傻傻分不清楚——3D打印、快速成型与快速制作技能解析其时，3D打印、3D打印机、三维打印、快速成型、快速制作、数字化制作这些名词，好像一股旋风，似乎一夜之间就在学术界、政界、传媒界、金融界、制作界掀起了巨澜。可是至今还没有一篇文章能够全面、完整地对这些名词进行解析，让人们真实知道和了解“什么是3D打印”、“什么是快速制作”。
解析一：概念
快速成型（Rapid Prototyping，简称RP），诞生于20世纪80年代后期，是依据资料堆积法的一种新式技能，被认为是近20年来制作范畴的一个重大成果。它集机械工程、CAD、逆向工程技能、分层制作技能、数控技能、资料科学、激光技能于一身，能够主动、直接、快速、精确地将规划思维转变为具有必定功用的原型或直接制作零件，然后为零件原型制作、新规划思维的校验等方面供给了一种高效低本钱的完结手法。现在国内传媒界习气把快速成型技能叫做“3D打印”或许“三维打印”，显得比较生动形象，可是实际上，“3D打印”或许“三维打印”仅仅快速成型的一个分支，只能代表部分快速成型工艺。
快速制作（Rapid Manufacturing，简称RM），有狭义和广义之分，狭义上是依据激光粉末烧结快速成型技能的全新制作理念，实际上归于RP快速成型技能的其间一个分支，它是指从电子数据直接主动地进行快速的、柔性并具有较低本钱的制作办法。快速制作它与一般的快速成型技能比较，在于能够直接出产终究产品，能够习惯从单件产品制作到批量的特性化产品制作;而广义上，RM快速制作能够包含“快速模具”技能和CNC数控加工技能在内，因而能够与RP快速成型技能平起平坐，各擅胜场。
国际上喜爱用“Additive Manufacturing”（简称AM）来包括RP和RM技能，国内翻译为增量制作、增材制作或添加制作。2009年美国ASTM成立了F42委员会，将AM界说为： “Process of joining mat-erials to make objects from 3d model data， usua-lly layer upon layer， as opposed to subtractive manufacturing methodologies.” 即：一种与传统的资料去向加工办法截然相反的，通过添加资料、依据三维CAD模型数据，一般选用逐层制作办法，直接制作与相应数学模型完全一致的三维物理实体模型的制作办法。
解析二：几种干流快速成型工艺的成型原理及优缺陷
1. 激光光固化（SLA——Stereolithography）
该技能以光敏树脂为质料，将计算机操控下的紫外激光按预订零件各分层截面的概括为轨道对液态树脂连点扫描，便被扫描区的树脂薄层发生光聚合反响，然后构成零件的一个薄层截面。当层固化结束，移动作业台，在原先固化好的树脂外表再敷上一层新的液态树脂以便进行下一层扫描固化。新固化的一层牢固地粘合在前一层上，如此重复直到整个零件原型制作结束。美国3DSYSTEMS 公司是最早推出这种工艺的公司。该项技能特色是精度和光洁度高，可是资料比较脆，运转本钱太高，后处理杂乱，对操作人员要求较高。适宜验证安装规划进程顶用。
2. 三维打印成型（3DP——3Dimension Printer）
其最大特色是小型化和易操作，多用于商业、作业、科研和个人作业室等环境。而依据打印办法的不同，3DP三维打印技能又能够分为热爆式三维打印（代表：美国3D Systems公司的 Zprinter系列——原属ZCorporation公司，已被3D Systems公司收买）、压电式三维打印（代表：美国3D Systems公司的ProJet系列和前不久被Stratasys公司收买的以色列Objet公司的三维打印设备）、DLP投影式三维打印（代表：德国 Envisiontec公司的Ultra、Perfactory系列）等。
