建電子設備。

選擇性激光熔化和選擇性激光燒結 (SLM/SLS)

選擇性激光熔化 (SLM) 技術使用高功率密度的激光將金屬粉末熔化並熔合在一起。 它主要使用多種金屬，包括鈦、銅、鎳、鋁和鈷，用於醫療、汽車、航空甚至珠寶等行業。

在這個過程中，您可以生產出具有優異物理性能的部件，這些部件通常比傳統金屬更堅固，並且具有良好的表面光潔度。 這在原型設計和工具中也很方便。

粘合劑噴射

粘合劑噴射工藝需要在構建平台上沉積一層薄薄的粉末材料，例如金屬、聚合物樹脂或陶瓷。 然後它滴下由打印頭沉積的粘合劑以將顆粒粘合在一起。 粘合劑噴射用於各種應用，包括創建全彩原型、模具和低成本 3D 打印金屬部件。

此過程中使用的常用材料是陶瓷和金屬。 它還可用於工業應用、牙科和醫療設備、航空航天、零件鑄造等。

熔絲製造 (FFF)

熔絲製造 (FFF) 是一種 3D 打印工藝，它使用熱塑性材料的連續長絲。 長絲從一個大線軸通過一個移動的、加熱的打印機擠出機頭進料，並沉積在生長的工件上。 該工藝用於航空航天、醫學、機器設計甚至食品領域的原型設計和快速製造等應用。

這個過程有助於融合多種材料，包括熱塑性塑料、木材和金屬注入的熱塑性塑料，甚至是食物。 這被認為是最便宜的 3D 打印機技術之一，因為它使用廉價的材料。 切換材料也很容易，讓您可以使用多種不同的材料進行快速打印。

電子束熔化 (EBM)

在電子束熔煉 (EBM) 中，原始金屬粉末或線材被置於真空下，並通過電子束產生的熱量熔合在一起。 熱工藝有助於生產沒有殘餘應力的零件，真空確保清潔和受控的環境

這種技術利用了整個金屬粉末，從而產生了高密度產品。 因此，它主要用於醫療、航空和汽車行業。

數字光處理 (DLP)

數字光處理 (DLP) 類似於立體光刻，因為它使用光聚合物。 主要區別在於光源。 DLP 技術使用更傳統的光源，例如帶有液晶顯示面板的弧光燈。 然後將其一次性應用於光聚合物樹脂桶的整個表面，通常使其比立體光刻更快。 因此，它可以生產出具有出色分辨率的高精度 3D 打印部件，非常適合原型生產。

3D 打印的未來

3D 打印正在徹底改變製造業。 它為原型設計和製造提供了快速且經濟實惠的解決方案。 它使製造過程民主化，曾經專業化和工具是工業成功的先決條件。 而 3D 打印現在正在迅速縮小差距。 3D 打印商業理念的應用不斷湧現，跨越各行各業。 隨著 3D 打印技術的不斷改進，如果在不久的將來 3D 打印機將成為我們家庭和辦公室的常見物品，請不要感到驚訝。

什麼是簡單的 3D 打印？

簡單地說3D打印就是 一種創建三維立體對象的方法。 3D 對像是通過使用專門設計的 3D 打印機逐層構建而創建的。 您可以使用不同的材料打印 3D 對象，包括塑料、金屬、陶瓷甚至食品。

3D打印與傳統製造有什麼區別？

傳統製造需要熟練的勞動力、額外的材料，例如用於注塑成型的模具、工具等，以生產有限和專業的物品。 另一方面，3D 打印只需要 CAD 軟件、PC、3D 打印機和打印材料即可在極短的時間內生產出環保的 3D 對象。

3D打印的主要用途是什麼？

3D 打印為企業實現簡單的原型製作提供了巨大的機會。 它還使他們能夠創建難以用其他方法生產的設計以及構建高質量的產品。

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