3D 打印有什么用途？

3D打印，也是增材制造，负责使用CAD模型创建三维物体或组件。

它通过模仿生物过程来做到这一点，在制造物理部件时添加材料层。与传统制造方式不同，3D 打印有助于使用更少的材料生产功能性形状。

3D 打印用于制造汽车零件、智能手机外壳、时尚配饰以及卫生领域的建筑，以制造助听器等器官。在时尚界，它们被用来制作防弹和防火的衣服。各行各业都使用不同的 3D 技术制造 3D 打印机。

3D 打印技术已被几乎所有行业采用，因为它有助于开发设计。

本文将帮助您了解 3D 打印机，从它们的用途、它们的工作原理到不同类型的 3D 打印过程。

3D打印的主要用途是什么？

• 建筑业

建筑行业中使用了许多 3D 打印的例子。它用于制造建筑中使用的组件。建筑中使用的一些 3D 应用是挤压件，例如水泥、蜡泡沫、聚合物、粉末粘合（包括反应粘合、烧结、聚合物和添加剂焊接）。

• 原型设计和制造

最初制造 3D 打印机是为了帮助进行快速原型制作。传统的注射——模型原型太昂贵了，而且要花很长时间才能完成一个模型。使用增材制造，原型制作速度很快，而且不像第一个那样昂贵。与以前不同，您可以在一个小时内制作一个组件。

与以前相比，原型制作时间的减少有助于使制造过程更快、更便宜。

由于 3D 技术，公司现在正在定制他们的服务，甚至消费者也可以通过使用基于网络的软件来定制他们购买的产品。它有助于制造业的发展。

• 汽车

几十年来，汽车一直在使用 3D 打印。汽车行业使用增材制造制造原型，帮助他们设计出新车型。

您还可以使用 3D 打印机制作高品质、高性价比的汽车零配件。除此之外，3D 技术还有助于增强汽车的工作流程。这涉及用于单车的定制夹具、固定装置和其他工具，尤其是高性能机器。w

3D 打印有什么好处？

• 设计更灵活

与传统的制造方法不同，借助 3D 打印，现在可以轻松设计复杂的设计。传统处理器有3D打印所没有的限制。

在人们接受 3D 打印之前，购买用于组织工程应用的打印器官的价格曾经高于房地产。现在，有相当影响力的公司已经在他们的生产线上引入了3D打印器官并进行了广告宣传。

• 快速生产原型

借助 3D 打印，制造商可以更快地生产物体。 3D打印方法提高了原型的加工速度，比以前更快地完成每个阶段。

除此之外，与加工原型相比，3D 打印的成本更低，这需要很长时间。它有助于以更有效的速度完成每个设计修改。这有助于公司降低 3D 打印物品的价格，从而增加销售额并获得更多利润。

• 按需打印

使用 3D 打印，您只需按需打印，因为它不需要大量空间来储存库存。这将帮助您节省空间和成本，因为您不需要打印不需要的东西。

3D 旨在将其所有文件存储在其虚拟库中，因为它们是通过称为 CAD 和 STL 的技术打印的。这意味着您可以在需要文件的任何时候检索它并打印它。除此之外，您可以进行编辑并仍然使用该文件。

• 灯光部件

尽管使用了一些金属，但使用的大多数印刷材料都是塑料。这有利于汽车和航空航天行业，他们更喜欢更轻的材料以提高产品效率。

可以使用 3D 打印从不同的材料中创建对象，以在制作某些对象时获得一些特性，例如防火、防水和防弹。

• 减少浪费

使用 3D 技术，您只需使用唯一需要的材料生产 3D 对象，这意味着更少或没有浪费。与传统方法不同，物体是由不可回收的大夹头材料制成，然后将物体切割，导致大量浪费。通过减少浪费，增材制造有助于降低生产成本，从而为行业和制造商带来更多利润。