热爆式三维打印工艺的原理是将粉末由贮存桶送出必定分量，再以滚筒将送出之粉末在加工渠道上铺上一层很薄的质料，打印头依照3D 电脑模型切片后取得的二维层片信息喷出站着剂，粘住粉末。做完一层，加工渠道主动下降一点，贮存桶上升一点，刮刀由升高了的贮存桶把粉末推至作业渠道并把粉末推平，如此循环便可得到所要的形状。该项技能的特色是速度快（是其他工艺的6倍），本钱低（是其它工艺的1/6）。缺陷是精度和外表光洁度较低。 Zprinter系列是全球仅有能够打印全五颜六色零件的三维打印设备。
压电式三维打印，相似于传统的二维喷墨打印，能够打印超高精密度的样件，适用于小型精密零件的快速成型。相对SLA，设备保护愈加简略;外表质量好，Z轴精度高。
DLP投影式三维打印工艺的成型原理是运用直接照灯成型技能（DLPR）把感光树脂成型，CAD的数据由计算机软件进行分层及树立支撑，再输出黑白色的Bitmap档。每一层的Bitmap档会由DLPR投影机投射到作业台上的感光树脂，使其固化成型。DLP投影式三维打印的长处： 运用机器出厂时装备的软件，能够主动生成支撑结构并打印出完美的三维部件。比较于快速成型范畴其他的设备，独有的voxelisation专利技能确保了成型产品的精度与外表光洁度。
3. 熔融堆积造型（FDM——Fused Deposition Modeling）
FDM工艺，也叫挤出成型，关键是坚持半活动成型资料刚好在熔点之上（一般操控在比熔点高1 0C左右）。 FDM喷头受CAD分层数据操控使半活动状况的熔丝资料（丝材直径般在1.5mm 以上）从啧头中揉捏出来，凝结构成概括形状的薄层，一层叠一层终究构成整个零件模型。美国3DSYSTEMS 公司的BFB系列和Rapman系列产品悉数选用了FDM技能，其工艺特色是直接选用工程资料ABS 、PC等资料进行制作，适宜规划的不同阶段。缺陷是外表光洁度较差。
熔融揉捏3D打印机样品
4. 造择性激光烧结（SLS——Se1ected Laser Sintering）
该法选用C02激光器作动力，现在运用的造型资料多为各种粉未资料。在作业台上均匀铺上一层很薄的（100μ-200μ） 粉未，激光束在计算机操控下依照零件分层概括有选择性地进行烧结，一层完结后再进行下一层烧结。悉数烧结完后去掉剩余的粉未，再进行打磨、烘干等处理便取得零件。现在，工艺资料为尼龙粉及塑料粉，还有运用金属粉进行烧结的。德国EOS公司的P系列塑料成型机和M系列金属成型机产品，是全球最好的SLS技能设备。
SLS技能既能够归入快速成型的范畴，也能够归入快速制作的范畴，由于运用SLS技能能够直接快速制作终究产品。
4.多层激光熔覆（DED，Direct Metal Deposition）
相当于多层激光熔覆，运用激光或其它动力在资料从喷嘴输出时同步熔化资料，凝结后构成实体层，逐层叠加，终究构成三维实体零件。DED的成型精度较低，可是成型空间不受束缚，因而常用于制作大型金属零件的毛坯。
5.薄板层压成型（LOM，Layered Object Manufacturing）
根本原理：运用激光等东西逐层切开、堆积薄板资料，终究构成三维实体。运用纸板、塑料板和金属板可别离制作出木纹状零件、塑料零件和金属零件。各层纸板或塑料板之间的结合常用粘接剂完结，而各层金属板直接的结合常用焊接（如热钎焊、熔化焊或超声焊接）和螺栓衔接来完结。最大缺陷：做不了太杂乱的零件，资料规模很窄，每层厚度不行调整，精度有限。
解析三：几种干流的快速制作工艺的原理及优缺陷
1. 造择性激光烧结（SLS——Se1ected Laser Sintering）
运用SLS设备，能够直接制作金属模具和注塑模具的异形暖流道体系，其硬度可达较高洛氏硬度，功用到达锻件等级， 也能够直接制作特别、杂乱功用零件。正是由于SLS技能的小批量特别、杂乱功用件的快速制作才能，且能够多个零件一次性成型制作，完结多品种、特性化的小批量快速制作，使该种技能在航空航天、军工、轿车发动机测验和开发、医疗范畴得到了广泛的认可和运用。
