1.1 3D打印的概念

要了解3D打印的概念，我們可以將“3D打印”這個詞分開來看。

首先，3D指的是3個維度（3 Dimension），即3維圖形。與表示平面的2D不同，3D所表示的物體通常是立體的、具備真實效果的。在機械行業中，3D和2D有著最為顯著的區別。在傳統的機械設計程序上，一個零件需要由設計者設計完成，并繪制好2D圖紙（通常是三視圖的形式，并且有些細節部位還需要追加詳細圖），如圖1-1所示。而在此基礎之上，可以建立3D模型，如圖1-2所示。3D模型可以讓設計者與客戶更為直觀地了解到產品外觀，并能通過模擬仿真的方式獲得一些重要的性能參數。

雖然3D模型為設計和加工帶來了極大的便利，但也僅此而已。目前絕大多數的生產還是依靠2D圖紙，3D模型更多的是一種輔助，因為它不能被拿去直接生產。不過現在這種情況可能已經發生改變了，這就要說到“打印”。

“打印”即是指不同于傳統制造模式的新方法。在傳統的設計加工過程中，當設計師繪制出2D圖紙后，要把這個零件的圖紙交給機械工藝師，機械工藝師會根據你的零件圖紙排列加工制造工序，然后工人會按照機械工藝師設計安排的工序來制造零件。通常這個過程是從一大塊毛坯上切削加工掉多余部分，最終得到所需的零件，典型的傳統加工示意如圖1-3所示。這種通過切削來加工成型的方法又稱為“減材成型方法”。

而“打印”卻是從零開始，通過逐層疊加的方式生成零件，如圖1-4所示。每一層的生成方式和普通的打印過程類似，故名“打印”。這種成型方式稱為“增材成型方法”。

在典型傳統加工中，機械設計者設計的零件可能會有部分結構不容易加工制造，機械工藝師會將信息反饋給機械設計師，機械設計師再修改圖紙，再進行生產加工，整個過程十分煩瑣。而一旦有了3D打印機，整個流程就簡化了。設計者完成零件的3D模型后，就可以直接生產制造，不需要再繪制2D的三視圖，不需要再描述細節的詳細圖，不需要工藝師的編排工序，也不需要工人加班，而且極少有結構工藝限制。

簡而言之，3D打印就是一種只需要擁有三維模型，便能直接制造出實物的快速成型方法，如圖1-5所示。