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3d打印的优缺点
一.3D打印技术的优点（1）节省材料。不用剔除边角料，提高了材料的利用率，通过摒弃生产线而降低了成本；（2）能做到较高的精度和很高的复杂程度，可以制造出采用传统方法制造不出来的、非常复杂的制件；（3）不需要传统的刀具、夹具、机床或任何模具，就能直接把计算机的任何形状的三维CAD图形生成实物产品；（4）它可以自动、快速、直接和比较精确地将计算机中的三维设计转化为实物模型，甚至直接制造零件或模具，从而有效地缩短了产品研发周期；（5）3D打印无需集中的、固定的制造车间，具有分布式生产的特点；（6）3D打印能在数小时内成形，它让设计人员和开发人员实现了从平面图到实体的飞跃；（7）它能打印出组装好的产品，因此，它**降低了组装成本，甚至可以挑战大规模生产方式。二.3D打印技术的缺点（1）存在成本高、工时长的软肋3D打印仍是比较昂贵的技术。由于用于增材制造的材料研发难度大、而使用量不大等原因，导致3D打印制造成本较高，而制造效率不高。目前，3D打印技术在我国主要应用于新产品研发，且制造成本高，制造效率低，制造精度尚不能令人满意。3D打印目前并不能取代传统制造业。在未来制造业发展中，“减材制造法仍是主流”。（2）在规模化生产方面尚不具备优势3D打印技术既然具有分布式生产的优点，那么相反，在规模化生产方面就不具备优势。天津天易多维科技有限公司介绍，目前，3D打印技术尚不具备取代传统制造业的条件，在大批量、规模化制造等方面，高效、低成本的传统减材制造法更胜一筹。现在看来，想用3D打印作为生产方式来取代大规模生产不太可能。且不说3D打印技术目前尚且不具备直接生产像汽车这样复杂的混合材料产品，即使该技术在未来取得长足进步，完全打印一辆车只怕要耗时好几个月，在成本上远远高于大规模生产汽车时均摊到每辆汽车上的成本。所以，对于生产有大量刚性需求的产品来说，具有规模经济优势的大规模生产仍比重点放在“个性化、定制化”的3D打印生产方式更加经济。（3）打印材料受到限制3D打印技术的局限和瓶颈主要体现在材料上。目前，打印材料主要是塑料、树脂、石膏、陶瓷、砂和金属等，能用于3D打印的材料非常有限。尽管已经开发了许多应用于3D打印的同质和异质材料，但是开发新材料的需求仍然存在，一些新的材料正在研发中。这种需求包含两个层面，一是不仅需要对已经得到应用的材料—工艺—结构—特性关系进行深入研究，以明确其优点和限制；二是需要开发新的测试工艺和方法，以扩展可用材料的范围。（4）精度和质量问题由于3D打印技术固有的成型原理及发展还不完善，其打印成型零件的精度（包括尺寸精度、形状精度和表面粗糙度）、物理性能（如强度、刚度、耐疲劳性等）及化学性能等大多不能满足工程实际的使用要求，不能作为功能性零件，只能做原型件使用，从而其应用将大打折扣。而且，由于3D打印采用“分层制造，层层叠加”的增材制造工艺，层与层之间的结合再紧密，也无法和传统模具整体浇铸而成的零件相媲美，而零件材料的微观组织和结构决定了零件的使用性能。
3D打印技术的主要工艺流程
1. 熔融沉积成型（Fused deposition modeling FMD） FMD可能是目前应用最广泛的一种工艺，很多消费级的3D打印机都是采用的这种工艺，因为它实现起来相对容易。流程简单概括为 ①FMD加热头把热熔性材料（ABS，PA,POM）加热到临界状态，使其呈现半流体状态 ②加热头会在软件控制下沿CAD确认的二维几何轨迹运动，同时喷头将半流动状态的材料挤压出来 ③材料瞬时凝固形成有轮廓形状的薄层. 这个过程与二维打印机的打印过程很相似，只不过从打印头出来的不是油墨，而是ABS树脂等材料的熔融物，同时由于3D打印机的打印头或底座能够在垂直方向移动，所以它能让材料逐层进行快速堆积，并每层都是CAD模型确定的轨迹打印出形状，所以最终能够打印出设计好的三维物体。2．光固化立体成型（Stereolithography，SLA） 这种工艺简称“光固化”，该工艺的基础是能在紫外光照射下产生聚合反应的光敏树脂。