14.1 3D打印概述

14.1.1 3D打印定义

三维打印（3D打印，下同）技术出现在20世纪90年代中期，是采用材料逐渐累加的方法制造实体零件的技术，相对于传统的材料去除-切削加工技术，是一种"自下而上"、“从无到有”的制造方法，因此3D打印又称增材制造（(Additive Manufacturing，简称AM），它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。近二十年来，AM技术取得了快速的发展，快速原型制造(Rapid Prototyping)、三维打印(3D Printing )、实体自由制造(Solid Free-form Fabrication)之类各异的叫法分别从不同侧面表达了这一技术的特点。

3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工（AEC）、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。

3D打印常用材料有尼龙玻纤、聚乳酸、ABS树脂、耐用性尼龙材料、石膏材料、铝材料、钛合金、不锈钢、镀银、镀金、橡胶类材料。

14.1.2 技术特征

1.可以制造任意复杂的三维几何实体。由于采用离散／堆积成型的原理．它将一个十分复杂的三维制造过程简化为二维过程的叠加，可实现对任意复杂形状零件的加工。越是复杂的零件越能显示出其技术的优越性此外，尤其适合于复杂型腔、复杂型面等传统方法难以制造甚至无法制造的零件。

2.快速性。通过对一个 CAD 模型的修改或重组就可获得一个新零件的设计和加工信息。从几个小时到几十个小时就可制造出零件，具有快速制造的突出特点。

3.高度柔性。无需任何专用夹具或工具即可完成复杂的制造过程，快速制造工模具、原型或零件。

4.快速成型技术实现了机械工程学科多年来追求的两大先进目标．即材料的提取（气、液固相）过程与制造过程一体化和设计（CAD ）与制造（ CAM ）一体化。

因此，快速成型技术在制造领域中起着越来越重要的作用，并将对制造业产生重要影响。

14.1.3 增材制造三大系统工艺

液体材料增材制造系统（Liquid-Based AM System）

固体材料增材制造系统（Solid-Based AM System）

粉末材料增材制造系统（Powder-Based AM System）