3D打印，也稱為增材制造，是一種根據(jù)數(shù)字模型文件逐層打印物體的技術(shù)。以下是其打印過程：

一、構(gòu)建數(shù)字模型

模型設(shè)計(jì)

使用軟件建模：利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）軟件創(chuàng)建三維模型。這些軟件提供了豐富的繪圖工具和功能，設(shè)計(jì)師可以從無到有地構(gòu)建復(fù)雜的幾何形狀。例如，設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)械零件時(shí)，可以使用CAD軟件精確地繪制出零件的外形、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和各種細(xì)節(jié)特征，像螺紋、凹槽等。

模型來源多樣：除了自行設(shè)計(jì)，還可以通過三維掃描儀對現(xiàn)有物體進(jìn)行掃描，獲取其精確的三維數(shù)據(jù)模型。比如在文物保護(hù)領(lǐng)域，對古老的文物進(jìn)行掃描，將其數(shù)字化為三維模型，便于研究和修復(fù)。另外，也可以從互聯(lián)網(wǎng)上的模型庫下載現(xiàn)成的模型，這些模型涵蓋了各種領(lǐng)域，如建筑模型、動漫角色等。

二、切片處理

切片軟件工作原理

分層設(shè)置：將構(gòu)建好的三維模型導(dǎo)入切片軟件后，軟件會對模型進(jìn)行分析。它會沿著模型的垂直方向（通常是Z軸）將其“切割”成一系列水平的薄層，就像把一個(gè)實(shí)體蛋糕切成多層一樣。每一層的厚度根據(jù)打印需求和打印機(jī)性能來確定，一般在0.1 – 0.5毫米之間。例如，對于一個(gè)高度為100毫米的模型，若切片厚度設(shè)置為0.2毫米，那么就會被切成500層。

生成打印路徑：切片軟件還會為每一層生成打印路徑。打印路徑是指打印頭在這些切片層上的移動軌跡，它決定了打印材料在每一層上的沉積順序和方式。合理的打印路徑可以確保打印的高效性和質(zhì)量，避免材料浪費(fèi)和缺陷。例如，對于大面積的平面部分，打印路徑可能會采用直線往復(fù)的方式；而對于復(fù)雜的輪廓部分，則可能采用更精細(xì)的輪廓描繪式路徑。

三、選擇打印材料并裝載

材料類型及選擇依據(jù)

塑料材料：如聚乳酸（PLA）、丙烯腈 – 丁二烯 – 苯乙烯共聚物（ABS）等是常見的塑料材料。PLA具有較低的熔點(diǎn)、良好的生物降解性和較低的打印氣味，適合家庭和辦公環(huán)境；ABS則具有較好的韌性和強(qiáng)度，但打印時(shí)可能會有刺激性氣味，需要良好的通風(fēng)條件。選擇材料時(shí)要根據(jù)打印對象的功能和特性來定，比如打印玩具可以選擇PLA，而打印機(jī)械零件可能需要ABS。

金屬材料：包括不銹鋼、鈦合金、鋁合金等。金屬材料通常用于打印高強(qiáng)度、高精度的零件，如航空航天部件、醫(yī)療器械等。不同的金屬材料具有不同的機(jī)械性能、耐腐蝕性和成本。例如，鈦合金具有高強(qiáng)度和良好的生物相容性，常用于醫(yī)療植入物的打印，但成本較高；不銹鋼則成本相對較低，適用于一些對強(qiáng)度要求較高的一般性金屬零件打印。

樹脂材料：主要有光敏樹脂和熱固性樹脂。光敏樹脂在紫外線照射下會迅速固化，能夠打印出高精度、表面光滑的模型，常用于珠寶、牙科和手辦等領(lǐng)域；熱固性樹脂需要在加熱和壓力下固化，具有較高的強(qiáng)度和耐熱性，適用于打印功能性原型和工業(yè)零部件。

裝載材料到打印機(jī)

塑料材料裝載：以FDM（熔融沉積成型）打印機(jī)為例，對于絲狀的塑料材料（如PLA、ABS），需要將材料卷安裝在打印機(jī)的供料軸上。安裝時(shí)要確保材料卷能夠順暢地轉(zhuǎn)動，并且材料線能正確地進(jìn)入打印頭的擠出系統(tǒng)。

金屬材料和樹脂材料裝載：在金屬3D打印機(jī)中，金屬材料可能是以粉末或絲材形式存在。對于粉末狀金屬，需要將其均勻地鋪在打印平臺的起始位置，并且根據(jù)打印機(jī)的要求設(shè)置好相關(guān)的參數(shù)，如粉末層厚、激光功率等。對于樹脂材料，特別是光固化樹脂，需要將其倒入打印機(jī)的樹脂槽中，并且要確保樹脂的液面高度符合打印機(jī)的要求，同時(shí)要避免樹脂在操作過程中受到污染。

四、開始打印

打印設(shè)備啟動與初始化

設(shè)備自檢：在開始打印前，3D打印機(jī)會自動進(jìn)行一系列自檢程序。這包括檢查打印頭的位置、打印平臺的水平度、材料供應(yīng)系統(tǒng)是否正常等。如果檢測到任何問題，打印機(jī)會通過顯示屏或提示音向用戶發(fā)出警報(bào)。例如，若打印頭沒有回到初始位置或者材料不足，打印機(jī)會提醒用戶解決問題后再繼續(xù)。

預(yù)熱設(shè)備：根據(jù)所選的打印材料和打印技術(shù)，打印機(jī)需要對相關(guān)部件進(jìn)行預(yù)熱。在FDM打印機(jī)中，需要預(yù)熱打印頭，使噴頭達(dá)到合適的溫度來熔化塑料材料。對于SLS（選區(qū)激光燒結(jié)）金屬打印機(jī)，需要預(yù)熱振鏡系統(tǒng)和粉床等部件。預(yù)熱過程可以通過打印機(jī)的操作界面設(shè)置溫度和時(shí)間，確保各部件達(dá)到最佳工作狀態(tài)。

按切片指令打印

第一層打印：打印機(jī)開始按照切片軟件生成的指令打印第一層。對于FDM打印機(jī)，打印頭會移動到起始位置，擠出適量的融化材料，沉積在打印平臺上，形成第一層的第一條打印線。這條線的長度和寬度由切片軟件設(shè)定，通常會比最終模型的尺寸稍大，以便更好地粘附在打印平臺上。完成第一條線后，打印頭會根據(jù)設(shè)定的路徑移動，繼續(xù)沉積材料，逐漸覆蓋第一層的整個(gè)層面。

后續(xù)層打印：在完成第一層打印后，打印平臺會按照預(yù)設(shè)的參數(shù)（如FDM打印機(jī)中的層厚）下降一定的距離，為下一層的打印做準(zhǔn)備。然后，打印頭再次按照切片軟件生成的路徑進(jìn)行打印，重復(fù)這個(gè)過程，一層一層地向上疊加材料，直到整個(gè)模型打印完成。在打印過程中，打印機(jī)會精確控制打印頭的運(yùn)動、材料的擠出量以及平臺的位置等參數(shù)，以確保模型的精度和質(zhì)量。