2.3 多尺度工艺结构一体化3D 打印

3D 打印技术是由点到面、由面到体的堆积成形， 在获得零件宏观结构的同时， 又能控制微观***结构， 可实现多尺度工艺结构一体化制造， 为生物***器l官制造、金属***定向结晶***结构制造、光子晶体制造等多个研究领域提供新途径.

多数3D 打印技术一般需要添加工艺支撑等结构才可以制造包含悬臂、裙边等特征的制件， 为了实现对3D 制件在重量、结构强度、翘曲变形方面的控制， 也需要设计、制造特定的工艺结构. 近年来，高速3D打印机生产厂家，随着3D 打印软件及控制技术的不断发展， 通过实时精l确控制成形过程中的能量、气氛、温度等工艺参数， 已经可以直接制造出微观尺度的工艺结构， 实现性能、材料、结构一体化设计制造.

技术用于产品开发

FDM技术实现三维数据到实体模型的快速转变，使得设计师以前l所未有的直观方式体验设计的感觉，并能够使产品结构的合理性、可装配性、美观性等迅速得到验证，以便及时发现设计中的问题并修改完善设计产品，使设计与制造过程紧密结合，成为集“创意设计-FDM-样品制作”于一体的现代产品设计方法。例如，在压铸模具产品开发的过程中，由于压铸模具产品具有形状结构复杂，曲面、筋肋、窄槽较多的特点，设计过程中很容易存在失误或考虑不充分的地方，虽然在实体模型加工出来后，存在的问题会被发现并解决，但这无疑延长了产品的开发周期以及增加了研发成本，而利用FDM技术，能够快速制造出模具样品，方便验证产品设计的合理性，不仅缩短了产品的研发周期，还减少了研发成本，带来的经济效益是非常显著的。

3D打印技术的概念和分类

3D打印技术，又被人们称之为添加制造技术，或者是增材制造和增量制造技术。美国材料与试验协会针对3D打印技术进行了明确的界定，3D打印技术与当前的传统加工方式具有极大的差别。这一技术是利用三维CAD成型技术对材料进行逐层的加工工艺，是一种使用直接制造和三维模型技术相结合的三维物理实体模型的加工方法。3D打印技术包括了材料加工前期快速原型和生产过程中的快速制造相关联的打印工艺、

技术、设备的使用。3D打印是集CAD建模、测量、软件、数控、激光和材料等多学科于一体的技术，具有3D 打印数字、分层、堆积、直接和快速等多方面的制造优点。

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