• 它们很容易访问

随着时间的推移，3D 打印变得更容易获得本地服务提供商提供 3D 打印的地步。这有助于节省时间和运输成本。使用传统的制造方法，在某些地区和国家发现服务，使运输成本高昂，您花费大量时间。

• 它们更环保

首先，3D 打印通过不浪费材料来保护环境。此外，它使用轻质材料，因此使用的燃料更少。与使用多余材料的传统制造方式相比，这样可以保护环境。

• 更好的医疗保健

3D 技术实现了更好的医疗保健并挽救了更多生命，因为人们可以使用 3D 打印来打印器官。肝脏、肾脏和心脏等部位。除此之外，它们还有助于开发助听器等感官部件。正在利用技术开发更多进步，并进一步改善卫生部门。

什么是 3D 打印机及其用途？

3D 打印机是允许用户以 3 维打印对象的对象，即计算机辅助设计 (CAD) 图像。该过程也称为增材制造。

与传统制造方法相比，它可以帮助生产商快速降低成本和时间，并且不会浪费材料（查看什么是 3D 打印的更多详细信息）。

• 时尚与制作服装

3D 打印机用于提出新的时尚宣言和制作服装。 3D 打印机让设计师负担得起，并带来了一系列新的时尚趋势。

3D技术用于在生产过程中改变纺织品。通过这种方式，它导致了新纺织品的创造。一个例子是保持热量的防弹、防火衣服。时尚行业正在进行更多的开发和创新，使用 3D 打印机进行尝试。

• 3D 打印珠宝和艺术品

3d 打印机带来了一个新的珠宝和艺术世界，这是传统珠宝所没有的。它带来了个性化和独特的珠宝；此外，人们现在可以使用聚乳酸丝 (PLA)、铂金和金等 3D 材料廉价地定制一件作品。

3D 打印机创建具有可比性的 3D 作品既简单又快捷，不像传统的手工制作和铸造珠宝那样工作量太大。现在有了 3D 技术，有更多的可打印材料可以制作出许多不同的珠宝设计。

使用珠宝 3D 打印机，您可以在设计的 3D 模型上使用树脂或蜡制作作品。数字模型可以轻松编辑并提出不同的更好模型。这使得使用 3D 打印的原型变得便宜且极其方便。

对于买家来说，他们的体验已经提高了一个档次，因为他们现在可以使用他们创建的设计原型或提出建议，以确保在购买之前这是他们想要的。

确认设计后，使用与传统相同的工作流程对珠宝进行 3D 打印，从而制作出壮观的珠宝作品。使用 3D 图案制作的珠宝首饰是使用立体光刻 (SLA) 3D 打印技术制作的。

除了珠宝，3D打印机也给艺术家们带来了新的灵感。他们使用金属 3D 打印技术，制作出精美独特的作品。荷兰艺术家 Olivier van Herpt 的一个例子是使用 3D 打印机制作陶瓷花瓶。此外，数字艺术家 Gilles Azzarob 使用声音中的声波制作不可见的 3D 语音图像。

• 雕塑

雕塑是 3D 打印机的另一种用途。如果您使用 3D 摄影扫描系统，则会创建物理艺术品。这样，为客户创造了许多新的选择。 3D技术赋予了艺术家新的创作力量。只要他们能构思和设计，他们就可以生产。

一个例子是荷兰的一位名叫 Danny Van Ryswyk 的艺术家，他一直在创作用于电影制作的 3D 打印雕塑，并代表蒂姆伯顿的角色。

3D 打印是如何工作的？

3D 打印是一种快速生产和原型制作的方法，用途广泛。几十年来，它不断发展壮大，世界各地的各个行业都采用了它。

3D打印，也称为增材制造，是制造业的一部分。 3D 打印技术正在创建对象，其中材料一层一层地添加到对象中。

打印过程首先制作您要打印的物质的图形模型。图形设计是使用称为计算机辅助设计 (CAD) 的软件包进行的。这部分是整个过程中劳动强度最大的部分。本阶段使用的程序有Fusion360、TinkerCAD、Sketchup等。