2. 真空灌注成型快速模具（VCM——Se1ected Laser Sintering）
也叫“真空注型复模”，即运用原有的样板， 在真空状况下制作出硅胶模具，并在真空状况下选用PU 资料进行浇注，然后克隆出与原样板相同的仿制件，是一种最常用的快速模具技能，通过这种技能，能够出产出满意各种功用特性的相似工程塑料的产品，一同能够进行小批量出产。
一般一套VCM硅胶模具能够仿制20套产品，特别适宜中小型、精密件的仿制，比方仪器外表、轿车零配件制作职业。这种加工工艺能够满意在产品试制进程中的运用，时间短，本钱低，速度快。
一般工艺流程是：3DP/SLA快速成型（手板、原型制作）—–VCM真空注型机（快速模具制作）——小批量仿制、出产
3. 低压反响打针成型 （Reaction Injection Moulding，RIM）
又叫“低压灌注”，是运用于快速模制品出产的一项新工艺，它将双组份聚氨酯资料经混合后，在常温、低压环境下注入快速模具内，通过资料的聚合、交联、固化等化学和物理进程构成制品。由于所用质料是液体，用较小压力即能快速充溢模腔，所以下降了合模力和模具造价，特别适用于出产大尺度、大面积的制件，比方轿车保险杠、外表台、尾翼等。 一套RIM模具能够仿制200件产品，已在轿车研制试制、仪器外表、雕塑构思、建筑规划等范畴得到运用。
一般工艺流程是：SLS/CNC快速成型（手板、原型制作）——RIM快速模具制作——打针成型（小批量仿制、出产）
4. 数控机床（Computer Numerical Control，CNC）
CNC是一种由程序操控的主动化机床。该操控体系能够逻辑地处理具有操控编码或其他符号指令规则的程序，通过计算机将其译码，然后使机床履行规则好了的动作，通过刀具切削将毛坯料加工成半制品制品零件。自从1952年美国麻省理工学院研制出世界上第一台数控机床以来，数控机床在制作工业，特别是在轿车、航空航天、以及军事工业中被广泛地运用，数控技能不管在硬件和软件方面，都有飞速开展。（来自百度百科）
CNC比较于传统机床，它具有数字化、高效、批量化的特色，除了结构形状杂乱的工件，根本都能敷衍，因而虽然不是严厉意义上的快速成型技能，可是业界一般仍是把它归入快速制作的范畴。
解析四：为什么国内外政府都要大力推进快速成型与快速制作技能的开展
奥巴马在2011年末和2012年4月，两次在揭露讲演会上大力提倡快速成型和快速制作技能，把人工智能、3D 打印、机器人视为重振美国制作业的三个重要支柱，认为能够凭仗这几项技能，使制作业“重归美国”。随后美国的3D 打印工业得到政府扶持。美国国防部、动力部和商务部等5 家政府部门将一同出资4500 万美元，由俄亥俄州、宾夕法尼亚州和西弗吉尼亚州的企业、校园和非营利性安排组成的联合集体将出资4，000 万美元，在俄亥俄州树立了一所由政府部门和私营部门一同出资的制作业立异研讨所——美国国家增材制作立异学会（National Additive Manufacturing Innovation Institute），研制3D 打印技能。
2012年6月11日，温家宝总理在我国科学院第十六次院士大会和我国工程院第十一次院士大会上的说话也标明的我国政府的亲近注重：美欧学者近期预言称，一种树立在互联网和新资料、新动力相结合基础上的第三次工业革新即将来临，它以“制作业数字化”为中心，将使全球技能要素和商场要素装备办法发生革新性改动。一些专家认为，美德等国已取得先导性技能打破，有或许占有此次革新的制高点，从头区分全球分工。能够必定的是，新科技革新将依靠现代化进程和国际竞赛的强壮需求拉动，也必将与新兴工业开展愈加亲近交融、互相促进。
美国《年代》周刊已将3D打印工业列为“美国十大添加最快的工业”，英国《经济学人》杂志则认为它将与其他数字化出产形式一同推进完结新的工业革新。
