什么是3D打印？
3D打印是一种通过层层堆叠材料，即增材制造的方式来加工零件。3D打印速度快，成本低，可以制造出结构复杂的零件。对于产品原型制作和轻量级结构加工十分友好。
随着可用于进行3D打印的材料种类不断增加，3D打印也不断在渗透到工程应用中。
增材制造与减材制造
增材制造
增材制造通过将3D模型转换成多个切片文件，通过沉积或融合材料的方式来层层构建制造零件。
优点：
①完成设计之后，可以直接连接打印机进行打印。加工门槛低，不需要懂太多关于加工制造知识。
②加工成本低，特别是在产品原型阶段需要多次修改设计时。
③可以加工出来任何复杂结构的零件。
缺点：
①3D打印零件的机械性能较差。
②由于环境温度湿度等参数的波动，3D打印零件的一致性较差。
减材制造
减材制造是通过铣削和车削等加工手段，从整块材料中去除多余部分来加工零件。
优点：
①几乎任何材料都可以通过减材制造来完成加工。
②加工精度高且生产出来的零件高一致性好。
缺点：
①实际加工过程中，需要计算机辅助制造甚至需要专门定制刀具。增加了生产零件的所需的时间和成本。
②对于零件的复杂度有要求，过于复杂的零件无法加工。
③原材料的利用率比较低。
成型制造
成型制造是通过注塑或者冲压，用热或压力将材料成型零件的制造方式。
优点：
单个零件的生产边际成本低，零件的一致性高。
缺点：
模具和机器的成本非常高。
如何选择加工方法
制造是一个复杂的过程，需要从多个维度来进行比较各种加工方法。但是我们不可能同时去优化成本、加工速度、几何复杂度、材料、机械性能、表面光洁度、公差和可重复性。
经验法则是：
小批量、设计复杂、交期紧选择增材制造。
中等体积、设计简单、公差严格、需要强度高的材料时选择减材制造。
大批量生产相同零件时选择成型制造。
3D打印的类型 根据加工工艺不同，3D打印可分为以下三种:熔融沉积成型、立体光固化成型、粉末成型。
熔融沉积成型（FDM） 我们日常见到的3D打印机基本上都是通过熔融沉积成型的方式来完成打印的。熔融沉积就是通过把融化的材料逐层堆积成想要的形状。 在打印前，将设计形状生成多个切片文件。打印时喷头将融化的材料按照切片文件堆积成相应的截面，直至打印出整个零件。
FDM可以打印PLA、TPU和ABS等热塑性材料。设备的价格根据精度、速度和加工的尺寸的不同，从一千元到上万元都有。耗材的价格每千克在50到100元不等。
FDM打印出来的零件，强度比较高，但是层纹会比较严重。同时打印的速度慢，同样的机器精度设置越高打印花费的时间也就越长。
立体光固化成型 立体光固化成型的原理是光敏树脂在特定波长的光如紫外光的照射下发生一系列复杂的化学和物理变化， 从黏稠的液体固化成固体。
光固化根据光源类型和照射方式的不同，可以分为SLA、DLP和LCD三类。
以SLA为例，液槽内装有液态的光敏树脂原料。打印开始时，打印平台处于液面下，工作时通过透镜聚焦激光束，在打印平台上投射出光斑。并沿着预定路径进行扫描，扫描区域的树脂固化。每完成一层平台就上抬升一点，之后继续扫描下一层，直至形成整个实体。
DLP与投影仪类似是一次直接把一整个面的造型截面投射到打印平台上，一次直接打印一整层,属于面成型。因此速度比SLA快很多，DLP光固化成型的精度和打印尺寸有关。
LCD则是使用液晶屏进行打印的光固化成型方案。与DLP同为面成型，优点是打印速度快。精度则和屏幕分辨率有关。缺点是液晶屏的寿命比较短。通常打印几千小时就需要更换屏幕。屏幕也算耗材，而DLP和SLA的寿命则要长得多。
光固化的机器在价格上比FDM贵许多，LCD的机器一般在4000元以上，SLA的机器超过1万，DLP的机器则是3万起步。
由于光固化的层高很低，打印精度很高，打印出来的产品表面光滑细节丰富。
DLP和LCD的整面成型，更是在成型速度上具有非常明显的优势。缺点是光敏树脂这种耗材本身，有刺激性气味和微毒性，室内需要做好通风处理。耗材强度和耐热性能与FDM常用的PLA和ABS相比有一定差距，而价格要高出不少，1KG的光敏树脂往往要200元以上。此外光固化打印的产品需要用酒精，等有机溶剂清洗表面残留的树脂，清洗机的价格也比较贵。
当然现在有了更方便的水洗树脂，可以直接用水清理 会方便不少。清洗完成之后还需要拆除支撑，再放到二次固化机内用紫外光照射表面进行二次固化，处理起来很是麻烦。这些特性在很大程度上阻碍了光固化的推广，使得光固化远不如FDM大众化。 粉末床熔合 (PBF) 技术 粉末床熔合 (PBF) 技术使用热源在塑料或金属粉末的颗粒之间一次一层地诱导熔合（烧结或熔化）。选择性激光烧结 (SLS)、电子束熔化 (EBM) 和多射流熔融 (MJF) 都属于该技术。
金属 3D 打印工艺选择性激光熔化(SLM) 和直接金属激光烧结 (DMLS) 也使用粉末床熔合来选择性地结合金属粉末颗粒。
选择性激光烧结 (SLS)是在加热的平台上铺一层粉末，然后通过激光束对粉末进行烧结。使之结合在一起，完成一层后再铺覆一层粉末进行下一层烧结，直至形成整个实体。
选择性激光熔化(SLM) 的原理与SLS比较类似，区别在于SLS需要添加额外的粘结剂，如低熔点金属或树脂。
而SLM则是通过直接完全熔融材料粉末进行成型，不需要额外添加粘结剂。因此二者在光源的选择上也有区别。
粉末烧结技术的优点是打印精度高，可以打印金属和陶瓷等材料，缺点是成本十分高昂。在打印大尺寸零件时容易发生翘曲，工作时异味较大。
粘合剂喷射成形技术（Binder Jetting） 粘合剂喷射成形技术（BJ）使用工业打印头将粘合剂沉积到粉末材料的薄层上。与其他 3D 打印技术不同，粘合剂喷射不需要加热。
该项技术的好处：可以进行全彩打印，可打印的材料范围比较大，打印的过程打印件也不会发生翘曲或收缩。
限制则是：零件强度低，打印精度不高。
几种主流的3D打印技术对比
选择你需要的 3D 打印工艺 一般来讲，我们需要考虑以下三个关键因素： 所需材料性能：强度、硬度、冲击强度等。 功能和视觉设计要求：表面光滑、强度、耐热性等。 3D 打印过程的控制能力：精度、加工尺寸等。
参考资料： https://www.hubs.com/guides/3d-printing/ https://www.bilibili.com/video/BV1C34y1o771
