預(yù)生產(chǎn)的3D打印應(yīng)用包括：快速的短期機(jī)床安裝、鉆模和固定裝置工作。實(shí)現(xiàn)最終產(chǎn)品和最終使用零件的早期生產(chǎn)和裝配，生產(chǎn)出第一批功能型產(chǎn)品的樣品，供給測(cè)試和早期采用者。

　　這個(gè)階段，打印材料的功能特性是至關(guān)重要的。為了保證最終產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)標(biāo)，且制造模具不會(huì)需要昂貴和費(fèi)時(shí)的返工，準(zhǔn)確度和精密度也非常重要。

　　數(shù)字化制造

　　一些3D打印技術(shù)幾乎可以打印任何幾何形狀，不受傳統(tǒng)制造方法所固有的限制。因此，設(shè)計(jì)師可以獲得更多的設(shè)計(jì)自由，達(dá)到產(chǎn)品功能的新水平。通過(guò)取消時(shí)間和勞動(dòng)密集的生產(chǎn)步驟，同時(shí)減少傳統(tǒng)消減制造工藝導(dǎo)致的原材料浪費(fèi)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)制造成本的降低。

　　3D打印的組件可能是最終使用零部件，也可能是推動(dòng)生產(chǎn)流程合理化的犧牲品。各行業(yè)的領(lǐng)先企業(yè)，無(wú)論是珠寶首飾、牙科、醫(yī)療器械、汽車(chē)或航空領(lǐng)域，都已采用3D打印來(lái)生產(chǎn)最終使用零件，或鑄造樣板和模具，以降低制造成本，實(shí)現(xiàn)更靈活的定制，提高產(chǎn)品質(zhì)量和性能，縮短生產(chǎn)周期。

　　對(duì)于制造應(yīng)用而言，3D打印機(jī)的關(guān)鍵屬性是高準(zhǔn)確度和精密度，并且能按應(yīng)用需求提供相應(yīng)工程領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)打印材料。醫(yī)療和牙科應(yīng)用的打印材料可能需要滿足特殊的生物相容性要求。

　　3D打印機(jī)性能屬性

　　適合的3D打印機(jī)要根據(jù)應(yīng)用需求和能夠提供最佳綜合價(jià)值的關(guān)鍵性能指標(biāo)，來(lái)進(jìn)行選擇。可重點(diǎn)考慮以下這些具體的性能屬性，比較預(yù)備購(gòu)買(mǎi)的3D打印機(jī)。

　　打印速度

　　因供應(yīng)商和實(shí)現(xiàn)技術(shù)的不同，“打印速度”的含義不盡相同。打印速度可能是指單個(gè)打印作業(yè)在Z軸方向打印一段有限距離所需的時(shí)間（例如，每小時(shí)在Z軸方向打印的英寸或毫米值）。擁有穩(wěn)定垂直構(gòu)建速度的3D打印機(jī)通常采用這種表達(dá)方式。其垂直打印速度與打印部件的幾何形狀和（或）單個(gè)打印工作的部件數(shù)無(wú)關(guān)。垂直構(gòu)建速度快、且因部件幾何形狀或打印部件數(shù)而產(chǎn)生很少或不產(chǎn)生速度損失的3D打印機(jī)，是概念建模的首選。因?yàn)檫@類(lèi)打印機(jī)能夠在最短時(shí)間內(nèi)快速生產(chǎn)大量替換部件。

　　另一種描述打印速度的方式是打印一個(gè)具體部件或者具體體積所需的時(shí)間。采用此描述方法的打印技術(shù)通常適用于快速打印單個(gè)簡(jiǎn)單的幾何部件，但遇到額外的部件被添加到打印作業(yè)中，或者正在打印的幾何形狀復(fù)雜性和（或）尺寸增加時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)減速。由此產(chǎn)生的構(gòu)

　　建速度變慢，會(huì)導(dǎo)致決策過(guò)程的延長(zhǎng)，削減個(gè)人3D打印機(jī)在概念建模方面的優(yōu)勢(shì)。然而，打印速度始終是越快越好，對(duì)概念建模應(yīng)用而言更是如此。垂直構(gòu)建速度不受打印數(shù)量和復(fù)雜度影響的3D打印機(jī)，是概念建模應(yīng)用的首選，因?yàn)樗鼈兛梢钥焖俚卮罅看蛴〔煌哪Ｐ停糜谕瑫r(shí)進(jìn)行比較，這就能加速和改善早期決策過(guò)程。