我国政府和美国政府如此注重3D打印，究其原因，不外乎以下几点：
1. 消费形式的改动导致了工业制作形式的改动
原先人类的消费形式是受工业制作办法的影响的，市面上出售什么，人类就消费什么，别无他想;第一次和第2次工业制作革新，使人类从最早的全手工、自给自足的出产消费形式跳跃式到了产品急剧丰厚、全球化流转的阶段，到现在现已是供大于求，人们的消费反过来能够影响制作了;而现现在的人开端嫌弃大批量、无特性制作出来的东西，更喜爱特性化的产品，这种产品往往具有特性化、定制化、多样化的特色，传统的、费时持久的开模制作办法是无法习惯这种新的消费潮流了，所以，快速成型和快速制作技能应运而生。比较出产大规模标准化产品的模具制作，3D打印能够在必定束缚下随意出产制作特性化产品，可称之为“大规模定制制作形式”，是以互联网为支撑的智能化大规模定制的办法，或许是“涣散出产，就地出售”办法，标志着特性化消费年代的到来。
早年，顾客都是在店里选择、购买现已出产好的产品，现在则能够依据各自的需求，在“3D打印店”定制，边出产边体会，及时取得自己喜爱的产品。
2. 快速成型和快速制作比较传统模具制作优势显着
快速成型技能是不受产品结构和形状的束缚的，任何杂乱的造型和结构，只需有CAD数据，都能够轻松完结，这样就给特性化、定制化供给了或许性;并且运用快速成型技能和快速制作技能，是不需求开模具的，完结了无模化制作，可使新产品研制的本钱下降为传统办法的1/3-1/5 ，周期缩短为1/5-1/10 。再加上快速成型和快速制作设备大部分能够完结无人值守、24小时不间断加工，也就为厂商节省了人工本钱，进步了出产功率。
快速成型和快速制作技能能够贯穿运用在产品规划、开发、试制、小批量出产等环节，并且不管是工业制作范畴、教育范畴、医疗范畴、文物保护范畴仍是其他范畴，大至一架飞机，小到一枚戒指，只需需求进行什物打样或许试制，都能够运用快速成型和快速制作技能，适用面十分广泛。
快速成型和快速制作的后期辅佐加工量大大减小，避免了委外加工的数据泄密和时间跨度，特别适宜一些高保密性的职业，如军工、核电范畴。
3D打印技能“打印”的产品是天然无缝衔接的，一体成型，结构之间的安定性和衔接强度要远远高于传统办法。
3. 未来制作业有必要走低碳环保之路
“第三次工业革新”概念的真实鼓起和全球化传达，与全球可继续开展面对的压力休戚相关。具体来说：一是至20世纪80年代，石油和其他化石动力的日渐干涸，及随之而来的全球气候改动给人类的继续生计带来了危机。二是化石燃料驱动的原有工业经济形式，不再能支撑全球的可继续开展，需求寻求一种使人类进入“后碳”年代的新形式。快速成型和快速制作技能适逢其会，以绿色、节能、低碳、环保的全新姿势敏捷得到了全球政府和组织的认可和信任。
快速成型和快速制作选用的是加法度制作技能，差异与传统的减法度、铣削式制作办法，根本上是出产多少分量的东西，所耗费的也便是平等分量的资料，因而所耗费的资料显着削减;特性化定制今后也不产出产品库存，能够在削减碳排放和原资料耗费的前提下，坚持更高的出产功率。3D打印的原资料运用仅为传统出产办法的1/10，这在现在资源宝贵的年代无疑具有巨大优势。
4. 全球制作业未来的竞赛在于高附加值的规划环节
在全球经济今天正迈向第三次工业革新以及经济疲软的布景下，欧美国家开端拟定“再工业化”战略——去掉低附加值的加工制作环节，对制作业工业链进行重构，要点加强对高附加值环节的再造，通过技能立异、规划立异，改动传统制作业的制作形式，下降单位劳作本钱，进步其在国际上的竞赛力，一同供给许多就业机会。快速成型和快速制作的日趋老练为这一战略供给了实实在在的条件。
原先的制作业是出产、加工环节省束着研制规划环节，新产品的研制从一开端就需求考虑到终究能否被出产出来;而快速成型和快速制作技能关于产品规划没有束缚，只需能规划得出来，完结CAD建模，任何结构和形状都能够被出产出来，如此一来，工业规划方面的构思和能量将被无限开释，谁具有杰出的工业规划才能，谁就将成为未来全球制作业的领头羊，发明高额赢利。