3D 打印的过程从制作要打印的对象的图形模型开始。 这些通常是使用 CAD 软件包设计的，这可能是该过程中劳动强度最大的部分。用于此的程序包括 TinkerCAD、Fusion360 和 Sketchup。

如果产品是完整的，模型会得到广泛的测试，以确保最终产品没有缺陷。借助 3D 打印，您可以制作任何原型。唯一限制的是你的想象力。

借助 3D 打印，您可以开发 CNC 等复杂模型，并且与传统模型相比，成本更低。

提出图形模型后的下一步是对设计进行数字切片以打印。这个阶段很重要，因为 3D 打印机不会像我们一样将 3D 设计概念化。在切片阶段，模型被分解为许多层。之后，每一层都被送到打印头打印或简单地按顺序铺设。

切片过程中使用了 CraftWare 和 Astroprint 等程序。切片器软件还用于填充模型以在实体模型中创建晶格结构，因为它提供了额外的稳定性。

在这一点上，他们通过战略性地在最终产品中添加空气袋来打印密度极低的极强材料。

如果模型需要支持，该软件还有助于添加支持列。这是因为塑料不能用稀薄的空气铺设。现在这些列是为了帮助打印机能够覆盖间隙。之后，列被删除。切片机程序完成工作后，将数据发送到打印机。

现在，3D打印机工作开始了。它按照切片器程序的说明开始打印过程，但现在使用不同的方法。打印机使用的方法取决于您使用的打印机类型。

例如，当使用的 3D 打印技术类似于喷墨技术时，喷嘴会前后、上下移动；然后，涂上一层厚厚的蜡或塑料，固化并形成物体的新横截面。

另一方面，多射流建模使用多个同时工作的射流，提高了建模的速度。

之后，打印机使用喷墨喷嘴进行粘合，在这些喷嘴上涂上干粉，然后用胶水或粘合剂粘合在一起，在每个喷嘴中形成印刷层。为了使一层发泡，活页夹打印机必须通过两次。快速通道沉积一层薄的粉末涂层，然后在第二通道中，喷嘴通过粘合剂。 （了解如何清洁和疏通 3D 打印机喷嘴）

在光聚合过程中，液态塑料暴露在紫外线光束下，有助于将塑料从液态转化为固态。

打印过程中使用的另一种 3D 技术是烧结，它将颗粒熔化，然后用它来打印每个连续的层。之后，它被激光释放以熔化粉末的阻燃剂。然后它使用激光固化和打印这些层。烧结技术也用于制造金属物体。

此过程可能需要数小时或数天，具体取决于对象的复杂性和大小。

无论您使用哪种技术，简单的过程如下所述：

首先制作一个您打算使用 CAD 软件打印的 3D 模型。

然后，将 CAD 绘图转换为标准镶嵌语言 (STL) 格式。大多数打印机使用 STL 文件，但有些打印机使用 ZPR 和 ObjDF。

将 STL 文件或您转换成的任何其他文件传输到控制 3D 打印机的计算机。此时，指定尺寸和打印方向。

通过设置所有机器确保 3d 打印机已全部设置好。例如，您需要重新填充聚合物或打印机使用的材料、粘合剂以及打印机所需的任何其他耗材。

此时，启动机器并等待该过程完成。定期检查机器，确保过程中没有错误。

打印完成后，从打印机中取出打印对象。

之后是后期处理，比如刷掉粉末并清洗，以去除3D打印工具上的任何水溶性材料。

3D 打印技术和工艺的类型

3D 打印中使用了不同类型的 3D 打印技术和工艺。以下是技术的类型及其工作原理。

1。立体光刻 (SLA)