　　部件成本

　　部件成本通常表示為每單位體積的成本，如每立方英寸的成本或每立方厘米的成本。即使是同一臺(tái)3D打印機(jī)，打印單個(gè)零部件的成本也會(huì)因?yàn)閹缀涡螤畹牟煌嗖詈艽螅砸欢ㄒ私夤?yīng)商提供的部件成本是指某一特定部件，還是各類(lèi)部件的平均值。根據(jù)您自己常用的典型零部件STL文件包來(lái)估算部件成本，往往更有助于決定您所期望的部件成本。為了準(zhǔn)確地比較不同供應(yīng)商聲稱(chēng)的參數(shù)值，有必要了解下成本估算中包含什么、不包含什么。?????一些3D打印機(jī)廠商的部件成本只是指某特定數(shù)量打印材料的成本，而且這個(gè)數(shù)量?jī)H僅是成品的測(cè)量體積。這種計(jì)算方法并不能充分體現(xiàn)真實(shí)的部件打印成本，因?yàn)樗雎粤耸褂玫降闹尾牧稀⒋蛴」に嚠a(chǎn)生的過(guò)程損耗及打印過(guò)程中使用的其他消耗品。各種3D打印機(jī)的材料使用率有顯著的差異，因此了解真實(shí)的材料消耗是準(zhǔn)確比較打印成本的另一個(gè)關(guān)鍵因素。

　　部分成本取決于3D打印機(jī)打印一組既定部件所消耗的材料總量和使用材料的價(jià)格。通常，使用粉末材料的3D打印技術(shù)，部件成本最低。廉價(jià)的石膏粉是基礎(chǔ)建模材料。未使用的粉末會(huì)不斷地在打印機(jī)中回收和再利用，因此其部件成本可以達(dá)到其他3D打印技術(shù)的三分之一到二分之一。

　　有一類(lèi)塑料部件技術(shù)僅使用一種消耗材料，既用于打印部件所需，也用于印刷過(guò)程中的支持需要。相比其他塑料部件技術(shù)，它通常使用較少的材料作為支撐材料，因此其產(chǎn)生稀疏的支撐結(jié)構(gòu)，而且很容易被清理掉。大多數(shù)單材料3D打印機(jī)不會(huì)產(chǎn)生大量工藝廢料，這使其具有極高的材料性價(jià)比。

　　另一類(lèi)塑料部件技術(shù)需要使用專(zhuān)門(mén)的支撐材料，但材料售價(jià)不高。這類(lèi)支撐材料需要在打印完成后通過(guò)融化、溶解或加壓噴水的方式清理。比起前者，這類(lèi)技術(shù)往往使用大量的材料用于打印支撐結(jié)構(gòu)。可溶解的支撐材料需要高強(qiáng)度、腐蝕性化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行特殊處理和清潔措施。噴水清理方法需要進(jìn)水口和排水口，為此您工作場(chǎng)所的預(yù)算成本可能要增加幾千元。這種處理采用勞動(dòng)密集型方式，并可能導(dǎo)致精致的部件細(xì)節(jié)被損壞，因?yàn)閲娝謇硎峭ㄟ^(guò)加壓的方式清除支撐材料。此外，卡在凹槽處的支撐材料可能由于噴不到而無(wú)法清理干凈。能最快、最有效地清理支撐材料的，是采用蠟作為支撐材料的3D打印機(jī)，通過(guò)融化方式進(jìn)行清理。可融化的支撐材料只需要一臺(tái)專(zhuān)門(mén)的整理烘箱就能進(jìn)行快速、批量清潔，使用最少的勞動(dòng)力，且不對(duì)物體表面施壓，故不會(huì)對(duì)脆弱的細(xì)節(jié)處造成損壞。即使是卡在凹槽內(nèi)的支撐材料也可以被清理掉，這就能順利打印復(fù)雜的幾何形狀，實(shí)現(xiàn)最大的設(shè)計(jì)自由。蠟支撐材料的清理不需要使用化學(xué)用品，且清理掉的蠟材料可以與普通垃圾放置在一起，無(wú)需特殊處理。請(qǐng)注意：一些受歡迎的3D打印機(jī)在打印過(guò)程中會(huì)將昂貴的構(gòu)建材料融入支持材料，共同進(jìn)行支撐，這就增加了打印過(guò)程中消耗材料的總成本。這些打印機(jī)通常還會(huì)產(chǎn)生大量的過(guò)程損耗，因此在打印同一組部件的情況下，會(huì)比其他打印機(jī)使用更多的材料。

