金属3d打印机原理图（金属3d打印方法）

3D打印原理是什么

3D打印原理是什么

3D打印即快速成型技术的一种，又称增材制造，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。下面我为大家带来3D打印原理是什么，希望大家喜欢！

1. 技术原理

3D打印技术与激光成型技术基本上是一样的。简单来说，就是通过采用分层加工、迭加成形，逐层增加材料来生成3D实体。称它为“打印机”的原因是参照了其技术原理，3D打印机的分层加工过程与喷墨打印机十分相似。首先是运用计算机设计出所需零件的三维模型，然后再根据工艺需求，按照一定规律将该模型离散为一系列有序的单位，通常在Z向将其按照一定的厚度进行离散，把原来的三维CAD模型变成一系列的层片;然后再根据每个层片的轮廓信息，输入加工参数，然后系统后自动生成数控代码;最后由成型一系列层片并自动将它们连接起来，最后得到一个三维物理实体。

2. 优点

一、最直接的好处就是节省材料，不用剔除边角料，提高材料利用率，通过摒弃生产线而降低了成本;

二、能做到很高的精度和复杂程度，除了可以表现出外形曲线上的设计;

三、不再需要传统的刀具、夹具和机床或任何模具，就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件;

四、它可以自动、快速、直接和精确地将计算机中的设计转化为模型，甚至直接制造零件或模具，从而有效的缩短产品研发周期;

五、3D打印能在数小时内成形.它让设计人员和开发人员实现了从平面图到实体的飞跃;

六、它能打印出组装好的产品，因此它大大降低了组装成本。它甚至可以挑战大规模生产方式。

3. 缺点

任何一个产品都应该具有功能性，而如今由于受材料等因素限制，通过3D打印制造出来的产品在实用性上要打一个问号。

①强度问题：房子、车子固然能“打印”出来，但是否能抵挡得住风雨，是否能在路上顺利跑起来，仍是一个必须面对的问题;

②精度问题：由于分层制造存在“台阶效应”，每个层次虽然很薄，但在一定微观尺度下，仍会形成具有一定厚度的一级级“台阶”，如果需要制造的对象表面是圆弧形，那么就会造成精度上的偏差;

③材料的局限性：目前供3D打印机使用的材料非常有限，无外乎石膏、无机粉料、光敏树脂、塑料等，能够应用于3D打印的材料还非常单一，以塑料为主，并且打印机对单一材料也非常挑剔。

4.3D打印技术在高分子材料中的应用

1. 高分子原材料的种类

作为3D打印的重要环节，材料方面也是起到举足轻重的作用的，目前常用的3D打印高分子材料有聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯和ABS等。在光固化立体印刷中的齐聚物的种类繁多，其中应用较多的主要包括如聚氨酯丙烯酸树脂、环氧丙烯酸树脂、聚丙烯酸树脂以及氨基丙烯酸树脂。

2. 常见应用工艺

目前应用较多的3D打印高分子材料技术主要包括光固化立体印刷(SLA)、熔融沉积成型( FDM)、选择性激光烧结(SLS)等。

5.光固化立体印刷

光固化3D打印(SLA)工作原理与喷墨打印类似，在数字信号的控制下，喷嘴工作腔内的液体光敏树脂在瞬间形成液滴，在压力作用下喷嘴喷出到指定的位置，然后通过紫外光对光敏树脂固化，固化后逐层堆积，得到成形零件。成形过程如下：首先根据零件截面的形状，控制打印喷头沿X、Y轴运动，在既定截面的相关实体区域打印实体材料，在支撑区域打印支撑材料，并在紫外光的照射下进行固化，然后打印平台沿Z轴下降一定高度，喷头接着打印固化下一层，如此逐层打印固化直至工件的完成，最后除去工件中的支撑材料即可获得所需的工件。

