1.2 3D打印的基本概念

3D打印（3D Printing）技术又称为增材制造或增量制造（Additive Manufacturing），指基于三维数学模型数据，通过连续的物理层叠加，逐层增加材料来生成三维实体的技术。3D打印实现过程如图1-1所示。

增材制造技术起步于20世纪90年代前后,经过短短二十几年的发展，迅速成长为现代制造业的核心技术。简单来说，3D打印机就是可以“打印”出真实三维物体的设备，通过分层、叠层以及逐层加料的方式做出立体实物。随着堆叠方式种类的增多，3D打印技术也呈现出各种各样的成型方式，且不同技术所用的打印材料以及成型构件的样式也各不相同，但其成型的基本原理都是离散-堆积，属于由零件三维数据驱动直接制造零件的科学技术体系。3D打印的工作原理如图1-2所示。

简单来讲，3D打印的基本过程分为四步，如图1-3所示。

1）建模。通俗来讲，3D建模就是通过三维制作软件在虚拟三维空间构建出具有三维数据的模型。

2）切片处理。切片的目的是将模型用片层的方式来描述。切片就是把3D模型切成一片一片的形状，设计好打印的路径，并将切片后的文件储存成.gcode格式（一种3D打印机能直接读取并使用的文件格式）。然后通过3D打印机控制软件，把.gcode文件发送给打印机并控制3D打印机的参数、运动使其完成打印。

3）打印过程。启动3D打印机，通过数据线、SD卡等方式把STL格式的模型切片得到gcode文件传送给3D打印机，同时装入相应的3D打印材料，调试打印平台，设定打印参数，然后打印机开始工作，材料会一层一层地打印出来。层与层之间以各种方式粘合起来。就像盖房子一样，砖块是一层一层的，但累积起来后就形成一个立体的房子。最终经过分层打印、层层粘合、逐层堆砌，一个完整的物品就会呈现出来。

4）后期处理。3D打印机完成工作后，取出物体，根据不同的使用场景和要求进行后期处理。例如，在打印一些悬空结构时，需要有个支撑物，然后才可以打印悬空上面的部分，对于这部分多余的支撑需要通过后期处理去掉。有时候打印出来的物品表面会比较粗糙，需要抛光；有时需要对打印出来的物体进行上色处理，不同材料需要采用不一样的颜料；有时为加强模具成型的强度，需进行静置、强制固化、去粉、包覆等处理。