流程简单概括为 ①在电脑控制下，紫外激光会沿着零件各分层截面轮廓 ②对液态树脂进行逐点扫描 ③被扫描到的树脂薄层会产生聚合反应，由点逐渐形成线 ④最终形成零件的一个薄层的固化截面，而未被扫描到的树脂保持原来的液态。 当一层固化完毕，升降工作台移动一个层片厚度的距离，在上一层已经固化的树脂表面再覆盖一层新的液态树脂，用以进行再一次的扫描固化。新固化的一层牢固地粘合在前一层上，如此循环往复，直到整个零件原型制造完毕。3、选择性激光烧结（SLS） SLS 工艺与上面提到的SLA 光固化工艺还有相似之处。即都需要借助激光将物质固化为整体。不同的是，SLS工艺使用的是红外激光束，材料则由光敏树脂变成了塑料、蜡、陶瓷、金属或其复合物的粉末。 流程简单概括为 ①先将一层很薄（亚毫米级）的原料粉未铺在工作台上 ②接着在电脑控制下的激光束通过扫描器以一定的速度和能量密度，按分层面的二维数据扫描 ③激光扫描过的粉末就烧结成一定厚度的实体片层，未扫描的地方仍然保持松散的粉末状 ④ 一层扫描完毕，随后对下一层进行扫描。先根据物体截层厚度升降工作台，铺粉滚筒再次将粉末铺平，然后再开始新一层的扫描。 如此反复，直至扫描完所有层面。去掉多余粉末，再经过打磨、烘干等适当的后处理，即可获得零件。4、三维印刷工艺（3D printing，3DP）3DP 这种3D打印技术的工作方式和传统的二维喷墨打印最为接近。和上面提到的SLS工艺相同，3DP技术也是通过将粉末粘结成整体来制作零部件，但是它不是通过激光熔融的方式粘结，而是通过喷头喷出的粘结剂来完成粘结工作。流程简单概括为 ①喷头在电脑控制下，按照模型截面的二维数据运行 ②选择性地在相应位置喷射粘结剂，最终构成层。 ③在每一层粘结完毕后，成型缸下降一个等于层厚度的距离，供粉缸上升一段高度，推出多余粉末，并由铺粉辊推到成型缸，铺平再被压实。 如此循环，直至完成整个物体的粘结。 3DP技术作为3D打印技术之一，是继SLS、FDM等应用最为广泛的快速成型工艺技术后发展前景最为看好的一项快速成型技术。凭借快捷、适用范围广、精细度高等独特的优势，3DP技术得到很多优秀的3D打印行业公司的关注。
3D打印是怎么回事儿
3D打印（3维打印)即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。层叠等技术,最新快速成型装置被称为工业生产的下一场革命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、工业设计等领域被用于制造模型，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，器官，航空航天精密零部件等
3D打印过程所想到的数学知识
最近买了一台家用型3D打印机，刚到就马上拆开包装，调试打印机。折腾了几个小时，终于开始打印了。看着3D打印的过程，心中突然冒出一个想法：积分是升维过程，微分是降维过程。就拿到模型进行切片和打印过程来说：首先对3D模型进行切片，就是微分过程，把3维物体切成一张张薄的二维平面，然后打印就是积分过程，把一张张二维平面堆积成3维物体。 同样对于工作和生活上的复杂问题可以用微分的方法，切分3维或者更高维度的复杂问题为一个个简单的二维问题。就是要降维度，变的要简单。 当降维后的简单问题解决了，再使用积分的方法，合成。也就是升维度，最后解决复杂问题。 这也是 水平思考法vs垂直思考法 水平思考法与垂直思考法是相对的两种不同概念。 水平思考法运用的是类比概念，以一个课题或关键字为核心，进行面的搜寻，寻找相似的事物·这是由思考大师爱德苇·狄波詻所提出的思考方法·知名的“6顶思考帽”正是他关于水平思考的重要实践工具。 垂直思考法则是运用上下串联的概念，进行向上与向下的延伸与扩展，着重的是单点突破的分析能力。 在通用方法上，可先运用水平思考法认清整体与局部之间的关系（宏观)。再针对重要的特定部分(微观)，运用垂直思考法进行深入分析。
