3D打印：从全面了解到亲手制作（全彩版）

【2018年第19本】算是入门级的书，列举不少已经通过3D打印出来的东西，大涨姿势。这本书是北大杨振贤教授15年写的，三年快过去，3D技术应该取得日新月异的进步了吧？！在所有3D打印原材料中，最让人感到神奇的非“生物墨水”莫属，因为使用这些作为原材料的设备甚至能直接打印出需要的人体细胞和器官。未来是3D打印世界，你相信吗？ 罗胖在《迷茫时代的明白人》有一章是3D打印有未来吗，就非常看好3D打印，他举例：克里斯·安德森——大名鼎鼎的美国《连线》杂志的前主编，互联网界的理论大神。他曾经创造了很多炙手可热的概念，比如说畅销书《长尾理论》《免费：商业的未来》，他说：“我认为3D打印是一件比互联网更大的事情。” 他也列举出：有些专家告诉我们，3D打印真正的含义不是什么增材制造，而是用数据远程控制驱动的制造。这个含义就不一样了，有人甚至喊出了一句话：“3D打印是压在工业社会这头骆驼脊梁上的最后一根稻草。” 为什么呢？ 罗胖说：工业社会已经走到了它的暮年。我们都知道互联网在一点一点、一根骨头一根骨头地把工业社会拆掉，在往前走。往前走的方式，就是用互联网将特有的信息飞速地匹配起来，让人和人、人和信息、信息和信息飞速地匹配起来。 3D打印是什么？是通过互联网和一系列现代化的材料技术、制造技术，构建出来的人类的最后一道跨越天堑的桥梁，是把人、信息、财富和实体世界的物质联系起来的方式。 3D打印和普通制造根本的区别在哪儿？我们前面讲到的，节省材料，可以做出更复杂的形状，这都不是根本，根本在于它是数据驱动的。 香港利丰是世界上第一流的供应链管理公司，2015年，利丰的冯国经主席曾说过：未来的商业趋势就是围绕着#客制化#展开，诸如3D打印之类的技术一旦展开应用，生活形态和商业形态都会发生根本性的变化。 什么是客制化呢？ 清华大学管理学教授宁向东是这样解释客制化的：“就是客户的需要主导商业活动，企业完全按照客户的需要去提供产品和服务。这里面说的是两层意思：第一个层次，就是产品是完全满足个人的需要。请你注意，这里是完全地满足，完全！以服装公司生产的衣服为例， “ 完全满足 ” 意味着企业所生产的每一件产品都是针对某一个人的，都是定制的。未来不会像我们现在这样，去商店买衣服，还要先试，试了半天，可能还找不到一件合适的。客制化的第二层意思，就在这个“化”字上，是指我们走向完全满足客户需求的路，要通过一个过程，我们正在这个过程之中。” 而我认为实现客制化的很大部分的基础设施应该就是3D打印技术了。 20世纪的历史反复告诉我们，一项技术一旦开始奔跑起来，往往会进入一种叫“指数级”的爆炸性增长状态，你会发现它的发展过程是人类无法想象的。 所以，指数级增长是一个特别可怕的增长，人类现在各个领域的技术突破都堆叠在一块儿的时候，就极容易触发这种指数级增长。 当然，在3D打印领域，指数级增长这个天灵盖能不能被打开，我们也不知道，你觉得呢？ 所以…

专业性比较强，前几章作为业务可以看看，后面的基本上看不懂[流泪][流泪][流泪]

