增材制造详解：从设计到成品
简介
增材制造（有时称为快速原型或3D打印）是通过堆叠材料层创建固体对象的制造方法。虽有许多不同3D打印技术，本文将聚焦从设计到最终零件的通用流程。无论最终零件是快速原型还是最终功能零件，通用流程不变。
增材制造流程
1. CAD
生成数字模型是增材制造流程第一步。生成数字模型最常用方法是计算机辅助设计（CAD）。有大量兼容增材制造的免费和专业CAD程序。逆向工程也可通过3D扫描生成数字模型。
为增材制造设计时必须评估若干设计考量。这些通常聚焦特征几何限制和支撑或排气孔要求，随技术变化。
2. STL转换与文件处理
增材制造流程中区别于传统制造方法的关键阶段是将CAD模型转换为STL（立体光刻）文件。STL用三角形（多边形）描述物体表面。CAD模型转STL文件指南见此处。转换模型为STL文件前应考虑若干模型限制，包括物理尺寸、水密性和多边形数量。
生成STL文件后，文件导入切片程序。该程序获取STL文件并转换为G代码。G代码是数控（NC）编程语言。用于计算机辅助制造（CAM）控制自动化机床（含CNC机床和3D打印机）。切片程序也允许设计师自定义构建参数，包括支撑、层高、零件方向。
3. 打印
3D打印机通常包含许多微小复杂部件，正确维护和校准对生产精准打印至关重要。此阶段也将打印材料装入打印机。增材制造用原材料通常保质期有限需谨慎处理。虽些工艺提供回收利用余料能力，但若不定期更换，重复复用可能导致材料性能下降。
大多数增材制造机器打印开始后无需监控。机器遵循自动化流程，问题通常仅在机器耗尽材料或软件错误时出现。各增材制造打印机如何生产零件的解释见此处。
4. 取出打印件
对某些增材制造技术，取出打印件只需将打印件与构建平台分离。对其他更工业化3D打印方法，取出打印件是高技术过程，涉及打印件仍包裹在构建材料中或附着在构建板上时精准提取。这些方法需复杂移除程序、高技能机器操作员、安全设备和受控环境。
5. 后处理
后处理程序随打印机技术变化。SLA需组件紫外固化后才能处理，金属零件常需炉中应力消除，FDM零件可立即处理。利用支撑的技术在后处理阶段也移除支撑。大多数3D打印材料可打磨，其他后处理技术包括滚筒抛光、高压气流清洁、抛光、着色等，为最终用途准备打印件。
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