3D打印

• 3D打印原理

    3D打印技术的原理与文档打印类似，即软件通过电脑辅助设计技术（CAD）完成一系列数字切片，并将这些切片的信息传送到3D打印机上，后者会将连续的薄型层面堆叠起来，直到一个固态物体成型。3D打印机与传统打印机最大的区别在于它使用的“墨水”是实实在在的原材料。  
     
     堆叠薄层的形式有多种多样。有些3D打印机使用“喷墨”的方式。例如，Objet的以色列3D打印机公司使用打印机喷头将一层极薄的液态塑料物质喷涂在铸模托盘上，此涂层然后被置于紫外线下进行处理。之后铸模托盘下降极小的距离，以供下一层堆叠上来。另外一家总部位于Stratasys使用一种叫做“熔积成型”的技术，整个流程是在喷头内熔化塑料，然后通过沉积塑料纤维的方式才形成薄层。当遇到包含孔洞及悬臂这样的复杂结构时，介质中就需要加入凝胶剂或其他物质以提供支撑或用来占据空间。这部分粉末不会被熔铸，最后只需用水或气流冲洗掉支 
  撑物便可形成孔隙。经过几十年的发展，3D打印已经可以处理包括塑料、陶瓷和金属等多种材料，甚至进行软硬材料组合打印，来制造塑料、金属、陶瓷等单一材料或者符合材料的产品。  
     
     当然了，目前的3D打印技术已经可以进行诸如皮肤、肌肉和血管片段等简单的活体组织制造，不过还只是在大型科研机构和研究所才拥有这类型设备和技术。民用方面，Objet 
  公司在2012年推出新型生物相容性3D 打印材料以用于医疗和牙科解决方案，生产义肢、义齿等。

  

• 3D打印店技术条件

  3D打印技术包括3D设计和3D打印生产两个分支，所以开店之前，我们满足一定的技术条件：1、一台高配置的电脑（必备）。       
  3D设计对电脑配置的要求较高，尤其是在处理上百兆图纸的大3D模型时，高配置电脑可以确保设计工作可以更快速、更稳定的完成，通常的要求是：       ⭕ 
  24寸以上的高清显示器       ⭕ 酷睿i5以上或者同样处理速度的AMD CPU（最好是64位）       ⭕ 
  独立显卡，1G以上独立显存       ⭕ 4G以上内存       ⭕ 500G以上硬盘       ⭕ 
  win7／win8／xp系统最佳2、3D设计软件（必备）       
  3D设计软件是用来进行3D打印模型创建和修改。目前市面上由较多品牌的软件可以选择，售价不等。国外的如Catia/UG NX／PTC 
  Creo等,售价在10万以上，根据不同的模块配置价格价格。Solidworks／Inventor在售价在5万左右。考虑到成本和模型复杂度，小编推荐一些国产3D设计软件，如中望3D软件（支持iges/stp等通用3D文件的导入和导出，支持Catia/UG 
  NX／PTC 
  Creo／Solidworks／inventor等3D软件图纸的导入和导出，支持A级曲面设计等），产品功能全面，可选的标准版价格在2万元左右。     
     基于3D打印民用化普及的趋势，3D打印的设计平台正从专业设计软件向简单设计应用发展，其中比较成熟的平台有基于WEB的3D设计平台——3D 
  Tin，另外，微软、谷歌以及其他软件行业巨头也相继推出了基于各种开放平台的3D打印应用，大大降低了3D设计的门槛，甚至有的应用已经可以让普通用户通过类似玩乐高积木的方式设计3D模型。3、熟悉3D设计的工程师（必备）  
      3D设计需要有专背景的的工程师去完成，通常工程师的薪资水平在3000元／月以上（各地不等）。4、3D扫描仪和逆向工程软件（可选）     
    
  把这两项列为备选，主要是看3D打印面向的客户群体不同。如果是面向企业客户，3D扫描仪应该会有一些使用需求。目前，3D扫描仪国内外设备价格差别很大，几万元到几十万元不等，可以根据具体的扫瞄要求进行购买。  
       逆向工程软件可选的较多，大多数的3D设计软件包括Catia/UG NX／PTC 
  Creo／Solidworks／中望3D等均不同程度的支持3D扫描得到的点云编辑和曲面设计，操作简单。当然，也可以选择更为专业的Geomagic（已经被3D 
  Systems公司收购）／Imageware等逆向工程软件。

  

• 3D打印机选购

  谈起3D选购，先介绍一些国外和国内的3D打印机生产厂商。1、Stratasys公司     
     Stratasys和Objet与2012年完成合并，成为最具规模3D打印机厂商。其2012年末发布了公司迄今为止最大型的3D打印机 ---- 
  Objet1000, 
  该产品可以为多行业带来全球效果最佳的工业级3D模型宽幅打印，包括汽车、国防航空航天、工业机械、消费品、家电，以及需要制作工业级1:1尺寸模型的高端服务领域。同时，Stratasys公司也提供中小型的单色和彩色3D打印机。

