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Mar 2023
【3D 列印是什麼 ? 】告訴你幾種常見的 3D 列印技術和應用優勢 !
3D列印（3D printing），也稱為增材製造（Additive Manufacturing），是一種製造物體的過程，通過逐層添加材料的方式建立物體的三維結構。
它與傳統的減材製造方法（如切削、鑄造）不同，這些方法通常需要從材料中去除或加工掉多餘的部分。
▲ INTAMSYS FUNMAT HT 的列印腔室
在3D列印中，物體的三維模型首先被創建或獲取，可以使用電腦輔助設計（CAD）軟體來建立或從現有的數位模型中獲取。
然後，3D列印機使用一種或多種材料，通過一層一層地添加材料，來建立物體的結構。
通常，3D列印機使用數控技術控制列印頭或雷射，將材料按照預定的模型進行精確的定位和堆疊。
常見的3D列印技術有多種，每種技術都有其獨特的原理和工作方式。以下是幾種常見的3D列印技術及其原理：
這是最常見和廣泛使用的3D列印技術之一。FDM使用熔化的塑料線材，通過一個可移動的列印頭逐層地堆疊材料，並在每一層完成後冷卻固化。列印頭根據3D模型的指示，在需要填充的位置上溶解並堆疊材料，以建立物體的結構。
SLA使用光敏樹脂，並利用紫外線激光或光束來逐層固化樹脂，從而形成物體的結構。樹脂在光照下固化成堅實的形狀，然後3D列印平台逐漸下降，以繼續堆疊下一層。這種技術具有高精度和細節，適用於製造精密零件和模型。
黏著劑噴射技術（Binder Jetting）的原理是使用液態黏著劑噴射在粉末層上，逐層堆疊並黏合粉末顆粒，形成物體的結構。黏著劑固化後，列印平台上升，新的粉末層被添加，重複此過程，直到物體完整。最後，需要進行後續處理步驟以提高結構的強度和穩定性。
SLS使用高功率激光束將粉末材料（通常是塑料或金屬）熔化並熔結在一起，逐層堆疊成物體。未被熔化的粉末將作為支撐材料存在，支撐著正在建立的物體。這種技術不需要支撐結構，因此可以製造出復雜的幾何形狀。
這兩種技術都是使用能量（激光束或電子束）來熔化金屬粉末，然後在每一層建立物體的結構。SLM使用激光束，而EBM使用電子束。這些技術適用於金屬部件的製造，具有很高的密實度和機械性能。
3D列印與傳統製造方法相比，具有以下優勢：
1.設計自由度：可以實現高度複雜的幾何形狀和結構，無論是內部結構還是外部外觀，都可以實現更自由的設計。
2.定制化生產：能使得定制化生產變得更容易，可以根據個體需求製造獨特的產品，無需額外的工具或設備。
3.快速製造速度：有較快的製造速度，尤其是在原型和小批量生產方面，節省了傳統製造所需的生產準備時間和工藝設置。
4.資源節約：相比於傳統製造中的切削或鑄造過程，可以節省材料和能源。
5.減少庫存：由於3D列印可以根據需要進行製造，因此不需要大量的庫存存儲，減少了庫存成本和庫存風險。
6.複雜性和輕量化：可以列印出複雜的內部結構和輕量化的組件，從而實現材料的節省和性能的提升。
7.快速原型製作和快速迭代：快速製作出產品原型，並實現快速設計迭代和產品優化。
8.靈活性和可靠性：可以輕鬆實現小批量生產和快速產品更新，從而提高生產靈活性和市場響應能力。
9.按需生產：能使得按需生產成為可能，可以根據需求進行製造，減少過剩產能和浪費。
3D列印技術在眾多領域中都有廣泛的應用。以下是一些常見的3D列印應用：
1.快速原型製作：用於製作產品的快速原型，幫助設計師和工程師快速驗證和改進產品設計。
2.定制化製造：能使得個人化和定制化製造變得更容易，可以製造出符合個人需求和喜好的產品，如個人化配件、定制鞋子、眼鏡等。
3.醫療領域：在醫療領域具有重要應用，包括醫療器械和設備的製造、人工器官和組織的生物打印、定制化的矯形外科和牙科矯正等。
4.教育和研究：3D列印技術提供了實踐和實驗的機會，用於教育和研究領域。學生和研究人員可以通過打印模型和實物來進行學習和實驗。
5.製造和建造：用於製造和建造行業，製造建築模型、複雜的結構元件、建築造型和雕塑等。
6.汽車工業：在汽車工業中得到廣泛應用，用於製造原型、車輛組件、定制化零件和工具等。
7.航空航天：在航空航天領域具有重要意義，可用於製造輕量化組件、複雜的內部結構和減少零部件數量等。
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