科普教堂：什么是3D打印

3D打印和我們經(jīng)常見到的普通打印到底有哪些區(qū)別？首先，普通打印機(jī)打印的是平面的文件，使用的耗材為墨水或者碳粉等，而3D打印機(jī)打印出來的卻是立體的實(shí)物。這些實(shí)物的模型是利用計(jì)算機(jī)的3D建模軟件建立并進(jìn)行切片，切片數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換為特殊的代碼傳輸給3D打印機(jī)，3D打印機(jī)按照切片數(shù)據(jù)將3D模型逐層打印出來，最終打印成實(shí)物。當(dāng)然，3D打印機(jī)使用的耗材也更加多樣性，主流的3D打印技術(shù)類型有以下幾種：

一、FDM(熔融沉積快速成型)：主要材料ABS和PLA等

熔融擠出成型(FDM)工藝的材料一般是熱塑性材料，如PLA、ABS、尼龍等，以絲狀供料，材料在噴頭內(nèi)被加熱熔化。噴頭沿零件截面輪廓和填充軌跡運(yùn)動(dòng)，同時(shí)將熔化的材料擠出，材料迅速固化，并與周圍的材料粘結(jié)。每一個(gè)層片都是在上一層基礎(chǔ)上堆積而成，上一層對當(dāng)前層起到定位和支撐的作用。

二、SLA(光固化成型)：主要材料光敏樹脂

光固化成型是最早出現(xiàn)的快速成型工藝，其原理是基于液態(tài)光敏樹脂的光聚合原理工作。這種液態(tài)材料在一定波長和強(qiáng)度的紫外光照射下能迅速發(fā)生光聚合反應(yīng), 分子量急劇增大, 材料也就從液態(tài)轉(zhuǎn)變成固態(tài)。光固化成型是目前研究最多的方法，也是技術(shù)上最為成熟的方法。一般層厚在0.1到0.15mm，成型的零件精度較高。

三、DLP(光固化成型)：主要材料光敏樹脂

DLP成型技術(shù)和SLA成型技術(shù)比較相似，不過它是使用高分辨率的數(shù)字光處理器(DLP)投影儀來固化液態(tài)光聚合物，逐層的進(jìn)行光固化，由于每層固化時(shí)通過幻燈片似的片狀固化，因此速度比同類型的SLA立體打印技術(shù)速度更快。該技術(shù)成型精度高，在材料屬性、細(xì)節(jié)和表面光潔度方面可匹敵注塑成型的耐用塑料部件。

四、SLS(選擇性激光燒結(jié))：主要材料粉末材料

SLS工藝又稱為選擇性激光燒結(jié)，SLS工藝是利用粉末狀材料成形的。將材料粉末鋪灑在已成形零件的上表面，并刮平；用高強(qiáng)度的CO2激光器在剛鋪的新層上掃描出零件截面；材料粉末在高強(qiáng)度的激光照射下被燒結(jié)在一起，得到零件的截面，并與下面已成形的部分粘接；當(dāng)一層截面燒結(jié)完后，鋪上新的一層材料粉末，選擇地?zé)Y(jié)下層截面。

相關(guān)政策：3D打印政策

隨著全球各主要經(jīng)濟(jì)體都在大力推進(jìn)工業(yè)4.0制造業(yè)的復(fù)興，工業(yè)4.0正在全球范圍內(nèi)發(fā)揮越來越重要的作用，工業(yè)機(jī)器人、3D打印、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、虛擬現(xiàn)實(shí)和人工智能等的迅速發(fā)展將為整個(gè)人類文明的走向帶來巨大變革。

2015年5月19日，國務(wù)院正式印發(fā)了《中國制造2025》。這份被認(rèn)為是中國版的“工業(yè)4.0"發(fā)展規(guī)劃，在該規(guī)劃中，3D打印(增材制造)作為代表性的新興技術(shù)占有重要位置，在全文中共出現(xiàn)6次，貫穿于背景介紹、國家制造業(yè)創(chuàng)新能力提升、信息化與工業(yè)化深度融合、重點(diǎn)領(lǐng)域突破發(fā)展等重要段落，并融入于推動(dòng)智能制造的主線。

應(yīng)用領(lǐng)域：3D打印能做什么

在全球市場上，3D打印應(yīng)用領(lǐng)域集中在消費(fèi)電子產(chǎn)品、工業(yè)器械、汽車、航空航天、醫(yī)療、牙科、建筑或科研等領(lǐng)域。在我國，3D打印在個(gè)人使用方面已經(jīng)擁有較強(qiáng)的基礎(chǔ)，并逐步在向家庭應(yīng)用延伸；在教育領(lǐng)域正逐漸全面普及，并在企業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。