　　最小細(xì)節(jié)分辨率

　　分辨率是3D打印機(jī)的最令人困惑的指標(biāo)之一，應(yīng)謹(jǐn)慎使用。分辨率可能寫(xiě)成每英寸點(diǎn)數(shù)（DPI）、z軸層厚、像素尺寸、束斑大小和噴嘴直徑等等。盡管這些參數(shù)有助于比較同一類(lèi)3D打印機(jī)的分辨率，但是很難用來(lái)比較不同的3D打印技術(shù)。最好的比較策略是親自用眼睛去鑒定不同技術(shù)打印出來(lái)的部件成品。查看鋒利的邊緣和拐角清晰度、最小細(xì)節(jié)尺寸、側(cè)壁質(zhì)量和表面光滑度。使用數(shù)字顯微鏡會(huì)有助于部件成品的鑒定，因?yàn)檫@種廉價(jià)設(shè)備可放大并拍攝微小的細(xì)節(jié)便于比較。對(duì)3D打印機(jī)進(jìn)行鑒定測(cè)試時(shí)，至關(guān)重要的是打印部件能準(zhǔn)確地呈現(xiàn)設(shè)計(jì)效果。根據(jù)鑒定測(cè)試方式，對(duì)最小細(xì)節(jié)質(zhì)量進(jìn)行妥協(xié)，降低測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確度。

　　準(zhǔn)確度

　　3D打印通過(guò)層層疊加的方式制造部件，將材料從一種形式處理成另一種形式，從而創(chuàng)造出打印部件。處理過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)變數(shù)，如材料收縮——在打印過(guò)程中，必須進(jìn)行補(bǔ)償以確保最終部件的準(zhǔn)確度。粉末材料的3D打印機(jī)通常使用粘合劑，打印過(guò)程中擁有最小的收縮變形度，因而成品準(zhǔn)確度往往較高。塑料3D打印技術(shù)一般通過(guò)加熱、紫外線光或二者共用來(lái)處理打印材料，這就增加了影響準(zhǔn)確度的風(fēng)險(xiǎn)因素。其他影響3D打印準(zhǔn)確度的因素還包括部件尺寸和幾何形狀。有些3D打印機(jī)提供不同程度的打印準(zhǔn)備工具，可以為特定的幾何形狀細(xì)調(diào)準(zhǔn)確度。制造商宣稱(chēng)的準(zhǔn)確度一般是指特定測(cè)試部件的測(cè)量值，實(shí)際情況會(huì)因部件的幾何形狀而有所不同，所以有必要先確定您應(yīng)用領(lǐng)域的準(zhǔn)確度要求，然后使用該應(yīng)用涉及的幾何形狀進(jìn)行測(cè)試打印。

　　材料屬性

　　了解預(yù)期的應(yīng)用和所需材料的特性，對(duì)于選擇3D打印機(jī)來(lái)說(shuō)很重要。每種技術(shù)各有所長(zhǎng)也各有所短，都應(yīng)作為選擇個(gè)人3D打印機(jī)的考慮因素。對(duì)宣傳中聲稱(chēng)的可用材料數(shù)量應(yīng)謹(jǐn)慎考察，因?yàn)椴⒉荒鼙ＷC所有的可用材料都能實(shí)現(xiàn)真正需要的使用性能。至關(guān)重要的一點(diǎn)：作出購(gòu)買(mǎi)決定前，務(wù)必在預(yù)期應(yīng)用中進(jìn)行測(cè)試，對(duì)打印部件進(jìn)行評(píng)估。官方發(fā)布的詳細(xì)參數(shù)中不會(huì)介紹隨著時(shí)間的推移和使用環(huán)境的改變，部件的穩(wěn)定性如何。如果沒(méi)有充分考慮和測(cè)試這一點(diǎn)，可能會(huì)造成實(shí)際使用的限制。對(duì)于概念建模應(yīng)用來(lái)說(shuō)，實(shí)際的物理特性可能沒(méi)有部件成本和模型外觀那么重要。概念模型主要用于可視化效果的溝通，可能使用后很快就被丟棄。驗(yàn)證模型可能需要模擬最終產(chǎn)品的效果，需要實(shí)現(xiàn)與最終生產(chǎn)材料接近的功能特征。快速生產(chǎn)應(yīng)用的材料可能需要具有可鑄性或耐高溫。最終使用零部件一般需要在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持牢固。每種3D打印技術(shù)都受限于具體的材料類(lèi)型。對(duì)于個(gè)人3D打印，材料大致可分為非塑料、塑料、蠟這幾類(lèi)。您應(yīng)該以哪類(lèi)材料最符合價(jià)值和應(yīng)用范圍要求為依據(jù)，來(lái)選購(gòu)3D打印機(jī)。與單臺(tái)3D打印機(jī)相比，多種技術(shù)的結(jié)合可提高打印靈活性，擴(kuò)展應(yīng)用領(lǐng)域。通常，比起使用一臺(tái)昂貴的系統(tǒng)設(shè)備，組合使用二臺(tái)不太貴的3D打印機(jī)雖然預(yù)算相同，但是可以實(shí)現(xiàn)更高的價(jià)值，提供更大的應(yīng)用范圍和打印能力。非塑料材料常使用石膏粉與可打印的粘合劑，部件成品緊密而堅(jiān)硬，可以通過(guò)浸潤(rùn)變得非常牢固。這類(lèi)部件可以表現(xiàn)優(yōu)秀的概念模型，在沒(méi)有彎曲性要求的情況下提供一定程度上的功能測(cè)試。明亮的白色基本材料，結(jié)合獨(dú)家的全彩色打印能力，可以制造出逼真的視覺(jué)模型，而無(wú)需額外的繪畫(huà)或后期處理。塑料材料可以柔軟可以堅(jiān)硬，有些還具有高耐溫性。透明塑料材料、生物相容性塑料材料、可鑄性塑料材料均有銷(xiāo)售。不同技術(shù)制造的塑料部件性能差異很大，這在廠家公布的規(guī)格上可能并不顯而易見(jiàn)。一些3D打印機(jī)制造的部件會(huì)隨著時(shí)間的推移或環(huán)境的不同而持續(xù)改變特性和尺寸。例如，用來(lái)標(biāo)識(shí)塑料耐熱性的常見(jiàn)規(guī)格參數(shù)是“熱變形溫度（HDT）”。雖然HDT是一種衡量指標(biāo)，但是它并不能預(yù)測(cè)在實(shí)際應(yīng)用中超過(guò)HDT時(shí)材料的可用性。有些材料可能當(dāng)溫度略高于規(guī)定的HDT時(shí)就出現(xiàn)功能特性的急劇退化；而某些材料的性能退化緩慢，從而擴(kuò)大了塑料的適用溫度范圍。另一個(gè)例子是濕度對(duì)部件的影響。部分3D打印的塑料成品是防水的，而部分塑料成品則是多孔的，會(huì)因吸收水分，導(dǎo)致部件膨脹而改變尺寸。多孔部件顯然是不適合高濕度應(yīng)用或加壓應(yīng)用環(huán)境，可能需要進(jìn)一步的勞動(dòng)密集型后期處理，方能適用于這些環(huán)境。

