製造技術大致可分為三種方式。其一是減材製造，是指利用刀具或電化學的方法，去除不需要的材料，剩下的部分即是所需要的產品。其二是等材製造，是指利用模具控形，將液體或固體材料變為所需要的產品。這兩種方法是傳統的製造方法，例如鑄造技術從三千多年前的青（qīng）銅器（qì）時代就開始使用。其三是近（jìn）30年發展起（qǐ）來的3D打印技術，學名為增材製造，它（tā）是用材料逐層累積製造物體的方法（fǎ）。

 

　　1、技術原理

 

美國材料與測試協會增材製造技術委員會(ASTMF42)對增材製造的定義是：一種與減材製造（zào）相反，根據三維（wéi）數據把材料集中一（yī）體的生產過程（chéng）。按照這一權威定義，增材（cái）製造必須（xū）由（yóu）數據驅動。3D打印技術是一係列增材製造技術的統稱，其基本原理都（dōu）是疊層（céng）製造，即由快（kuài）速原型機在X-Y軸坐標方向生成目標物體的截麵（miàn）形狀（zhuàng），然後在Z軸坐標間斷地作層麵厚度的位移，最終形成三維製件。而在人（rén）類曆史的大部分時間裏，我們通過切割原料或通過模具（jù）成型製（zhì）造新的實體（tǐ）物品，例如鑄造(等材製造)或切削鑽孔(減材製造)。

 

 

大多數人第一次（cì）聽（tīng）到3D打印時，他們就想（xiǎng）到了傳統的桌麵打印機。3D打印其實和傳統打印非常相似，都是由數據驅動硬件完成打印。通常來說，人們（men）使用傳（chuán）統技術的噴墨打印機進行打印，過程是這樣的：輕點電腦屏幕上的“打（dǎ）印”按（àn）鈕，一份數字文件便被傳送到一台（tái）噴墨打印機上，接著打印機將一層墨水噴到紙的表麵（miàn）形（xíng）成一副二維圖像。而使用3D打印機也是一樣，控製軟件會通過切（qiē）片（piàn）引擎(用於將立（lì）體模型分解成多個橫（héng）截（jié）麵)完成一係列數字切片，然後將這些切片信息傳（chuán）送到3D打印機上，後者會進（jìn）行逐層打印（yìn），然後（hòu）堆疊起來，直到一（yī）個固態物體成型。

 

就終端用戶（hù）的實際體（tǐ）驗而言，往往是感覺（jiào）不到3D打（dǎ）印和傳統（tǒng）打印（yìn）在製作（zuò）流（liú）程上的不同，能感受到的最大區別在於使用的“墨水”是實實在在的原材（cái）料，正是因為這樣的相似，增（zēng）材製造技術才會被（bèi）形象地稱為3D打印（yìn）技術。

 

 

　　普通打印機與3D打印機

 

其實兩者在打印材料和原理上存在著較大差異（yì）。3D打（dǎ）印材料可（kě）以分為金（jīn）屬和非金屬兩（liǎng）大類，形態包括固態、液態、粉末（mò）等，每一（yī）類材料都對應一種或多種打印原理。對於設備用（yòng）戶而言，3D打印和傳統打印的最主要的區（qū）別是電腦上要設（shè）計（jì）出的是一（yī）個完整的三維立體（tǐ）模型，然後再進行打印輸出。因此，3D打印在（zài）複雜程度上遠超傳統打印。

 

　　傳統打（dǎ）印與3D打印對比

 

 

3D打印流程一般包括數據獲取、數據處理，打印和後處理四個步驟。前兩個步驟主要涉及軟件和光學成像技術，第三個步驟涉及材料、機（jī）械和電（diàn）子。前三個步驟相輔相成，任何一個（gè）環節存在問題都會影響打印的最終結果。後處理步驟更多是采用傳統（tǒng）加工方式改善打印物品的外觀和特性。

 

由於打印步驟所涉及的技（jì）術和領（lǐng）域最廣泛，行業內的關注點普遍集中在打印步驟。3D打印的核心技術大多也圍繞著這一步驟發（fā）展。

 

　　2、技術類別

 

3D打印技術發展至今，在最初的基礎（chǔ）上已經衍生（shēng）出幾十種打印技術，基於不同的原理有不同的分類方法。我們按不同（tóng）的打印原理、所用耗材和（hé）成型原理的差異以及打（dǎ）印耗材種類，來列舉（jǔ）三種不同的分類方法。

 

ASTMF42增材（cái）製（zhì）造（zào）技術委員會在其發（fā）布的《增材製造技術標準術語》(ASTMF2792-12a)把打印原理分為七大類。

 

3D打印技術分類(基於打印原理)

 

 

　　資料來源：ASTM

 

根據所用耗材形態和成（chéng）型原理的差異，目前主流的3D打印技（jì）術（shù）大致可分為擠出熔融成型、粒狀物料成型（xíng）、光聚合成型等三種類型。每個類型（xíng）按成型技術的不同，又演化出多個種類。其中，熔融層積(FDM)屬於擠出熔融成型類（lèi），粒（lì）狀物料成型類（lèi）包括直接金屬激光燒結(DMLS)、電子束熔融(EBM)、選擇性激光燒（shāo）結(SLS)、選（xuǎn）擇性熱燒結(SHS)、選擇性激光熔化成型(SLM)，光聚合成（chéng）型類則包括光固化成型（xíng）(SLA)、數字光處理(DLP)、聚合物噴射(PI)。

 

隨著技術發展和市場需（xū）求不斷提高，基（jī）於典型3D打（dǎ）印技術衍生出了一些新的技術，比如石膏3D打印（yìn）(PP)、分層實體製造(LOM)、三維（wéi）打印(3DP)、電子束自由成型製造(EBF)、激光淨形製造(LENS)等。

 

3D打（dǎ）印技術分類(基於物料形態和成型原理)

 

 

 

如果基於打印耗材種（zhǒng）類的不同，3D打印技術又可分為非金屬3D打印技術和金屬3D打印技術。其中，FDM、SLA、DLP、3DP等屬於非金屬3D打印技術;SLM、DMLS、EBM等屬於金屬材料3D打印技術（shù）。