增材制造（通常稱為3D打印）是用于創(chuàng)建3D對(duì)象的計(jì)算機(jī)控制過(guò)程。

物體是通過(guò) "添加 "材料--通常是塑料、陶瓷或金屬粉末--在構(gòu)建平臺(tái)上形成薄層，使用固化劑、熱量或激光束進(jìn)行硬化。

那是如何實(shí)現(xiàn)增材制造的呢？

在本文中，我們會(huì)徹底研究整個(gè)增材制造過(guò)程。

如果您是新手，可能很容易將增材制造過(guò)程分為兩部分：設(shè)計(jì)和印刷。但是事實(shí)并非如此。

增材制造過(guò)程實(shí)際上要復(fù)雜得多，主要分為四個(gè)步驟：

眾所周知，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）在增材制造中起著至關(guān)重要的作用，它用于設(shè)計(jì)和測(cè)試適用于實(shí)際應(yīng)用的3D模型。

SolidWorks是世界上第一個(gè)基于Windows開(kāi)發(fā)的三維CAD系統(tǒng),廣泛用于工業(yè)設(shè)計(jì)包括范圍廣泛的工程工具和功能。

預(yù)處理涵蓋了設(shè)計(jì)和制造之間必須完成的一系列步驟，主要涵蓋了兩個(gè)主要活動(dòng)：

1）仿真建造

在3D設(shè)計(jì)制造之前仿真建模主要用于對(duì)進(jìn)行數(shù)字測(cè)試，這些測(cè)試是為了確定對(duì)象的結(jié)構(gòu)完整性，也就是為了檢測(cè)是否可能發(fā)生故障，如何發(fā)生故障以及在不發(fā)生故障的情況下能夠承受什么力。 

常見(jiàn)的模擬建模技術(shù)包括計(jì)算流動(dòng)力學(xué)（CFD），有限元分析（FEA）和非線性應(yīng)力分析。

2）準(zhǔn)備3D打印文件

測(cè)試并簽收3D設(shè)計(jì)后，就可以準(zhǔn)備打印了，但必須克服一個(gè)障礙：互操作性。

互操作性是不同計(jì)算機(jī)系統(tǒng)交換和利用信息的能力。在增材制造過(guò)程中，諸如3D打印機(jī)之類的制造機(jī)器不能很好地“理解” CAD文件，也就無(wú)法實(shí)現(xiàn)制造過(guò)程。

為了克服這個(gè)問(wèn)題，必須將文件轉(zhuǎn)換為一組指令，讓增材制造硬件可以理解這些指令。這些指令諸如Spatial的CGM Polyhedra之類的“切片器”創(chuàng)建的，該軟件將3D設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換為2D層或切片，然后用于計(jì)算制造對(duì)象所需的刀具路徑或G代碼。

根據(jù)所使用的增材制造技術(shù)的不同，“印刷”階段可能看起來(lái)非常不同。

在典型的3D打印過(guò)程中，就像在市售3D打印機(jī)中看到的那樣，打印頭將一層粉末材料與一層結(jié)合液交替使用，經(jīng)過(guò)層層疊加，形成最終產(chǎn)品。這個(gè)過(guò)程更準(zhǔn)確地稱為 "粘合劑噴射"。

然而，其他形式的增材制造看起來(lái)完全不同。

立體光刻技術(shù)(SLA)使用強(qiáng)大的激光代替液體粘結(jié)劑來(lái)固化光聚合物樹(shù)脂層。在構(gòu)建周期中，構(gòu)建平臺(tái)被放入樹(shù)脂池中，激光在樹(shù)脂池中描繪出被打印層的圖案。每層固化后，構(gòu)建平臺(tái)就會(huì)小部分地降到樹(shù)脂池中。

另一方面，在熔融沉積建模（FDM）中，將熱塑性材料加熱并逐層應(yīng)用于構(gòu)建平臺(tái)。一層干燥后，將下一層應(yīng)用在其上面。

其他常見(jiàn)技術(shù)包括選擇性激光燒結(jié)（SLS），金屬激光燒結(jié)（DMLS）和電子束熔化（EBM）。

紅期加工通常是增材制造中最昂貴，最耗時(shí)的方面。

步驟取決于所使用的增材制造過(guò)程的類型，但是通常分為三類：

1. 移除建筑物—從對(duì)象和構(gòu)建平臺(tái)上清除多余的材料。
2. 零件分離—從構(gòu)建平臺(tái)上移走對(duì)象，分離零件，并移走用于輔助構(gòu)建過(guò)程的所有支撐結(jié)構(gòu)。
3. 脫脂-將物體浸泡在溶液中以去除多余的粘結(jié)材料。

在制造業(yè)（尤其是增材制造）中，絕不可以偷工減料。如果您需要實(shí)際可用的組件，則必須謹(jǐn)慎并盡職地完成流程的每個(gè)階段。

 如果您能做好開(kāi)發(fā)和維護(hù)，促成有效的過(guò)程，那就能制造出高質(zhì)量的零件。