我国制作业，假如仍是逗留在国外规划、国内制作或许来料加工的阶段，那么未来只能在低附加值的加工制作环节上苦苦挣扎，因而，我国政府和制作业的有识之士都现已开端活跃呼吁和大力传达快速成型和快速制作技能，国内的工业规划教育和工业也得到了越来越多的注重和注重。
解析五：现在约束快速成型与快速制作技能在我国遍及的一些困难
在我国，除了我国政府在大力倡议快速成型和快速制作技能，也现已有一些视界宽广的业界人员在从事快速成型和快速制作设备的出售、推行作业，他们绝大部分是欧美快速成型和快速制作设备在我国的代理商，比方杭州的先临三维，是德国、美国多家全球抢先的快速成型和快速制作设备的授权经销商，并且他们自己建有快速制作服务中心，能够为有需求的人供给各种3D打印和小批量制作服务，能够说是我国现在最专业、最大的3D打印技能集成服务商。
可是，快速成型与快速制作技能要在我国遍及，需要时日。总结起来原因有：
1. 中心技能主要在欧美国家
快速成型和快速制作的中心技能都在德国、美国等发达国家手里，国内从事该范畴研讨开发的企业还很少，主力多是一些高校和科研组织，许多最新研讨成果离工业化还有间隔。
2. 专业级设备价格昂扬
正是由于大多数快速成型与快速制作是进口设备，导致价格居高不下，动辄十几万、上百万，一般顾客难以承受。现在主要是高端制作、医疗、高校方面的购买者居多。
3. 了解和知道还不行
国人关于快速成型与快速制作技能的知道和了解根本处于起步阶段，大致有个概念罢了，虽然或许有需求，可是由于不知道应该购买哪品种别、哪品种型的设备，而不得不谨慎张望。
其实这一点不应该成为快速成型与快速制作遍及的阻止，由于像杭州先临三维这样专业的设备供给商，他们都能够依据客户的需求为其量身定制一个适宜的设备和资料计划，并供给全套售后装机、培训和保护服务。
4. 资料品种不行丰厚
快速成型机与快速制作设备所运用的资料，比较曩昔现已丰厚了许多，从光敏树脂、ABS、类ABS、蜡型、玻璃纤维等塑料类资料，到不锈钢、铝合金、铁镍合金、钴铬钼合金等金属类资料，从单色到全彩，从通明到半通明到不通明，五花八门。虽然如此，和咱们传统制作所运用的资料比较，仍是有距离的。快速成型与快速制作资料的研制，未来潜力无限。
5. 成型件大部分不能作为终究产品
运用快速制作办法能够出产终究产品，比方运用德国EOS 的M系列金属粉末烧结成型设备，是能够快速出产终究的金属产品的，可是快速成型出来的东西往往只能作为原型件或许手板，还不是终究产品。
因而，其时咱们运用快速成型技能，一般都是和传统模具制作技能相结合的，这也是值得大力推行的一种现代制作办法：首要在产品研制和产品试制阶段，运用快速成型技能制作产品模型，进行规划交流、验证或许安装测验;通过屡次的规划修正，然后快速成型出来一个终究的产品原型，用来辅佐批量出产模具的开发制作。
这种快速成型和传统模具技能相结合的办法，具有多方面优势：
1）加速产品规划、研制进展;
2）改进内部和外部交流，提早把握终究产品的外观和结构，使规划愈加合理;
3）大幅度进步模具开发制作的成功率;
4）终究产品的质量更好，能添加客户满意度;
5）节省本钱，削减开支，一同进步赢利。
比较2D打印每年几百亿甚至上千亿美元的商场来说，3D打印现在每年的商场空间只要几亿到十几亿美元，仍是一个孕育中的商场。不过2011年2月的经济学家（The Economist）杂志说道“3D打印技能能够廉价的成型从单品到不计其数个产品，从而损坏规模经济，正如那些3D打印公司所做到的那样……正如 1450年的印刷术、1750年的蒸汽机和1950年的晶体管，其时没有人能正确的预见他们在未来宽广的运用远景，没有人能猜测3D打印技能的长时间影响。 3D打印技能现已到来了，它或许在未来损坏每一个它所触及的范畴。”
