与传统的减材和等材加工制造技术(如机械加工、铸造、锻造)比，3D打印技术具有独特的工艺特点和优势，主要体现在以下几方面。

(1)赋予设计人员极大的设计自由度

传统的加工成型技术难以制造具有复杂结构(特别是一些位于物体内部的复杂精细结构)和几何形状的物体，因此，设计人员在进行产品设计时必须考虑所设计的产品结构是否能够加工制造出来，这种状况限制了设计人员的新思想、新理念的实现。而3D打印技术所具有的逐点逐线、逐面添加制造的技术特点，使其理论上能够制造任意复杂形状和结构的物体，从而使设计人员在设计时不再受限于加工制造技术，给予其充分的设计发挥空间，设计自由度得到了极大提升。如图所示，是采用激光选区烧结(SL.S)技术打印的三层嵌套的中空结构，这种结构采用传统的制造技术是无法实现的，而采用3D打印技术可以轻松获得。

【资料图】

(2)不需要模具，可以实现小批量产品的快速制造

人们生活或生产中所用到的很多产品在制造过程中都需要使用模具来成型。例如，采用注塑工艺制造的各种塑料产品；采用铸造工艺制造的各种金属零部件等。而模具的设计和制造不仅周期较长、成本较高，而且在使用中模具的磨损也使其服役寿命有限。3D打印技术摆脱了模具的限制，特别适合于产品开发阶段或小批量生产阶段样品的快速直接制造。解决了该难题，通过采用尼龙3D打印技术，无需加工制造模具，仅用几天时间就制造出了所需要的结构件，且零件成本还不足模具费的十分之一。如图1-24所示即为采用尼龙3D打印技术制造的整体结构。

(3)可以实现构件的轻量化结构设计和制造

当前，在航空航天、汽车等领域均对轻量化有着迫切的需求。传统加工成型技术所制造的构件大多是实心的均一结构。而借助于3D打印的工艺优势，可以实现各种轻量化结构部件的制造，从而在不降低性能的基础上，实现结构部件的轻量化。如图所示为3D打印(SLS)几种晶格结构原型样件。图所示为将晶格结构插入层间而制造的钛三明治层状结构原型部件，其重量只有实心件的60%左右，减重效果十分突出。

(4)原材料的利用率高，并可实现构件的近净成型

与传统的减材机加工相比，3D打印的原材料利用率高，可大幅度降低原材料的浪费，是一类节能环保的先进制造技术。同时，3D打印可实现构件的近净成型，所需要的后续加工相对较少。对于工程材料来讲，在所有的3D打印技术中，SLS激光烧结成型3D打印技术具有最高的精度，所打印构件的表面粗糙度可达RA6-12左右，与传统的精密铸造水平相当。其次是基于尼龙粉末床的激光选区熔化3D打印技术，所打印构件的表面粗糙度一般不超过RA16。一般来讲，3D打印的尼龙构件的精度和表面粗糙度基本上可以满足日常的生产及应用需求。

(5)可以实现新型一体化部件/复杂内流道部件的直接制造传统的机加工和铸造等技术难以制造形状复杂和内部微细结构，这导致很多结构部件必须分解成几个甚至几十个零件，分别制造出来后再装配成一个整体部件。这种制造工艺不仅延长了制造周期、增加了制造成本，还影响了部件的性能。如前所述，3D打印的工艺优势使其特别适于形状和内部结构复杂部件的制造，因而可借助其实现新型一体化部件/具有复杂内流道部件的设计和直接制造。

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