一文读懂现代3D打印到底是什么

3D打印是近年比较火的一种技术，好多行业都因为它发生了很大的变化，但乍一听上去，又觉得很神秘、很高科技，今天咱们就来聊聊这个高端的3D打印。

一、3D打印是什么“神奇魔法”？

简单说，3D打印和咱们平常理解的制造东西的方法完全不一样。咱平时常见的制造，像车削、打磨，都是从一大块材料上，一点点把不要的部分去掉，最后得到想要的东西，这就好比做减法。

但3D打印呢，是按照电脑里设计好的三维模型，把材料一层一层堆起来，直接造出一个立体的物体，就像做加法。

打个比方，传统制造就像雕刻石头，把多余的石头一点点凿掉；3D打印就像搭积木，一块一块往上垒，最后搭出你想要的造型。我这么打比方，你是不是一下子就懂了？

二、3D打印是怎么工作的呢？

第1步，先三维建模，也就是画个“蓝图”

这可是3D打印的第一步，就跟咱们盖房子得先有设计图一样。你要是有点设计基础，可以用专业的CAD软件，尽情发挥你的创意，设计出独一无二的三维模型。

要是你跟我一样，对设计不太在行，也别担心，网上有好多3D模型网站，直接下载现成的就成。比如说，你想打印一个自己专属的小摆件，就在软件里把它的样子、大小都设计好，或者去网上找个喜欢的摆件模型下载下来。

第2步，切片处理：把模型“切成薄片”

模型设计好或者下载好后，就得把它导入到切片软件里。这个软件会把整个三维模型切成一层一层薄薄的片，然后生成打印机能看懂的指令代码。

这些代码会详细告诉打印机每一层该是什么形状、多大尺寸，先打印哪部分、后打印哪部分。这就好比把一个大蛋糕切成好多薄薄的片，每一片都有它特定的样子和摆放顺序。

第3步，打印过程，“堆积材料变魔法”

3D打印机收到指令后就开工啦！它会从下往上，一层一层地堆积材料。不同类型的3D打印机，用的材料和打印方式也不太一样。

常见的FDM打印机，会把丝状的热塑性材料加热熔化，通过喷头像挤牙膏一样挤出来，按照指令一层一层地堆；

SLA打印机呢，是用紫外线照射液态树脂，让树脂一层一层固化成型。你看，是不是还挺有意思的？

第4步，打印后处理，“给成品打扮打扮”

打印完可还没完事儿，打印出来的东西可能还得再加工一下。比如说，有些复杂形状的物体，打印的时候为了防止变形，加了支撑结构，打印完就得把这些支撑去掉；

然后再打磨、抛光，让物体表面更光滑；要是你还想让它更好看，就可以给它上个色。这就像你搭完积木后，得把一些辅助搭建的东西拆掉，再把积木表面弄平整，最后给它涂上漂亮的颜色。

三、3D打印到底好在哪？

1. 高度定制化：你的专属“私人定制”

3D打印能根据每个人的需求，轻松做出独一无二的产品。比如定制只属于你的珠宝首饰，或者按照患者身体结构定制义肢、医疗器械，完全贴合你的需求。

你可以告诉设计师自己想要的珠宝样式，或者根据自己身体的尺寸定制义肢，这些用3D打印都能实现，这就真正意义上满足了个性化、特殊化需求。

2. 复杂结构制造：再复杂都不怕

它可以轻松做出传统工艺很难实现的复杂形状和内部结构。像航空发动机里那些特别复杂的零部件，用3D打印一次就能成型，生产效率和产品性能都大大提高。以前那些复杂的零部件，可能要经过好多道工序才能做出来，现在3D打印直接一次性搞定。

3. 节省材料：不浪费一点“资源”

因为3D打印是按需堆积材料，几乎不会浪费材料。这对于一些特别贵的材料来说，能省下不少成本呢。

不像传统制造，会有很多材料被切割掉浪费掉，3D打印把材料都用在了该用的地方。

4. 缩短研发周期：快速“更新换代”