光固化3D打印材料由光固化实体材料与支撑材料组成，其中支撑材料根据其固化方式不同又可分为相变蜡支撑材料和光固化支撑材料。光固化支撑材料通常俗称光敏树脂，主要由齐聚物、反应性稀释剂(活性单体)、光引发剂以及其它助剂组成。国外由于起步较早，并且3D打印机能够为光敏树脂的研究提供实验器材的支持，因而国外在3D打印光敏树脂做的较为成熟。目前国外做的最好的就是以色列OBJET公司以及美国的3DSystems公司，这两个公司占据了绝大部分3D打印光敏树脂的市场。但是这些公司把光敏树脂作为核心技术，成果很少对外公布，并且将这些光敏树脂与其生产的光固化3D打印机捆绑销售。

6. 光固化3D打印原理图

光固化立体印刷制备生物可降解支架材料的高分子原料包括光敏分子修饰的聚富马酸二羟丙酯(PPF)聚(D，L-丙交酯)(PLA)聚( -己内酯)(PCL)、聚碳酸酯、以及蛋白质多糖等天然高分子. 为了降低液态树脂原料的黏度，还需要加入小分子的溶剂或稀释剂，常用的如可参与光聚合反应的富马酸二乙酯(DEF)和N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)，以及不参与聚合反应的乳酸乙酯，该技术获得的3D成型材料具有可调控的孔尺寸孔隙率贯通性和孔分布。

7.熔融沉积成型

熔融沉积成型( FDM) 是采用热熔喷头，使得熔融状态的材料按计算机控制的路径挤出沉积，并凝固成型，经过逐层沉积凝固，最后除去支撑材料，得到所需的`三维产品(图2 )。FDM技所使用的原料通常为热缩性高分子，包括ABS、聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯等.该技特点是成型产品精度高表面质量好成型机结构简单无环境污染等，但是其缺点是操作温度较高。

近年来，利用FDM技术制备生物医用高分子材料也受到越来越多的重视，尤其是以脂肪族聚酯为原料制备生物可降解支架材料，取得了相当多的进展。材料的性质受到压力梯度熔体流速温度梯度等影响，聚酯与无机粒子的复合物也能用于熔融沉积成型制备3D支架材料。

8.选择性激光烧结

选择性激光烧结(SLS)是采用激光束按照计算机指定路径扫描，使工作台上的粉末原料熔融粘结固化。当一层扫描完毕，移动工作台，使固化层表面铺上新的粉末原料，经过逐层扫描粘结，获得三维材料。与SLA技术通过紫外光逐层引发液态树脂原料发生聚合或交联反应不同，SLS技是通过激光产生高温使粉末原料表面熔融相互粘结来形成三维材料。SLS技术常用的原料包塑料陶瓷金属粉末等。其优点是加工速度快，无需使用支撑材料，但缺点是成型产品表面较糙，需后处理，加工过程中会产生粉尘和有毒气体，而且持续高温可能造成高分子材料的降解，及生物活性分子的变形或细胞的凋亡，该技术不能用于制备水凝胶支架。以生物可降解高分子为原料，利用SLS技术，也是制备外部形态和内部结构可控3D医用高分子材料的有效途径。对支架性能产生影响的主要参数包括颗粒尺寸激光能量激光扫描速率部分床层温度等。

9.3D打印技术高分子材料的应用行业介绍

(1)机械制造：3D打印技术制造飞机零件、自行车、步枪、赛车零件等。

(2)医疗行业：在医学领域，借助3D打印制作假牙，股骨头、膝盖等骨关节技术应用也非常广，技术越来越成熟。

(3)建筑行业：工程师和设计师们已经接受了用3D打印机打印的建筑模型，这种方法快速、成本低、环保，同时制作精美，完全合乎设计者的要求。同时又能节省大量材料。

(4)汽车制造行业：用3D打印技术为汽车公司制造自动变速箱的壳体。汽车公司会对变速箱进行各种极端状况下的测试，其中一些零件就是用3D打印方法做的。定型了以后，再开模具，然后按照传统制造方法批量生产.这样成本就会大大降低。

3D打印技术代表制造业发展新趋势，它和其他一些数字化生产模式的涌现将推动实现第三次工业革命。可以充分应用高分子材料的成型技术中，制备复杂的一体化高分子材料器件，高分子医用行业将成为3D打印技术带来发展机遇，同时高分子材料将为3D打印技术提供轻质、高强、耐腐蚀的特点。

