WJM 带你了解 3D 打印

3D打印的原理是什么？

3D打印是基于计算机3D设计模型，通过软件离散分解成几层平面切片，然后将粉末、液体或丝状金属、陶瓷、塑料、细胞组织等材料逐层堆叠粘合通过激光束和热熔喷嘴的数控成型系统，最后叠加成型，生产出固体产品。

3D打印的具体步骤如下：

方法/步骤1：

造型

一般来说，3D建模就是通过三维制作软件，利用虚拟三维空间中的三维数据构建模型。比如要打印手机壳，就需要手机壳的3D打印模型。那么，如何获取手机壳的3D模型呢？

1.直接下载模型

现在互联网上有很多 3D 模型网站。种类很多，数量也很多。可以下载各种3D模型，基本上可以直接用于3D打印。

2.通过3D扫描仪进行逆向工程建模

3D扫描仪逆向工程建模是通过扫描仪对实物进行扫描，得到3D数据，然后进行处理和修复。它能准确描述物体三维结构的一系列坐标数据，输入3D软件，完整还原物体的3D模型。

3. 用建模软件建模

目前市面上有很多3D建模软件，如3DMAX、Maya、CAD等，都可以进行3D建模。此外，一些3D打印机厂商还提供3D模型制作软件。

方法/步骤2：

切片处理

什么是切片？切片实际上就是将你的 3D 模型切割成碎片，设计打印路径（填充密度、角度、外壳等），并将切片文件存储到其中。 Gcode格式，一种3D打印机可以直接读取和使用的文件格式。然后，通过3D打印机控制软件，发送。 Gcode 文件到打印机并控制 3D 打印机的参数以完成打印。它的功能是与 3D 打印机进行通信。

方法/步骤3：

印刷工艺

启动3D打印机，同时将切片为STL格式的模型通过数据线、SD卡等方式传输到3D打印机中，加载3D打印材料，调试打印平台，设置打印参数，然后打印机开始工作。材料会逐层印刷，层层用特殊胶水粘合，图案根据横截面固定，最后一层层层叠加，就像盖房子一样。砖块是一层一层的，但是当它们堆积起来，就变成了一个三维的房子。最后，经过一层一层的印刷、一层一层的粘合、一层一层的堆叠，一个完整的单品就会出现在我们面前。 3D打印机与传统打印机最大的区别在于它使用的“墨水”是真正的原材料。

方法/步骤4：

完成印刷，后处理

3D打印机完成工作后，取出物体进行后期处理。比如打印一些悬空结构时，需要支撑一个支撑结构，然后再打印悬空结构上面的部分。因此，这部分多余的支撑需要去掉后处理。

其次，有时3D打印的物品表面会比较粗糙（比如SLS金属打印），需要打磨。抛光方法包括物理抛光和化学抛光。通常使用砂光、滚珠和蒸汽平滑。

另外，除了3DP打印技术可以实现彩色3D打印外，其他的只能打印单色。有时印刷物需要上色，如ABS塑料、感光树脂、尼龙、金属等，不同的材料需要使用不同的颜料。

其他处理：3D打印粉体材料工艺完成后，需要采取一些后续处理措施，加强模具的成型强度，延长保存时间，主要包括静置、强制固化、除粉、涂层等。在印刷过程中，印刷模具需要静置一段时间，使形成的粉末和粘合剂通过交联反应和分子间作用力完全固化，特别是对于以石膏或水泥为主要成分的粉末。

成形的首要条件是粉末与水之间的硬化，然后是结合部分的强化。一定时间的静置对最终成型效果有重要影响。当模具具有初步硬度时，可根据不同类别采取附加措施进一步加强受力，如加热、真空干燥、紫外线照射等。此过程完成后，制备的模具具有较强的硬度，因此有必要去除表面上的其他粉末。用刷子扫扫周围大部分粉末，剩余的小粉末可以通过机械振动、微波振动、不同方向的风吹等方法去除。还有报道称模具浸泡在特殊溶剂中，可以溶解散落的粉末，但不能溶解凝固的模具。可以达到去除多余粉末的目的。

用于除粉后的模具。尤其是石膏基、陶瓷基等吸水材料制成的模具，还需要考虑其长期保存。常用的方法是在模具外面刷一层防水固化胶，增加强度，防止吸水变弱。或将模具浸入保护性聚合物中，如环氧树脂、氰基丙烯酸酯、熔融石蜡等，最终的模具可以防水、牢固、美观、不易变形。

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