原文地址：（需要翻墙）https://ordina-jworks.github.io/iot/2018/09/28/3D-Printing-Intro.html
文章发表日期：2018-09-28
第一次尝试翻译这么一篇大且长的文章，如果读着感觉不太通常或者有错误的地方，请多包涵..

介绍

3D打印是一个长期被炒作的术语。这种技术本质上不是新技术，但现在比以往任何时候都更好，每个人都可以使用。今天，我们将深入探讨3D打印的世界，以及它在未来几年为我们和全世界带来的真正体验。

什么是 3D 打印

基本上3D打印可以描述为：通过使用3D打印机使用3D建模技术建好的物品。它提供了一种快速原型制作的新方法，无需制造非常昂贵的模具或模板。

长期以来，它一直被下面这些大的领域（big thing）所炒作：

• 日常使用：重新创建物体，更换破损的部件
• 医疗用途：创造适合患者的特定支管或假体
• 武器：在新闻中，3D打印一支可以通过金属探测器的枪，并且没有向当局登记

尽管3D打印改变了原型设计的工作原理，但存在许多误解：

• 3D打印速度慢，速度很慢
  • 因此无法用于创建同一对象的批次
• 有限的可用材料（供业余爱好使用）
• 3D打印部件坚固但不如模塑或铸造部件（主要用于塑料）强

3D 打印的类型

3D打印不是一种技术，有多种不同的方法可以创建3D打印。其中，创建打印的方法取决于所使用的技术。

不同的技术使用不同的方法和材料，每种都有其独特的优点和缺点。

其中一些方法包括（但不限于）：

• 熔融沉积建模（FDM）
• 立体光刻（SLA）
• 数字光处理（DLP）
• 蒙面立体光刻（MSLA）
• 直接金属激光烧结（DMLS）
• 选择性激光熔化（SLM）
• 电子束熔炼（EBM）

下面我们将详细介绍一些更常用的类型：

• FDM
• SLA，DLP和MSLA
• SLS和SLM

1. FDM：熔融沉积建模

与Fused Deposition Modeling所述印刷模型是通过熔融的化合物创建（这是大多PLA / ABS / PETG）和跟踪由层模型层，每一层增厚模型作为模型上的打印机沉积更多的材料。

在上图中，可以看到FDM打印机的所有主要部件。喷嘴在Z轴上移动，并且构建板通过步进电机在X / Y轴上移动，步进电机控制运动直到十分之一甚至二十分之一毫米。将一卷材料送入喷嘴，使其熔化并通过使用挤出轮/步进电机将其沉积到模型上。

FDM打印机既可以随时使用，也可以作为需要组装的套件，这些也是市场上最实惠的打印机类型。您可以随时扩展打印机，甚至可以打印更换损坏的组件。

2. SLA和DLP：立体光刻和数字光处理

这种类型的打印机通过使用激光或投影图像来固化UV反应性树脂。

使用Stereolithography强大的紫外激光逐层追踪物体，就像FDM打印机一样，但它本身不会沉积材料，而是在激光点处固化罐中的树脂。由于SLA使用由镜子移动的激光器，因此它具有非常高的分辨率，缺点是它与FDM打印机一样慢，因为需要跟踪每一层。

使用Digital Light ProcessingUV投影仪时，它会同时投影整个图层，这会导致对象的可打印分辨率降低，但由于整个图层一次打印，因此速度显着提高，无需跟踪整个图层。 Masked SLA是一种更便宜的DLP方法，其中基于LCD的光掩模用于UV-LED阵列而不是基于UV的投影仪。（这里看不懂..大家看图感受下吧..）

上面的图像显示了这两种（三种）方法之间的明显差异。与DLP或MSLA方法相比，SLA方法具有更好的质量。

3. DMLS和SLM：直接金属激光烧结和选择性激光熔化

Direct Metal Laser Sintering和Selective Laser Melting是3D打印的两种更工业化的方法。顾名思义，它们用于金属中的3D打印对象。两种方法的主要程序类似。移动臂将金属颗粒推过打印区域，之后强大的激光将跟踪被打印物体的当前层。这会将颗粒融合在一起，也是两种方法之间存在最大差异的地方。一旦当前层完成，臂再次来回移动，带来一层新的金属颗粒。

使用DMLS，颗粒被烧结在一起，但是金属本身没有完全熔化，没有流动。当使用SLM时，金属颗粒实际上是完全熔化的，并且它们更加牢固地融合在一起，形成了极其坚固的物体！

使用这些方法创建的对象没有内部压力和缺陷，这些压力和缺陷是常见的，并且很难通过其他生产方法来预防 这些部件也可以作为一个整体进行印刷，而不需要组装不同的部件，这进一步降低了组装过程中出现故障或错误的可能性。然而，从字面上看，这需要很高的成本，因为这些方法非常昂贵并且需要最先进的设备！由于这种高成本，它们被用于容错性非常低的行业，例如航空航天。

