第3篇 3D打印材料

第1章 3D打印产业概述

1.1 3D打印的基本概念

3D打印技术，又称为增材制造技术，是一项前沿性先进制造技术，被欧美发达国家誉为第三次工业革命的载体，与机器人技术、人工智能技术及纳米技术一起被称为重塑未来制造业的关键技术手段，已在汽车、航空航天、消费电子、医疗卫生、工业设计、文化娱乐等领域得到了一定应用，发展前景广阔。3D打印技术不仅具有数字化、智能化制造特点，还具有材料利用率高，可通过轻质结构实现应用过程节能，可实现复杂结构制造、个性化制造与网络化制造等优势，是一项典型的绿色智能制造技术。

根据美国材料与试验协会（ASTM）的定义：3D打印是借助三维数字模型设计，通过软件分层离散和数控成型系统，利用激光束、电子束等方法将金属粉末、陶瓷粉末、塑料、细胞组织等特殊材料进行逐层堆积黏结，最终叠加成型，制造出实体产品。

在概念上，3D打印同义于工业专业术语中的“增材制造”。“增材制造”的理念区别于传统的“去除型”制造。传统数控制造一般是在原材料基础上，使用切割、磨削、腐蚀、熔融等办法去除多余部分，得到零部件，再以拼装、焊接等方法组合成最终产品，其核心是“减材”或“等材”制造过程。而“3D打印”与之截然不同，无需原胚和模具，就能直接根据计算机图形数据，通过增加材料的方法生成任何形状的物体，简化产品的制造程序，缩短产品的研制周期，提高效率并降低成本，其核心是“增材”制造过程。

3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的，常在模具制造、工业设计等领域用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工（AEC）、汽车、航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。