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定义： 3D 打印（增材制造）是基于三维模型数据，采用与传统减材制造技术（对原材料去除、切削、组装的加工模式）完全相反的逐层叠加材料的方式，直接制造与相应数字模型完全一致的三维物理实体模型的制造方法。

基本原理：以计算机三维设计模型为蓝本，通过软件分层离散和数控成形系统，将三维实体变为若干个二维平面，利用激光束、热熔喷嘴等方式将粉末、树脂等特殊材料进行逐层堆积黏结，最终叠加成形，制造出实体产品。增材制造将复杂的零部件结构离散为简单的二维平面加工，解决同类型零部件难以加工难题。

增材制造并非完全替代，而是和传统加工方式并存。增材制造和传统的精密加工制造都是制造业的重要组成部分，相比与传统精密加工技术，增材制造具备快速成型复杂零部件、缩短产品开发周期、材料利用率高、制造模式优化等优势，但同样也存在加工精度、表面粗糙度、打印效率、可加工材料、成本上的劣势，二者适配的制造场景不尽相同。总体来看，二者将长期共存。

优势：1）可快速加工成形结构复杂的零件。3D 打印的原理是将三维工件切片以获得二维的轮廓信息，通过叠层的方式实现产品成形。这种加工方式基本不受零件形状的限制，特别在制造内部结构复杂的、传统加工无法完成一体制造的产品方面，具备突出优势。2）缩短产品研发周期。3D 打印无需传统工具夹具和多重处理，可在单个设备上快速制造出所需零件，加速产品研发迭代。3）材料利用率高。传统加工切割的过程会产生大量废料，存在不完整的余料价值折损，材料利用率低，3D 打印根据二维轮廓信息逐层添加材料，按需耗材，材料利用率显著高于传统加工模式，是一种新型环保的绿色制造方式。4）制造模式优化。3D 打印技术免去了提前制造模具、雇佣众多生产人员，使用庞大机床和复杂的锻造工艺等步骤，便可直接从计算机图形数据中生成复杂结构的产品，具有“去模具、减废料、降库存”的特点。在生产上能够优化结构、节省材料和能源，大幅提高生产效率，降低生产成本。

劣势：以金属3D打印为例，其可加工的材料、加工精度和表面粗糙度、加工效率等方面和传统精密加工技术还存在较大的差距。

3D打印有工业级和消费级（桌面级）两方面的应用，前者主要面向制造业、航空航天、医疗器械等领域，用于生产模具、零部件和原型制造，设备价格较高，主要考虑可靠性和速度，可以打印多种材料；后者则主要面向个人、家庭、教育领域，用于打印创意设计和手工艺品等，设备单价相对较低，对于打印速度和精度要求相对较低。

3D打印技术发展历史：

1）商业化始于1987年的3D Systems的立体光刻技术；

2）1987-2015前后可以看做3D打印1.0时代，这一时期的技术/应用以原型打样为主，STRATASYS和3D SYSTEMS领导了这一时期；

3）2016年前后传统制造业大厂入局3D打印，GE收购Concept Leaser，惠普推出MJF，西门子大量投资3D打印，3D打印2.0时代揭开序幕，产业逐渐成熟，与1.0时代主要用于原型打样不同，更多直接制造的应用出现。

3D打印技术大约可以分为七类：

发展至今，3D打印仍然是多种技术路线共存，国际标准化组织ISO/TC261增材制造委员会2015年发布的国际标准ISO/ASTM52900：2015，将增材制造工艺原理分为粘结剂喷射、定向能量沉积、材料挤出、材料喷射、粉末床选区熔化、薄材叠层、立体光固化七类，主流的技术都可以归入这七类。根据Wohlers Report 2025，在用户使用的金属3D打印技术类型中，排名前三的分别为激光粉末床熔融（89.4%）、粘结剂喷射（4.6%）以及激光能量沉积（2.2%）