　　3DSystems公司的新型“混合”3D打印機(jī)結(jié)合了經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的光固化（SLA）性能和個(gè)人3D打印機(jī)的易用性。這類(lèi)3D打印機(jī)提供較廣的塑料材料范圍，單臺(tái)3D打印機(jī)可實(shí)現(xiàn)ABS、聚丙烯和聚碳酸酯塑料打印。可以簡(jiǎn)單、快速和經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行材料更換，一臺(tái)3D打印機(jī)可實(shí)現(xiàn)廣泛的塑料應(yīng)用。特別注意：聲稱(chēng)支持眾多打印材料的技術(shù)，常常在材料轉(zhuǎn)換過(guò)程中產(chǎn)生廢料。這類(lèi)3D打印機(jī)中有些帶有多個(gè)打印頭，更換材料時(shí)必須完全清理干凈，而清理的過(guò)程中就會(huì)產(chǎn)生昂貴的廢料。

　　色彩

　　有三大類(lèi)彩色3D打印機(jī)：可選顏色的打印機(jī)，但同一時(shí)間只能打印一種顏色；基本色打印機(jī)，可以在一個(gè)部件上打印幾種顏色；全彩打印機(jī)，可以在單個(gè)部件上打印數(shù)千種顏色。目前只有3D?Systems公司的ZPrinter??3D打印機(jī)能實(shí)現(xiàn)全彩打印。它可以達(dá)到與3D打印模型一致的顏色，包括彩色文檔打印機(jī)能呈現(xiàn)在紙張上的390,000種顏色以及幾乎無(wú)限的色彩組合，因此能打印出令人難以置信的逼真模型。除了能在正確的位置顯示相應(yīng)的逼真色彩外，ZPrinter可以直接在模型上打印照片、圖形、標(biāo)志、紋理、文本標(biāo)簽、有限元分析結(jié)果等，可以生產(chǎn)出以假亂真的模型。

　　總結(jié)

　　3D打印技術(shù)能夠造福整個(gè)創(chuàng)作過(guò)程，從最初的概念設(shè)計(jì)到最終的產(chǎn)品制造，以及這之間的所有步驟。不同的應(yīng)用會(huì)有不同的需求，了解這些應(yīng)用需求是選擇3D打印機(jī)的關(guān)鍵。相比單系統(tǒng)，多系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)更廣泛的應(yīng)用，將有助于為您的機(jī)構(gòu)定義理想的3D打印能力，因此確定您的打印需要，將3D打印應(yīng)用于整個(gè)設(shè)計(jì)到生產(chǎn)過(guò)程中，可以縮短上市時(shí)間，提高產(chǎn)品性能，精簡(jiǎn)生產(chǎn)流水線，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量和客戶的滿意度。