3D打印機(jī)又稱三維打印機(jī)，是一種累積制造技術(shù)，即快速成形技術(shù)的一種機(jī)器，它以一種數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用特殊蠟材、粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過(guò)打印一層層的粘合材料來(lái)制造三維的物體。

      3D打印機(jī)（3D Printers）是一位名為恩里科·迪尼（Enrico Dini）的發(fā)明家設(shè)計(jì)的一種神奇的打印機(jī)，它不僅可以“打印”一幢完整的建筑，甚至可以在航天飛船中給宇航員打印任何所需的物品的形狀。

研發(fā)產(chǎn)品

      家用3D打印機(jī)

      德國(guó)發(fā)布了一款迄今為止最高速的納米級(jí)別微型3d打印機(jī)——Photonic Professional GT。 這款Photonic Professional GT 3D打印機(jī)，能制作納米級(jí)別的微型結(jié)構(gòu)，以最高的分辨率，快速的打印寬度，打印出不超過(guò)人類頭發(fā)直徑的三維物體。

      最小的3D打印機(jī)

      世上最小的3D打印機(jī)來(lái)自維也納技術(shù)大學(xué)，由其化學(xué)研究員和機(jī)械工程師研制。這款迷你3D打印機(jī)只有大裝牛奶盒大小，重量約3.3磅(約1.5公斤)，造價(jià)1200歐元(約1.1萬(wàn)元人民幣)。相比于其他的打印技術(shù)，這款3D打印機(jī)的成本大大降低。

      最大的3D打印機(jī)

      華中科技大學(xué)史玉升科研團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)十多年努力，實(shí)現(xiàn)重大突破，研發(fā)出全球最大的“3d打印機(jī)”。這一“3D打印機(jī)”可加工零件長(zhǎng)寬最大尺寸均達(dá)到1.2米。從理論上說(shuō)，只要長(zhǎng)寬尺寸小于1.2米的零件（高度無(wú)需限制），都可通過(guò)這部機(jī)器“打印”出來(lái)。這項(xiàng)技術(shù)將復(fù)雜的零件制造變?yōu)楹?jiǎn)單的由下至上的二維疊加，大大降低了設(shè)計(jì)與制造的復(fù)雜度，讓一些傳統(tǒng)方式無(wú)法加工的奇異結(jié)構(gòu)制造變得快捷，一些復(fù)雜鑄件的生產(chǎn)由傳統(tǒng)的3個(gè)月縮短到10天左右。

      大連理工大學(xué)參與研發(fā)的最大加工尺寸達(dá)1.8米的世界最大激光3D打印機(jī)進(jìn)入調(diào)試階段，其采用“輪廓線掃描”的獨(dú)特技術(shù)路線，可以制作大型工業(yè)樣件及結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鑄造模具。這種基于“輪廓失效”的激光三維打印方法已獲得兩項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利。該激光3D打印機(jī)只需打印零件每一層的輪廓線，使輪廓線上砂子的覆膜樹脂碳化失效，再按照常規(guī)方法在180℃加熱爐內(nèi)將打印過(guò)的砂子加熱固化和后處理剝離，就可以得到原型件或鑄模。這種打印方法的加工時(shí)間與零件的表面積成正比，大大提升打印效率，打印速度可達(dá)到一般3D打印的5—15倍。

      彩印3D打印機(jī)

      2013年5月上市了這種類型的3D打印機(jī)新產(chǎn)品“ProJet x60”系列。ProJet品牌主要有四種造型方法的裝置。其余三種均是使用光硬化性樹脂的類型，包括用激光硬化光硬化性樹脂液面的類型、從噴嘴噴出光硬化性樹脂后照射光進(jìn)行硬化的類型（這種類型的造型材料還可以使用蠟）、向薄膜上的光硬化性樹脂照射經(jīng)過(guò)掩模的光的類型。高端機(jī)型ProJet 660Pro和ProJet 860Pro可以使用CMYK（青色、洋紅、黃色、黑色）4種顏色的粘合劑，實(shí)現(xiàn)600萬(wàn)色以上的顏色ProJet 260C和ProJet 460Plus使用CMY三種顏色的粘合劑）。
3D打印機(jī)器人
      2013年11月23日，西安電子科技大學(xué)展出3D打印機(jī)器人，這是一臺(tái)遠(yuǎn)程體感控制服務(wù)機(jī)器人，最主要的功能是照顧老人。很多老人行動(dòng)不便，有了機(jī)器人助手，只要對(duì)著攝像頭做出手勢(shì)，機(jī)器人就能模仿動(dòng)作去做家務(wù)。

