什么是3D打印技术，3D打印技术的发展史

2021-06-18 责任编辑：未填浏览数：103 智能中国网

核心提示：近年来，3D打印一词逐渐由陌生走向熟悉，并逐渐走向人们的生活和工作。然而，仍然有很多学生不知道3D打印。本文作者专门为从事计

近年来，3D打印一词逐渐由陌生走向熟悉，并逐渐走向人们的生活和工作。然而，仍然有很多学生不知道3D打印。本文作者专门为从事计算机图形学的学生讲解三维打印技术。本文的目的并不是详细解释3D打印的概念和应用。这个领域的许多文章可以在因特网上找到。我们的重点是解释三维打印给从事计算机图形学和几何建模与处理的研究人员带来的一些问题和机遇。

1、背景：传统制造和加工技术

我们在生活中使用的东西是如何制造的？制造商品有许多方法和过程。传统的制造方法可归纳为两类：

1.等材料制造工艺。例如，铸造是一种金属热加工工艺。它是一种将液态金属（如铜、铁、铝、锡、铅等）铸造成适合零件形状的型腔（称为铸模，材料可以是砂、金属甚至陶瓷）的方法。冷却凝固后，采用获得零件或毛坯的方法。人类早在几千年前就掌握了这一制造技术，如春秋战国时期出土的青铜器都是铸造的。

例如，锻造就是利用锻压机对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形，从而获得具有一定力学性能、一定形状和尺寸的锻造工艺。几千年前人们也掌握了这种制造技术，这就是所谓的“打铁”技术。一般来说，由于锻造可以消除铸态疏松等缺陷，优化组织，锻件的力学性能一般优于同类材料。

另一种是冲压，是利用压力机和模具对板、带、管、型材施加外力，使工件（冲压件）达到所需形状和尺寸，从而产生塑性变形或分离的成形过程。生活中的很多东西，如车身、容器外壳、仪器仪表、家用电器、办公机械、家用器具等，都是冲压件。冲压和锻造都是塑性加工（或压力加工），称为锻造压力。

由于这些加工过程在加工商品的过程中，材料只是从一种形式变为另一种形式，而材料并没有增减，所以被称为等材料制造过程。

2.还原材料的制造工艺。一般指在数控机床上进行零件加工的工艺方法。车铣和铣削是四种基本的加工方法，包括车削、铣削、刨削和磨削。不同的零件需要不同的加工方法。有些零件需要用多种方式来完成零件的加工。由于这一过程从工件上切下多余的材料，被切下的材料是废料（称为废料），因此被称为材料还原制造过程。

2、 3D打印并不神秘：它只是一种新的制造和加工过程

3D打印技术出现于上世纪80年代末至90年代初（又称快速原型技术），至今已有30多年的历史。原理很简单：通过逐层打印，以三维数字模型文件为输入，使用粉末金属或塑料等粘合材料，构造对象的技术。

图像，普通打印机是将二维图像或图形数字文件通过油墨输出到纸张上；3D打印机是将真实的原材料（如金属、陶瓷、塑料、沙子等）输出成一层薄薄的（物理上有一定厚度），然后反复叠加，最终成为空间的物理物体。因此，当3D打印输出某一层时，该过程类似于喷墨打印。就像盖房子一样，它是由积木制成的，3D打印的物体是由一块原材料制成的。

因为3D打印是一种逐层积累材料的过程，所以又称为加料制造过程。3D打印并不神秘。与几千年的等材料制造工艺和100年的还原制造工艺相比，它只是一种新的制造工艺，其历史不到30年。