在产品研发的时候，用3D打印能很快做出原型，设计师发现问题能马上修改，产品上市速度就加快了。

以前设计新产品，做个样品可能要花很长时间，现在用3D打印很快就能做出来，发现问题也能马上修改。

四、3D打印都用在哪些方面？

1. 医疗领域：“医生的好帮手”

在医疗方面，3D打印可帮了大忙。它能打印人体器官模型，医生做手术前可以先在模型上模拟手术过程；

还能定制个性化的植入物，像骨科植入物、牙科矫正器等，让治疗效果更好。

医生可以根据患者的具体情况，打印出器官模型，提前规划手术，还能定制适合患者的植入物，让治疗更精准。

2. 航空航天：“助力飞天梦想”

航空航天领域也少不了3D打印。它能制造航空发动机零部件、卫星部件等，这些部件不仅重量减轻了，性能还提高了，而且生产周期和成本都降低了。

航空航天对零部件要求很高，3D打印能做出又轻又高性能的部件，还能缩短生产时间和成本。

3. 汽车制造：“汽车生产新助手”

汽车制造也会用到3D打印。可以用它制造汽车零部件的原型，用来做设计验证和测试；要是有特殊需求，还能小批量生产一些定制化的零部件。

汽车公司可以用3D打印快速做出零部件原型，测试没问题后再小批量生产一些定制的零部件。

4. 建筑行业：“建造更快更方便”

在建筑行业，3D打印也派上了用场。可以打印建筑模型，让大家更直观地看到设计效果；甚至还能直接打印建筑构件，用到实际的建筑施工中，施工效率一下子就提高了。

以前做建筑模型可能很麻烦，现在3D打印很快就能做出来，而且还能打印建筑构件，加快施工速度。

5. 教育领域：“学习好帮手”

在教育领域，3D打印能帮学生更好地理解抽象的科学概念。把理论知识变成实实在在的物体，还能培养学生的创造力和实践能力。

比如学生学习几何图形，通过3D打印出图形实物，就能更好地理解图形的特点。

6. 艺术设计：“艺术家的新工具”

对于艺术家来说，3D打印是个超棒的工具。能把他们脑海里那些独特的创意变成实实在在的艺术品，给艺术创作带来了更多可能。艺术家可以把脑海里的奇思妙想，通过3D打印变成真实的作品。

五、3D打印还有哪些难题？

1. 材料限制：“可选材料有点少”

目前3D打印能用的材料种类还不是很多，有些高性能材料价格还特别贵。这就限制了3D打印的应用范围，成本也不好控制。

有些特殊的材料还不能用于3D打印，而且一些能用的高性能材料又很贵，这就限制了3D打印在某些方面的应用。

2. 打印速度和效率：“打印太慢啦”

要是打印一些大型或者复杂的物体，时间就会很长，生产效率不够高，没办法满足大规模工业化生产的需求。

打印一个大的物体可能要花很长时间，没办法快速大量生产，满足不了大规模生产的需要。

3. 质量和精度：“还得再提升”

虽然3D打印的精度一直在提高，但是在一些对精度要求特别高的领域，跟传统制造工艺比起来还是有差距，而且打印质量也不太稳定。有些高精度的产品，3D打印做出来的精度还比不上传统制造，而且打印出来的质量有时候不太稳定。

4. 知识产权问题：“保护原创有点难”

因为3D打印复制东西比较容易，很可能会引发知识产权侵权的问题。怎么保护原创设计，是现在急需解决的问题。别人很容易用3D打印复制你的设计，所以怎么保护自己的原创设计是个大问题。

关于3D打印的事儿，今天就给大家讲到这儿。希望这篇深入浅出的文章，能让你对3D打印有个大概的了解，也算让大家长长见识，起到真科普的作用。