技術(shù)原理

      3D打印機(jī)的原理是把數(shù)據(jù)和原料放進(jìn)3D打印機(jī)中，機(jī)器會(huì)按照程序把產(chǎn)品一層層造出來(lái)。
      3D打印機(jī)堆疊薄層的形式有多種多樣。3D打印機(jī)與傳統(tǒng)打印機(jī)最大的區(qū)別在于它使用的“墨水”是實(shí)實(shí)在在的原材料，堆疊薄層的形式有多種多樣，可用于打印的介質(zhì)種類多樣，從繁多的塑料到金屬、陶瓷以及橡膠類物質(zhì)。有些打印機(jī)還能結(jié)合不同介質(zhì)，令打印出來(lái)的物體一頭堅(jiān)硬而另 一頭柔軟。
      1、有些3D打印機(jī)使用“噴墨”的方式。即使用打印機(jī)噴頭將一層極薄的液態(tài)塑料物質(zhì) 噴涂在鑄模托盤上，此涂層然后被置于紫外線下進(jìn)行處理。之后鑄模托盤下降極小的距離，以供下一層堆疊上來(lái)。
      2、還有的使用一種叫做“熔積成型”的技術(shù)，整個(gè)流程是在噴頭內(nèi)熔化塑料，然后通過(guò)沉積塑料纖維的方式才形成薄層。
　　3、還有一些系統(tǒng)使用一種叫做“激光燒結(jié)”的技術(shù)，以粉末微粒作為打印介質(zhì)。粉末微粒被噴撒在鑄模托盤上形成一層極薄的粉末層，熔鑄成指定形狀，然后由噴出的液態(tài)粘合劑進(jìn)行固化。
      4、有的則是利用真空中的電子流熔化粉末微粒，當(dāng)遇到包含孔洞及懸臂這樣的復(fù)雜結(jié)構(gòu)時(shí)，介質(zhì)中就需要加入凝膠劑或其他物質(zhì)以提供支撐或用來(lái)占據(jù)空間。這部分粉末不會(huì)被熔鑄，最后只需用水或氣流沖洗掉支 撐物便可形成孔隙。

操作流程

      三維打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的， 使用3D打印機(jī)的流程是：
      1、輕點(diǎn)電腦屏幕上的“打印”按鈕，一份數(shù)字文件便被傳送到一臺(tái)噴墨打印機(jī)上，它將一層墨水噴到紙的表面以形成一副二維圖像。
      2、而在3D打印時(shí)，軟件通過(guò)電腦輔助設(shè)計(jì)技術(shù)（CAD）完成一系列數(shù)字切片，并將這些切片的信息傳送到3D打印機(jī)上，后者會(huì)將連續(xù)的薄型層面堆疊起來(lái)，直到一個(gè)固態(tài)物體成型。

工作步驟
      軟件建模

      3D打印機(jī)工作步驟是這樣的：
      先通過(guò)計(jì)算機(jī)建模軟件建模，如果你有現(xiàn)成的模型也可以，比如動(dòng)物模型、人物、 或者微縮建筑等等。然后通過(guò)SD卡或者USB優(yōu)盤把它拷貝到3D打印機(jī)中，進(jìn)行打印設(shè)置后，打印機(jī)就可以把它們打印出來(lái).

      三維設(shè)計(jì)

三維打印的設(shè)計(jì)過(guò)程是：先通過(guò)計(jì)算機(jī)建模軟件建模，再將建成的三維模型“分區(qū)”成逐層的截面，即 切片，從而指導(dǎo)打印機(jī)逐層打印。
　　設(shè)計(jì)軟件和打印機(jī)之間協(xié)作的標(biāo)準(zhǔn)文件格式是STL文件格式。一個(gè)STL文件使用三角面來(lái)近似模擬物體的表面。三角面越小其生成的表面分辨率越高。PLY是一種通過(guò)掃描產(chǎn)生的三維文件的掃描器，其生成的VRML或者WRL文件經(jīng)常被用作全彩打印的輸入文件。

      打印過(guò)程

      打印機(jī)通過(guò)讀取文件中的橫截面信息，用液體狀、粉狀或片狀的材料將這些截面逐層地打印出來(lái)，再將各層截面以各種方式粘合起來(lái)從而制造出一個(gè)實(shí)體。這種技術(shù)的特點(diǎn)在于其幾乎可以造出任何形狀的物品。
　　打印機(jī)打出的截面的厚度（即Z方向）以及平面方向即X-Y方向的分辨率是以dpi（像素每英寸）或者微米來(lái)計(jì)算的。一般的厚度為100微米，即0.1毫米，也有部分打印機(jī)如Objet Connex 系列還有三維 Systems' ProJet 系列可以打印出16微米薄的一層。而平面方向則可以打印出跟激光打印機(jī)相近的分辨率。打印出來(lái)的“墨水滴”的直徑通常為50到100個(gè)微米。 用傳統(tǒng)方法制造出一個(gè)模型通常需要數(shù)小時(shí)到數(shù)天，根據(jù)模型的尺寸以及復(fù)雜程度而定。而用三維打印的技術(shù)則可以將時(shí)間縮短為數(shù)個(gè)小時(shí)，當(dāng)然其是由打印機(jī)的性能以及模型的尺寸和復(fù)雜程度而定的。

      制作完成

      三維打印機(jī)的分辨率對(duì)大多數(shù)應(yīng)用來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠（在彎曲的表面可能會(huì)比較粗糙，像圖像上的鋸齒一樣），要獲得更高分辨率的物品可以通過(guò)如下方法：先用當(dāng)前的三維打印機(jī)打出稍大一點(diǎn)的物體，再稍微經(jīng)過(guò)表面打磨即可得到表面光滑的“高分辨率”物品。
　　有些技術(shù)可以同時(shí)使用多種材料進(jìn)行打印。有些技術(shù)在打印的過(guò)程中還會(huì)用到支撐物，比如在打印出一些有倒掛狀的物體時(shí)就需要用到一些易于除去的東西（如可溶的東西）作為支撐物。

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