SLA技术是独创的工业3D打印工艺。非常适合制作详细的 3D 模型零件，表面光滑，公差高。

使用 SLA，它可以使表面看起来漂亮，并通过在组装后测试它的适合度来帮助部件功能。一个例子在医疗行业是完美的，因为它被应用于解剖模型。对于 SLA 零件，3D 系统使用 Viper、iPros 和 ProJets。

2。选择性激光烧结 (SLS)

SLS 的工作原理是将尼龙粉末熔化成固体塑料。 SLS 部件由热塑性材料制成，使其经久耐用，最适合测试功能性和支撑活动铰链和卡扣配合。缺点是它们的表面比 SL 更粗糙。由于零件很坚固，因此不需要任何支撑。

构建平台用于在单个构建中支持许多不同的部分。大多数 SLS 零件都用作原型模型，在某些时候会被注塑成型。

3。 PolyJet 3D 打印机

Polyjet 是另一种 3D 打印工艺。它可以制造出具有不同特性、材料和颜色的零件。

设计师使用 Polyjet 对弹性体进行原型设计，或者在对零件进行二次成型的情况下使用。如果设计是单一的和塑料刚性的，那么其他技术（如 SL 或 SLS）会更好，因为它们与 Polyjet 相比更经济。这导致商品价格下降。

Polyjet 工艺最适合包覆成型和硅橡胶模型。该技术可帮助您节省开发周期中发生的早期工具。您可以快速迭代和验证设计。

4。数字光处理 (DLP)

The DLP printing technology is almost similar to the SLA. The difference between the two is that DLP uses a digital light project to help flash a single image in every layer at the same time; in other words, it has multiple flashes for the larger parts.

The projector is a digital screen, and the images of every layer are made of square pixels, which bring about a layer formed from the small rectangular blocks called voxels.

Also, compared to SLA, the DLP technology is much faster in printing time. This is due to the feature where the layers are exposed simultaneously, unlike where the cross-sectional area is traced with the laser point.

The light is projected to the resin using the LED screen or the ultraviolet light directed to the surface by the Digital Micromirror Device (DMD). The DMD is responsible for controlling where the light is projected by providing a light pattern on the surface.

5。 The Metal 3D Printing Range at Proto Labs

This technology uses the laser concept Mlab and the M2 machines on metals 3D printed parts.

6。 Multi Jet Fusion (MJF)

It is similar to the SLS; its functional parts are also built from nylon powder. But the difference is for multi-jet fusion (MJF), instead of using the laser to sinter the nylon powder, it uses an inkjet array that applies a fusing agent on the powder’s bed. After that, a heating element is passed over the bed, and it fuses each layer.

With this method, the result is consistent mechanical properties compared to SLS, and the surface is better finished. The process also speeds up the build time, which helps in lowering the production cost.

7。 Fused Deposition Modeling (FDM)

The FDM technology is a desktop 3D printing technology used for plastic parts. It functions by extruding a plastic filament layer to layer on the build platform. The technology is a cost-efficient and fast method in producing physical designs.

It can be used to test functionality but should be avoided as its parts are a bit rough on the surface and are not as strong.

8。 Direct Metal Laser Sintering (DMLS)

The metal 3D printer brings about new possibilities for metal parts models. The process used at Protolab on the 3D print metals is the Direct Metal Laser Sintering (DMLS). The technology is used to reduce metal and multiple parts assemblies to single parts or a much more lightweight part with internal channels.

DMLS is applicable in prototyping and production as the parts are dense as those produced with the traditional manufacturing processes.

9。 Electron Beam Melting (EBM)

EBM is a metal 3D printing technology that uses electrical beams controlled by the electromagnetic coil that melts the powder. The bed is heated up and is in vacuum condition in the build period. The material used is the one that determines the temperature used to heat the material.

结论

3D printing has brought about more possibilities in many industries and companies. Apart from that, it has reduced the production cost. 3D printing is used in almost all industries, as seen in this article. It has especially benefited the medical industries as one can create body cells and other organs.