1.1 3D打印的概念

要了解3D打印的概念，我们可以将“3D打印”这个词分开来看。

首先，3D指的是3个维度（3 Dimension），即3维图形。与表示平面的2D不同，3D所表示的物体通常是立体的、具备真实效果的。在机械行业中，3D和2D有着最为显著的区别。在传统的机械设计程序上，一个零件需要由设计者设计完成，并绘制好2D图纸（通常是三视图的形式，并且有些细节部位还需要追加详细图），如图1-1所示。而在此基础之上，可以建立3D模型，如图1-2所示。3D模型可以让设计者与客户更为直观地了解到产品外观，并能通过模拟仿真的方式获得一些重要的性能参数。

图1-1 2D图纸

图1-2 3D模型

虽然3D模型为设计和加工带来了极大的便利，但也仅此而已。目前绝大多数的生产还是依靠2D图纸，3D模型更多的是一种辅助，因为它不能被拿去直接生产。不过现在这种情况可能已经发生改变了，这就要说到“打印”。

“打印”即是指不同于传统制造模式的新方法。在传统的设计加工过程中，当设计师绘制出2D图纸后，要把这个零件的图纸交给机械工艺师，机械工艺师会根据你的零件图纸排列加工制造工序，然后工人会按照机械工艺师设计安排的工序来制造零件。通常这个过程是从一大块毛坯上切削加工掉多余部分，最终得到所需的零件，典型的传统加工示意如图1-3所示。这种通过切削来加工成型的方法又称为“减材成型方法”。

图1-3 传统加工示意图——减材成型方法

而“打印”却是从零开始，通过逐层叠加的方式生成零件，如图1-4所示。每一层的生成方式和普通的打印过程类似，故名“打印”。这种成型方式称为“增材成型方法”。

图1-4 3D打印成型示意图——增材成型方法

在典型传统加工中，机械设计者设计的零件可能会有部分结构不容易加工制造，机械工艺师会将信息反馈给机械设计师，机械设计师再修改图纸，再进行生产加工，整个过程十分烦琐。而一旦有了3D打印机，整个流程就简化了。设计者完成零件的3D模型后，就可以直接生产制造，不需要再绘制2D的三视图，不需要再描述细节的详细图，不需要工艺师的编排工序，也不需要工人加班，而且极少有结构工艺限制。

简而言之，3D打印就是一种只需要拥有三维模型，便能直接制造出实物的快速成型方法，如图1-5所示。

图1-5 3D打印简介图