不同的印刷材料

正如您在上一节中可能已经注意到的那样，不同的打印方法需要不同的打印材 在下面的部分中，我们将详细介绍这些材料。

1. 聚合物/塑料

FDM和DLP打印机需要基于聚合物的材料。这些是塑料或类似塑料的材料，易于打印。

PLA（聚乳酸）：

• 生物可降解的
• 熔化（印刷）温度：170⇔230°C
• 可用于打印医疗用品
• 许多颜色可用+在黑暗中发光
• 不是UV稳定的
• 不能承受高温，不要把它留在车内的阳光下！

ABS（丙烯腈丁二烯苯乙烯）：

• 不可生物降解
• 熔化（印刷）温度：220⇔260°C
• 提供多种颜色+半透明
• 紫外半稳定
• 可以承受比PLA更高的温度！
• 由于烟雾有毒，因此比PLA更难打印并需要排气！

PETG（聚对苯二甲酸乙二醇酯）：

• 不可生物降解
• 结合最好的PLA和ABS
• 熔化（印刷）温度：220⇔250°C
• 提供多种颜色+半透明
• 紫外半稳定
• 可以承受比PLA更高的温度！
• 没有有毒烟雾，无味

这三种材料通常用于FDM打印机。最安全的是PLA，它是完全可生物降解的（长时间使用），它也是最容易印刷的材料。ABS更坚固但不可生物降解，在印刷时会产生有毒烟雾，在印刷过程中也需要非常精确的冷却，否则印刷会翘曲，层会分离，破坏印刷品。PETG则两全其美，它比PLA强，不产生有毒烟雾。有更多的材料可供选择，通常具有非常特殊的特性，使其更像橡胶，更灵活，在黑暗中发光，......所有这些不同的材料需要不同的打印设置，有些可能很难做到正确，实验是关键！还存在一些可用于医学背景的材料，

DLP材料：

• 经历光聚合的液态聚合物，意味着其通过暴露于UV光而固化/硬化。
• 有许多不同类型的树脂可供选择
  • 可生物降解的⇔不可生物降解
  • 灵活⇔坚固
  • 聚合物⇔陶瓷
  • 低温⇔高温
• 还有可用常规“日光”固化的树脂，不需要特殊的紫外线灯来固化印刷物

2. 金属

目前，金属印刷不仅适用于普通人，也有一些较大的公司/行业已经在使用能够印刷金属的3D打印机。并非所有方法都可以打印所有金属材料，有些像SLM一样受限于它可以“打印”的金属。

大多数印刷金属：

• 钛
• 铝
• 钴铬合金
• 金
• 银
• 铜
• Bras（合金）

如今航空航天工业印刷火箭及其发动机的外部和内部部件，这些物体更坚固，内部缺陷和应力更小。医疗行业还可以在钛中打印患者特定的假体，以便在受伤后更好地恢复患者。

3. 混凝土/CONSTRUCTION

近年来，混凝土印刷引起了一些关注，人们正在试验它。它有一些很好的优点：

• 允许更便宜的小型建筑物建设
• 施工更快
• 发展中国家的小面积小型住宅 - 或者 - 在发生自然灾害之后

4. 食物

食品印刷长期以来一直是炒作。烹饪专家一直在试验这个概念，但也有像宇航员这样的公司为宇航员。

巧克力和面团等简单物品已经可以3D打印，基于FDM方法，可食用物体逐层打印。有“机器人”可以打印更复杂的项目，但这些不是真正的3D打印机和更自动化的装配机，3D打印和装配之间的界限可能会变得有点模糊。目前还不能用原料基础成分打印全部食物。随着时间的推移，这无疑将得到进一步发展。

3D 打印入门

开始使用3D打印并不容易，这可能非常令人生畏。您需要考虑很多事情

由于它仍然相对昂贵，你想问自己这些问题：

• 我想要什么类型的3D打印？
• 什么是最好的（价格/质量）打印机？
• 我会用它来证明购买的合理性吗？
• 您也可以在线订购印刷模型！

把事情做对很难：

• 打印机校准
• 模型切片和打印设置

⇒3D打印仍然是一个密集的试错过程！只有你愿意投入必要的时间才能开始。如果一开始你没有成功，请一次又一次地尝试！

值得庆幸的是，在线爱好社区非常庞大，通常非常有帮助。您需要为对象建模或从“制造商”网站下载。您需要使用特定打印机的设置对模型进行切片，并根据所需的质量和速度调整这些设置。

(这里作者推荐了一些在线的资源&建模工具&制造商网站，这里省略了...能翻墙的小伙伴在文章顶部戳过去找找吧）

未来

未来是现在！

3D打印机正在以极快的速度发展，新的打印机型号几乎每周都会上市。中国公司正在生产高质量的打印机，生产质量也在不断提高。

未来将带来更多：

• 打印机更好
• 更好的分辨率
• 更低的花费
• 降低维护
• 越来越多的多功能材料
• 每个家庭都有3D打印机？
• 自己修理⇔扔掉破碎的东西，打破...

按照惯例黏一个尾巴：

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