3d打印是怎么打印的

3D打印，也称为增材制造，是一种根据数字模型文件逐层打印物体的技术。以下是其打印过程：

一、构建数字模型

模型设计

使用软件建模：利用计算机辅助设计（CAD）软件创建三维模型。这些软件提供了丰富的绘图工具和功能，设计师可以从无到有地构建复杂的几何形状。例如，设计一个机械零件时，可以使用CAD软件精确地绘制出零件的外形、内部结构和各种细节特征，像螺纹、凹槽等。

模型来源多样：除了自行设计，还可以通过三维扫描仪对现有物体进行扫描，获取其精确的三维数据模型。比如在文物保护领域，对古老的文物进行扫描，将其数字化为三维模型，便于研究和修复。另外，也可以从互联网上的模型库下载现成的模型，这些模型涵盖了各种领域，如建筑模型、动漫角色等。

二、切片处理

切片软件工作原理

分层设置：将构建好的三维模型导入切片软件后，软件会对模型进行分析。它会沿着模型的垂直方向（通常是Z轴）将其“切割”成一系列水平的薄层，就像把一个实体蛋糕切成多层一样。每一层的厚度根据打印需求和打印机性能来确定，一般在0.1 – 0.5毫米之间。例如，对于一个高度为100毫米的模型，若切片厚度设置为0.2毫米，那么就会被切成500层。

生成打印路径：切片软件还会为每一层生成打印路径。打印路径是指打印头在这些切片层上的移动轨迹，它决定了打印材料在每一层上的沉积顺序和方式。合理的打印路径可以确保打印的高效性和质量，避免材料浪费和缺陷。例如，对于大面积的平面部分，打印路径可能会采用直线往复的方式；而对于复杂的轮廓部分，则可能采用更精细的轮廓描绘式路径。

三、选择打印材料并装载

材料类型及选择依据

塑料材料：如聚乳酸（PLA）、丙烯腈 – 丁二烯 – 苯乙烯共聚物（ABS）等是常见的塑料材料。PLA具有较低的熔点、良好的生物降解性和较低的打印气味，适合家庭和办公环境；ABS则具有较好的韧性和强度，但打印时可能会有刺激性气味，需要良好的通风条件。选择材料时要根据打印对象的功能和特性来定，比如打印玩具可以选择PLA，而打印机械零件可能需要ABS。

金属材料：包括不锈钢、钛合金、铝合金等。金属材料通常用于打印高强度、高精度的零件，如航空航天部件、医疗器械等。不同的金属材料具有不同的机械性能、耐腐蚀性和成本。例如，钛合金具有高强度和良好的生物相容性，常用于医疗植入物的打印，但成本较高；不锈钢则成本相对较低，适用于一些对强度要求较高的一般性金属零件打印。

树脂材料：主要有光敏树脂和热固性树脂。光敏树脂在紫外线照射下会迅速固化，能够打印出高精度、表面光滑的模型，常用于珠宝、牙科和手办等领域；热固性树脂需要在加热和压力下固化，具有较高的强度和耐热性，适用于打印功能性原型和工业零部件。

装载材料到打印机

塑料材料装载：以FDM（熔融沉积成型）打印机为例，对于丝状的塑料材料（如PLA、ABS），需要将材料卷安装在打印机的供料轴上。安装时要确保材料卷能够顺畅地转动，并且材料线能正确地进入打印头的挤出系统。

金属材料和树脂材料装载：在金属3D打印机中，金属材料可能是以粉末或丝材形式存在。对于粉末状金属，需要将其均匀地铺在打印平台的起始位置，并且根据打印机的要求设置好相关的参数，如粉末层厚、激光功率等。对于树脂材料，特别是光固化树脂，需要将其倒入打印机的树脂槽中，并且要确保树脂的液面高度符合打印机的要求，同时要避免树脂在操作过程中受到污染。

四、开始打印

打印设备启动与初始化

设备自检：在开始打印前，3D打印机会自动进行一系列自检程序。这包括检查打印头的位置、打印平台的水平度、材料供应系统是否正常等。如果检测到任何问题，打印机会通过显示屏或提示音向用户发出警报。例如，若打印头没有回到初始位置或者材料不足，打印机会提醒用户解决问题后再继续。

预热设备：根据所选的打印材料和打印技术，打印机需要对相关部件进行预热。在FDM打印机中，需要预热打印头，使喷头达到合适的温度来熔化塑料材料。对于SLS（选区激光烧结）金属打印机，需要预热振镜系统和粉床等部件。预热过程可以通过打印机的操作界面设置温度和时间，确保各部件达到最佳工作状态。

按切片指令打印

第一层打印：打印机开始按照切片软件生成的指令打印第一层。对于FDM打印机，打印头会移动到起始位置，挤出适量的融化材料，沉积在打印平台上，形成第一层的第一条打印线。这条线的长度和宽度由切片软件设定，通常会比最终模型的尺寸稍大，以便更好地粘附在打印平台上。完成第一条线后，打印头会根据设定的路径移动，继续沉积材料，逐渐覆盖第一层的整个层面。

后续层打印：在完成第一层打印后，打印平台会按照预设的参数（如FDM打印机中的层厚）下降一定的距离，为下一层的打印做准备。然后，打印头再次按照切片软件生成的路径进行打印，重复这个过程，一层一层地向上叠加材料，直到整个模型打印完成。在打印过程中，打印机会精确控制打印头的运动、材料的挤出量以及平台的位置等参数，以确保模型的精度和质量。