10.限制因素

10.1.材料的限制

3D打印胚胎干细胞虽然高端工业印刷可以实现塑料、某些金属或者陶瓷打印， 但无法实现打印的材料都是比较昂贵和稀缺的。另外，打印机也还没有达到成熟的水平，无法支持日常生活中所接触到的各种各样的材料。

研究者们在多材料打印上已经取得了一定的进展，但除非这些进展达到成熟并有效，否则材料依然会是3D打印的一大障碍。

10.2.机器的限制

3D打印技术在重建物体的几何形状和机能上已经获得了一定的水平，几乎任何静态的形状都可以被打印出来，但是那些运动的物体和它们的清晰度就难以实现了。这个困难对于制造商来说也许是可以解决的，但是3D打印技术想要进入普通家庭，每个人都能随意打印想要的东西，那么机器的限制就必须得到解决才行。

10.3.知识产权的忧虑

在过去的几十年里，音乐、电影和电视产业中对知识产权的关注变得越来越多。3D打印技术也会涉及到这一问题，因为现实中的很多东西都会得到更 加广泛的传播。人们可以随意复制任何东西，并且数量不限。如何制定3D打印的法律法规用来保护知识产权，也是我们面临的问题之一，否则就会出现泛滥的现象。

10.4.道德的挑战

3D打印枪械[14]道德是底线。什么样的东西会违反道德规律是很难界定的，如果有人打印出生物器官和活体组织，在不久的将来会遇到极大的道德挑战。

10.5.花费的承担

3D打印技术需要承担的花费是高昂的。第一台3D打印机的售价为1万5。如果想要普及到大众，降价是必须的，但又会与成本形成冲突。

每一种新技术诞生初期都会面临着这些类似的障碍，但相信找到合理的解决方案3D打印技术的发展将会更加迅速，就如同任何渲染软件一样，不断地更新才能达到最终的完善。

;

金属3D打印的工作原理是什么？

传统的打印喷出的是油墨，而3D打印就像在盖房子，它实际上是让打印机将一层层细小颗粒材质叠加，用材料层叠堆积，最终形成具有空间感的物体，物体的三维图像以计算机编码的形式储存在电脑中，根据电脑的指令，打印机会以粉末的状态，把物体的形象打印出来，实际上打印的过程是一个有序堆积过程，不同层次的粉末的粘接，一层一层地把这个物体堆积的过程就是3D打印。

因为3D打印技术就是选择性激光烧结技术，首先在电脑上完成前期图形设计，在通过3D打印机用高能量激光烧熔塑料、金属或者是玻璃粉末等等细小颗粒，使之变成所需的三维形状的切片，烧结机器通过把这些切片一层一层累积起来，从而得到所要求的部件。这就是金属3D打印技术原理.

金属3D打印机工作原理是什么？

金属3Duv打印机工作原理：

1、金属3Duv打印机本质上是压电式喷墨打印设备的一种；

2、uv墨水本身可以跟阳光中的紫外线发生反应，造成凝固，所以在保存和运输过程中，需要用黑色瓶子，避免接触到阳光；

3、通过led冷光源灯发出的紫外线波与uv墨水中的光敏固化剂起反应，造成uv墨水中的颜料分子固化在材质表面上的。

3D打印机是如何工作的？

首先，这种设备的种类可以简单地分成两类，纵维立方FDM和光固化打印机原理和普通打印机一样，但是打印材料不同。3d打印机采用可粘合材料，包括金属、树脂、塑料、陶瓷等。

在计算机上制作物品的三维模型，然后将模型分解为数个片状，3D打印机可逐层打印，同时粘接生成立体对象。3d打印一般需要结果创建模型、分层和切片、以及打印中和后处理的四个主要阶段。

1：在使用建模软件做3D模型，这类软件要真正掌握还需要一段时间。对于不会使用3D建模软件的人，也可以使用简单的建模软件，甚至儿童也可以使用，绘制2d图形，可以自动生成3d模型。从3D模型网站下载现成的3D模型是一个比较便捷的方法，大多数人得模型都是这样来的。