作为入门读物还是可以的梳理的逻辑可以借鉴，一些基本原理没有问题。3d打印技术发展迅速，书里很多知识点已经过时，还是需要读者自己去进一步研究实践

初略介绍了一些3打印的基本知识。通俗易懂。

通过本书，了解到一些3D打印的未来发展趋势。 3D打印的概念最早始于1984年，是上个世纪的思想，上个世纪的技术，这个世纪的市场。 目前，大家所熟知的3D打印主要应用领域是工业模型领域，但这项技术还远不止于此。 已经有英国研究人员首次使用3D打印机实现了人体胚胎干细胞的打印，研究人员在最新出版的英国杂志《生物制造》上发表论文，根据检测显示打印24小时后，95%以上的细胞仍然存活，表面打印过程未杀死细胞；打印3天后，超过89%细胞存活，而且仍然维持其多能性，能够分化多种细胞组织。借由打印干细胞的技术，已有研究人员开始尝试制造骨髓和皮肤。这项技术的持续发展将意味着，未来患者使用自己的细胞制造需要的组织器官指日可待。 还有食物领域也挺新奇的。打印巧克力一类的食物可以先融化在凝结，听起来不算什么突破性的新鲜事，然而，一些现代牧场的“生物墨水”，就很耐人寻味了。这和干细胞的复制有点类似，用动物身上的组织切片，采集干细胞，进行复制，创造出一种“生物墨水”，制作人工肉。目前，先不说人们能不能接受。这项技术成本太高，制作一个汉堡所需的量，各项成本加起来就高达30万美元。 目前的3D打印机种类有 ①熔融挤压式FDM 特点： 通过材料逐层堆积形成最终的成品。最常用的熔丝线材主要包括ABS、PLA、人造橡胶、铸蜡和聚酯热塑性塑料等。 缺点：FDM技术生产的模型在复杂和细微结构上的支撑很难在不影响模型的情况下完全去除，很容易出现损坏原型表面的情况，对模型表面的品质会有不小的影响。目前我国自行研发的FDM打印设备都还无法做到这一点，打印模型的后处理仍然是一个较为复杂的过程。 优点：市场上熔融挤压式的3D打印机非常多，特别是面向普通消费者的桌面级打印机，几乎是FDM的天下。最为大家所熟知的像MakerBot公司的Thing-O-Matic、Replicator系列打印机、3D Systems公司的Cube打印机，都是采用FDM技术的入门级3D打印机。 ②层叠法成型LOM 目前，南京紫金立德电子有限公司成为全球唯一拥有该技术核心专利的公司。分层实体制造法也成为众多快速成型技术中唯一由中国企业掌握的关键技术，基于该技术的商业3D打印机也于2010年成功推出。层叠法成型技术是当前世界范围内几种最成熟的快速成型制造技术之一。 特点：主要以片材（如纸片、塑料薄膜或复合材料）作为原材料。 LOM设备非常适合于产品设计的概念建模和功能性测试零件，由于制成的零件具有木质属性，因而还特别适合于直接制作砂型铸造模。但只不过它不是用大块原材料进行整体切削，而是将原来的零部件模型分割为多层，然后进行逐层切削。 缺点： （1）受原材料限制，成型件的抗拉强度和弹性都不够好。 （2）打印过程有激光损耗，并需要专门实验室环境，维护费用高昂。 （3）打印完成后不能直接使用，必须手工去除废料，因此也不宜构建内部结构复杂的零部件。 （4）后处理工艺复杂，原型易吸湿膨胀，需进行防潮等处理流程。 （5）Z轴精度受材质和胶水层厚决定，实际打印成品普遍有台阶纹理，难以直接构建形状精细、多曲面的零件，因此打印后还需进行表面打磨等处理 优点： （1）成型速度较快。 （2）模型精度很高，并可以进行彩色打印，同时打印过程造成的翘曲变形非常小。 （3）原型能承受高达200℃的温度，有较高的硬度和较好的力学性能。 ③喷墨粘粉式3DP 特点：喷墨粘粉式打印技术使用的原材料主要是粉末材料，如陶瓷粉末、金属粉末、塑料粉末等。其主要工作原理是，先铺一层粉末，然后使用喷嘴将黏合剂喷在需要成型的区域，让材料粉末黏结形成部件截面。