3D打印的原理和发展现状

(一)原理

从技术角度揭示3D打印技术，该技术主要是利用三维数字的方式构建出立体的物理对象，较终完成快速成像。3D打印的深层原理是通过电子文件将要打印的实体模型或者原型样品进行建模，再将其挤压处理，通过机器生成沉淀物，逐层构建物体。

如果需要补充物体的活动部件、细节部分，则只需要混合不同的材料、颜色和黏合剂达到理想的效果，例如利用树脂、薄纸等材料，通过3D打印技术**呈现物体的动态与细节。

总体而言，3D打印可以分为四个步骤：建模、分层、切割打印和成型。**阶段，建模。扫描所要打印的物体，得到其三维数据。建模的软件主要有Autodesk 123D Design、MAYA、Sketchup、UG、ZBRUSH、MESHLAB、CURA等。Autodesk 123D Design和Sketchup因使用免费，操作简单方便，所以传播广、应用多。*二阶段，分层。在分层阶段，打印机对先前得到的三维数据进行描述和分析，然后分层。*三阶段，切割打印。根据之前获取的横截面信息进行切割打印。*四阶段，成型。以不同方式将各层的截面粘合起来，较终得到实物。

(二)发展现状

1991年，美国麻省理工学院申报三维打印**，这一重大事件标志着3D 打印技术的正式确立。现在国外如Thingiverse这样的公司为顾客提供免费并且含有数字设计的资源库，使用者可以下载数字设计信息并自主创造打印对象。

3D打印机可分为工业打印机和桌面打印机。工业3D打印在精确度和质量上体现出较高的水准;桌面打印因其便捷性被一般用户所接受，当前，中小学一般使用的是桌面3D打印机。目前Maker Bot 3D桌面打印机使用广泛，它可以创建各种对象，包括家具、玩具、动物模型、机器人等。它价格实惠，是**款专为消费者使用的3D打印机。3D打印技术具有神奇的吸引力，不但能够复制，而且可以通过想象进行原创，因此在基础教育基于项目的学习当中应用广泛。