2：模型切片是使用3D打印机的很重要一步。一般来说，机器都会配有切片软件，只要根据说明书进行切片操作就好。

3：在开始打印之前，要先检查模型中各参数是否正确。

4：后期的处理，需要经过去支撑、打磨、抛光组装、上色、表面处理等等

总结：现在市场上主要的3D打印技术，FDM和光固化打印机原理其实并不难，经过科研人员的不断努力，我国的3D打印技术已经走在世界前列。在工业制造领域，我国3D打印开发了铸锻铣一体化金属3D打印技术数控机床，成为世界领域第一，打破了西方垄断。3D打印技术在我国得到了快速的发展，天眼查数据显示，国内的3D打印相关企业超过4万家。随着3D打印技术的发展和越来越多人理解FDM和光固化打印机原理，3D打印机的生产成本将继续下降，可能不会使用几年，3D打印机会进入普通家庭，然后你可以随心所欲地打印你想要的东西。

3D打印机的技术原理是什么？

三维打印主要是一个不断添加的过程，在计算机控制下层叠原材料。[2]三维打印的内容可以来源于三维模型或其他电子数据，其打印出的三维物体可以拥有任何形状和几何特征。三维打印机属于工业机器人的一种。

日常生活中使用的普通打印机可以打印电脑设计的平面物品，而所谓的3D打印机与普通打印机工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，普通打印机的打印材料是墨水和纸张；

而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是实实在在的原材料，打印机与电脑连接后，通过电脑控制可以把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。

通俗地说，3D打印机是可以“打印”出真实的3D物体的一种设备，比如打印一个机器人、打印玩具车，打印各种模型，甚至是食物等等。之所以通俗地称其为“打印机”是参照了普通打印机的技术原理，因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似。这项打印技术称为3D立体打印技术。

3D打印存在着许多不同的技术。它们的不同之处在于以可用的材料的方式，并以不同层构建创建部件。 3D打印常用材料有尼龙玻纤、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。

应用

增材制造技术的应用始于20世纪80年代，涵盖产品开发，数据可视化，快速成型和特殊产品制造领域。在90年代增材制造技术在生产领域（分批生产、大量生产和分布式制造）的应用有了进一步发展。

21世纪早期增量生产在工业生产的金属加工领域也第一次达到了前所未有的规模。21世纪初，增材制造相关器械销量大幅增加，价格大幅下降。咨询公司Wohlers Associates称，2012年三维打印机和三维打印服务在全球的价值为22亿美元，比2011年增加29%。

增材制造技术同时也派生出许多应用服务，涵盖建筑、工程建造（AEC）、工业设计、汽车、航空[70]、军事、工程学、口腔和医药工业、生物科技（人体器官移植）、时尚、鞋类、珠宝、眼镜、教务、地理信息系统、饮食等领域。

增量技术最早应用于工具生产。其中最早的增量技术应用之一就是快速成型制模法，旨在减少制作新部件新设备模型的时间与开销，因为原先采用的减量制造法速度慢而且昂贵。随着增材制造技术的日趋成熟，在商界的存在感日益增强，它常以新颖的甚至有时难以预料的方式渗入生产终端。

原先减量技术独霸一方的领域渐渐的也出现了增量技术的身影，在有些应用中，增量技术甚至可以获取更高的利润。

以上内容参考 百度百科-3D打印

3D打印技术原理

原理技术

日常生活中使用的普通打印机可以打印电脑设计的平面物品，而所谓的3D打印机与普通打印机工作原理基本相同，只是打印材料有些不同。

普通打印机的打印材料是墨水和纸张，而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是实实在在的原材料，打印机与电脑连接后，通过电脑控制可以把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。

通俗地说，3D打印机是可以“打印”出真实的3D物体的一种设备，比如打印一个机器人、打印玩具车，打印各种模型，甚至是食物等等。

之所以通俗地称其为“打印机”是参照了普通打印机的技术原理，因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似。这项打印技术称为3D立体打印技术。

扩展资料：

3D打印（3DP）即快速成型技术的一种，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。

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。

参考资料：百度百科---3D打印技术