接着通过不断重复铺粉、喷涂、黏结的过程，层层叠加，以获得最终需要的三维模型。该工艺打印制作的零部件强度普遍较低，必须进行后期处理。 缺点：首先打印出的工件只能通过粉末黏接，受黏结剂材料限制，其强度很低，基本只能作为测试原型。 其次由于原材料为粉末，导致工件表面远不如SLA等工艺成品的光洁度，并且精细度方面也要差很多。 为使打印工件具备足够的强度和光洁度，还需要一系列的后处理工序。 技术也比较复杂、成本较高。 优点： （1）打印速度快，无需添加支撑。 （2）技术原理同传统工艺相似，可以借鉴很多二维打印的成熟技术和部件。 （3）可以在黏结剂中添加墨盒以打印全色彩的部件，支持39万色的产品打印。 ④激光烧结式SLS 特点：SLS工艺主要支持粉末状原材料，包括金属粉末和非金属粉末，然后通过激光照射烧结原理堆积成形。SLS打印的模型并不能一打印完马上拿出使用，而需要等待整个原型充分冷却之后，才能将其拿出并放置到工作台上，否则原型可能由于温度过高给操作者带来危险。 在烧结之前，整个工作台都会被加热至一定温度。这样做可有效减少打印过程中的热变形，并利于层与层之间的黏结。在打印过程中，未经烧结的粉末对模型的空腔和悬臂部分起着支撑作用，因此不必像SLA和FDM工艺那样另行添加支撑结构，但在打印封闭结构时，必须留有孔洞以便内部支撑粉末的清理。 缺点： （1）关键部件损耗高，并需要专门实验室环境。 （2）打印时需要稳定的温度控制，打印前后还需要预热和冷却，后处理也较麻烦。 （3）原材料价格及采购维护成本都较高。 （4）成型表面受粉末颗粒大小及激光光斑的限制，影响打印的精度。 （5）无法直接打印全封闭中空的设计，需要留有孔洞去除粉材。 优点 （1）与其他工艺相比，能生产强度高、材料属性优异的产品，甚至可以直接作为终端产品使用。 （2）可供使用的原材料种类众多，包括工程塑料、蜡、金属、陶瓷粉末等。 （3）零件的构建时间较短，打印的物品精度非常高。 （4）无需设计和构造支撑部件。 ⑤光固化成型SLA 是目前研究最深入、技术最成熟、应用最广泛的快速成型技术之一。 特点：主要是使用光敏树脂作为原材料，通过特定波长与强度的激光（紫外光）聚焦到光固化材料表面，使之由点到线、由线到面的顺序凝固，从而完成一个层截面的绘制工作。 SLA工艺能简洁快速并全自动地打印出表面质量和尺寸精度较高、几何形状复杂的原型。精度高、表面质量好、原材料利用率几乎达到惊人的100％，能用于打印制作形状特别复杂、特别精细的零件，非常适合于小尺寸零部件的快速成型。同时还可以在原料中通过加入其他成分，用于代替熔模精密铸造中的蜡模。 缺点： （1）SLA设备普遍价格高昂，使用和维护成本很高。 （2）需要对毒性液体进行精密操作，对工作环境要求苛刻。 （3）受材料所限，可用使用的材料多为树脂类，使得打印成品的强度、刚度及耐热性能都非常有限，并且不利于长时间保存。 （4）核心技术被少数公司所垄断，技术和市场潜力未能全部被挖掘。 优点： （1）SLA技术出现时间早，经过多年的发展，技术成熟度高。 （2）打印速度快，光敏反应过程便捷，产品生产周期短，并无需切削工具与模具。 （3）打印精度高，可打印结构外形复杂或传统技术难于制作的原型和模具。 （4）上位软件功能完善，可联机操作及远程控制，利于生产的自动化。

系统了解了3D打印的原理：设备加建模软件，打印材料的分类，工艺的分类。对3D打印有初步系统性了解了~~

这是一本很专业的3D打印相关的书籍，案例数据都很权威，值得推荐。

过于硬核，很详细，内容有些过时了，总体了解一下发展趋势和历史还是不错的

读了Fabricated：The New world of 3D Printing 英文版，再看这本书，有种重新看了一次中文翻译版的感觉.文章结构和举例太多相似的.

竟然后面的要收费了，未看完不予评价。