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    3D打印区别于其他制造工艺有哪些优势和劣势?
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    相对于等材制造工艺与减材制造工艺,3D打印具有许多的优势,已有很多文章进行了详细的分析与阐述。笔者认为,相对于传统的制造工艺,3D打印具有如下三个最主要的优势:

        1. 设计空间无限。对于几何结构复杂物品(比如内部有非常复杂的拓扑结构或空腔结构的物品),传统的制造工艺是无法进行加工的,需要将物品进行分解分别加工再组装。而3D打印将物体分解成一层一层的2D区域,因此加工任意复杂的物体都没有问题,加工精度只是取决于打印机所能输出的最小材料颗粒。这是3D打印带给我们最大的优势,能让设计者设计任意复杂的几何形状,设计空间无限。正是这个优势,给了我们在几何设计与优化方面大量需要解决的问题,后面会详述。

        2. 零技能制造。传统的制造工艺设备庞大且昂贵,需要较高的技能才能进行操作。而3D打印机(比如FDM 3D打印机)小巧而廉价,有些已经进入家庭,使用简单方便;相对于昂贵的铸模,3D打印只需要一个数字化文件即可进行成型。因此,通过3D打印,能够轻松实现产品的个性化设计与定制,大大缩短了产品的研发时间。这个优势给了我们非机械专业的研究工作者,也能进行相关的几何、结构、材料等方面的研究,大大加深和拓展了制造中所存在的相关研究问题。

        3. 材料无限组合。多喷头的3D打印机能够对多种材料进行组合打印。通过材料的堆叠和组合,打印的物品具有与单一材料所不同的物理和力学的特性。因此,通过不同材料的组合,可以产生性能不同的“新的材料”。这个优势提供给了我们利用控制材料的分布来控制物品的物理、力学及结构的特性,从而能产生多样化的物品,增加产品的灵活性。


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