2013年06月26日08:25 來源：人民網-財經頻道
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通過活用IT技術，如今的開發人員可以更深入地探討產品設計，實現新的開發。與此同時，更細致地對相關數據進行驗証的需求也越來越多。3D打印機便是滿足這一需求的工具之一。最近，3D數據經常在設計階段就已登場，利用3D打印機的情況也越來越多。
制造的最終的目的是創造實物。因此，設計中總會有一些在計算機上無法重現的現象，必須通過試驗等方式加以確認。此時，能夠在短時間、以低成本制作出試制品等實物（立體模型）的3D打印機是一個重要工具（見下表）。現在，作為制作夾具、模具及低產量部件的手段，3D打印機的應用范圍還在不斷擴大。這一次，筆者就來介紹一下3D打印機的概要。
表：主要的3D打印機
層疊截面
3D打印又稱“3D積層造型”，顧名思義，是一種以截面形狀的集合體來表現立體模型的方法。也就是把片狀的截面形狀一層一層疊在一起，最終制成立體模型（圖1）。其造型方法多種多樣，各種方法的區別在於使用的材料和成型后處理方式的不同。
“3D打印”的名稱源於其使用噴墨打印機噴嘴的方法。與一般打印機一樣，3D打印機也是使用噴嘴制作截面形狀，有從噴嘴直接噴射立體模型材料（光硬化性樹脂、蠟），以及噴射粘合劑使粉末材料固化這兩種方法。
Objet、基恩士（KEYENCE）及Solidscape生產的設備以及3D Systems的“ProJet”系列等採用的是前一種方法（圖1-a）。Objet和基恩士的產品在打印立體模型和支撐部分（將在下一篇中介紹）時均使用光硬化型樹脂，讓紫外線（UV）燈與噴墨噴嘴同步掃描成型面，以使噴射出的樹脂硬化。Solidscape的產品打印立體模型和支撐部分均使用蠟。ProJet的立體模型材料使用光硬化型樹脂或蠟，支撐材料使用蠟。
而3D Systems的“ZPrinter”採用的則是后一種方法（圖1-b）。要先噴洒一層粉末材料，在需要成形的區域噴射粘結劑，使其固化粘結，在完成一層的造型后，再噴洒下一層的粉末、膠水，如此重復直至完成造型。
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| 圖1：3D打印機的主要幾種工作方式通過將造型為截面形狀的薄片不斷層疊的方法制作立體模型。使用噴墨噴嘴的方法包括直接噴射模型材料和支撐材料的方法（a），以及向粉末材料需要造型的部分噴射粘結劑的方法（b）。直接噴射模型材料的方法使用光硬化性樹脂或蠟。使用粉末材料時，未硬化的粉末將發揮支撐作用。此外還有不使用噴墨噴嘴、利用內置加熱器的可動式噴嘴噴射熱可塑性樹脂的方法（c）等。 |
除此之外，也有不使用噴墨噴嘴的方法，那就是Stratasys採用的熔融沉積成型法（FDM）（圖1-c）。這是一種使熱可塑性樹脂從可動式噴嘴擠出的方法，具體為，使細長的線狀材料在加熱的噴嘴內熔化，同時使噴嘴按照一定軌跡運動、擠出熔絲以完成造型。Solido的產品採用的是把涂抹了粘結劑的膜狀材料裁成截面，逐層重疊的方法。 （日經技術在線！ 供稿）
