3D 打印机技术基于原料喷射成型原理的技术，属于快速成型技术（Rapid Prototypeing，简称RP）的范畴，但与喷墨打印机的工作原理类似，它综合应用了技术、激光技术、光化学及材料科学等诸多方面的技术与知识，与普通打印机只能打印一些文本报告等平面纸张资料不同，3D 打印技术可以将电脑上设计的3D模型通过打印的方式快速输出固体实体模型。3D 打印技术的开发降低了模型造价，节省了研发的费用与时间。随着技术的进步，3D 打印将在产品设计、建筑设计、电影动漫等众多领域发挥出其独特的作用。

1 3D打印技术

     传统的模型制作加工手法与雕塑制作相似，都是在一个整块材料依据设计用减法的方式减去无用的部分，剩下的部分为模型。3D打印技术则是采用分层加工、叠加成形方式来“造型”，会将设计品按照其扫描出来的横截面分为若干薄层，将塑料或其他材料压缩成薄层并按照CAD文件中的架构输出，每次用原材料生成一个薄层，再通过每层逐步叠加的方式获得实体，这与喷墨打印机每次打印一条直线的工作方法十分类似，最终生成的固体成品能够符合设计者预先在电脑中定义的大小和形状，最多只用进行一些打磨细节的处理就可以完成，这样设计师们就可以利用 3D打印技术方便快速制作出新产品的原型，见图1。

1.1 打印技术简介

     目前3D打印主要有2种工艺原理：第1种工艺是基于三维打印技术。其原理是先由储存打印材料储存桶送出一定量的原材料粉末，并用滚筒在加工平台上将粉末推成薄薄的一层；接着通过打印头喷出粘合剂，并依照电脑模型横截面获得的二维切片形状使粉末快速固化，完成一层加工平台自动下降一点，重复循环直到完成；最后只需扫除未固化的外层粉末就可得到想要的实体模型。这种技术的特点是成型速度快，制作成本低，打印时每层厚度越薄则分辨率越高，实体模型就越精细。此外，该工艺还可使用多种原材料制作出具有 PVC 特性的模型，见图 2。

     第 2 种工艺是基于熔融沉积制造技术。原理是把CAD生成的模型数据导入 3D 打印机的控制软件，自动生成支撑材料和加热喷头运动路径。完成后加热喷头会在计算机的控制下，根据产品零件的截面轮廓信息做平面运动。加热喷头将热塑性丝状材料加热和熔化成半液态后挤压在相应工作平台上，每次快速冷却后平台会形成一层约0.1 mm厚的薄片轮廓，然后工作台会下降一定高度进行下一层的融覆，通过多层堆叠来形成三维实体。这种成型工艺不会产生有毒气体和化学污染，在汽车、机械制造等行业中应用最为广泛。

1.2 打印技术的前景

     世界上第1辆使用3D打印技术打印出来的自行车，名为“空气单车”，见图3，由英国布里斯托“欧洲宇航英国分布”制造。该自行车全身为高强度尼龙，比金属材料轻65%。其整体可以说是一个零件，都是一次性打印出来，不用组装就可以自由活动。

　　3D打印对普通商务用户来说用处不大，但在工业设计或者3D模型设计等特殊领域都能发挥极大的作用。其优势是淘汰了生产线，节约了成本，大大减少了生产废料，所需的原材料用量只是原来的一成。可以制作传统技术所不能及的部件形状，使单件制品的制作更加快捷廉价[3]，同时该技术可以使工业设计人员随时制作设计品的高度仿真模型，如果使用彩色原料，甚至可以加工出24位彩色模型来，见图4，交给生产部门或用户，然后根据反馈意见进行进一步的修改。3D打印技术的产生可能改变许多工厂中的生产方式，打破制造业的门槛，大大提升创造力，从而给制造业带来一场新的革命。

 未完待续；