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  2、3D Systems公司  
       3D Systems（NYSEDD)公司主要生产三维立体打印机，可以打印从吉他到玩具等各类产品。今年年初以来，3D 
  Systems公司的表现优于苹果公司和Facebook公司，该公司股票在2011年年中从纳斯达克转到纽约证券交易所，此后获得了丰厚的投资回报。借助3D 
  Systems公司的专利技术，惠普公司在5月份发布了第一款3D打印产品，不过Designjet 
  3D打印机只面向欧洲消费者出售，售价高达1.75万美元。3、MakerBot公司       
  MakerBot公司的口号就是让3D打印变的更容易。他们一般来说，3D打印机是根据计算机中的空间扫描图，将原料喷涂在多个塑料薄层上，最终形成精准率极高的立体实物。但同时，商用3D打印机相当贵，一般都在数万美元以上。而大小相当于一个小冰箱的MakerBot，家用型价格为1299美元，Cupcake 
  CNC售价仅为649英镑，高端版Thing-O-Matic亦不过1225英镑。相比之下，价格优势明显。Makerbot的使用方式是这样：使用CAD软件来创建物品，也可以从MakerBot的1万多种现成物品中选择，比如浴帘环、眼镜框、微缩建筑等等，然后MakerBot只需花几分钟的时间就可以把它们打印出来。MakerBot还允许用户购买配件自行组装3D打印机，在享受DIY之乐的同时还可省下大笔银子。2012年9月makerbot发布Replicator 
  2，它能打印出410立方英寸(11.2 x 6.1 x 
  6.0英寸)大小的物品，比其第一代产品能打印出的物品大37%，不过机器本身的大小没有变化。此外，相比第一代产品，Replicator 
  2出货时已组装完毕，这也极大方便消费者的使用。4、南京紫金立德电子有限公司       
  紫金立德电子公司是国内最早的3D打印机厂商，技术源头为以色列的Objet公司。主要从事桌面式三维快速成型机的生产、销售和提供相关服务。产品的应用领域极为广泛，主要包括工业品设计、机械模具制造、教育、医疗、动漫、玩具、制鞋行业、艺术设计等等。紫金立德公司现拥有年产2万台桌面式三维快速成型机的生产能力。5、武汉滨湖机电技术产业有限公司  
       
  武汉滨湖机电技术产业有限公司是由武汉市科委、华中科技大学（原华中理工大学）和深圳创新投资集团共同组建的高科技有限责任公司，公司地处武汉中国光谷，从事机电一体化设备的研究、开发、生产和销售，是集科工贸于一体的高新技术企业。公司于1991年开始快速成形技术的研究，产品有：HRPS系列粉末烧结快速成形系统、HRP系列薄材叠层快速成形系统、HRPL系列光固化快速成形系统等。  
        除了以上列举的部分3D打印机厂商外，还有其他一些优秀的企业就不一一列述。感兴趣的朋友可以通过百度去获取更多信息。     
     3D打印机的选购于客户对象和成本有很大关系，通常国外的3D打印机价格相对高昂、但技术成熟，尤其是在个人3D打印机方面，Makerbot的产品非常值得关注。而国内生产的3D打印机价格较低，但产品稳定性等方面劣于国外产品。购买途径方面，国外3D打印机可以通过国内代理商购买，国内3D打印机可以直接于厂家联系购买。  
     
     顺便提一句，在淘宝等平台上，也有一些通过开源技术组装的3D打印机出售，也可以作为选购的参考。单喷头的3D打印机售价在3000元－5000元之间。

  

• 3D打印材料选购

  3D打印材料主要有三类：非金属和非生物材料（石膏、尼龙、树脂、ABS、橡胶、陶瓷等）、金属材料、生物材料等，常用到的材料就是石膏、尼龙、树脂、ABS等。同时，不同的3D打印机对材料的类型、形状也有不同的要求。1、线性材料。  
     
   材料为树脂，有不同的硬度和颜色选择（原色（白）、黑色、红色、黄色、绿色、蓝色、橘黄色、金色、灰色等9种颜色。），国产材料售价在100元／kg左右，进口材料售价在500元／kg左右。

  

• 3D打印店开店成本

  在前文中，小编已经提到多家3D打印机厂商和材料成本，我相信阅读文章的朋友已经大致估算出开一家3D打印机的成本。小编再赘述下（考虑到各地店铺和人工成本不等，成本中未计入）：1、3D打印机2台  
       考虑到3D打印物品的复杂程度，可以选购2台不同打印尺寸的打印机，国产1台和国外平台1台相搭配来使用。以 Makerbot replicator 2 
  和太尔时代UP！系列为例：       □ Makerbot replicator 2      构建尺寸：宽285 x 长153 x 
  高155mm      构建体积：约7升            成型层厚： 0.1mm           
   定位精度：Z轴2.5微米，X/Y轴11微米            材料：PLA             成型材料：ABS/PLA     
         售价：23000元左右