增材制造：从数字模型到实体，一文看懂3D打印

近年来，增材制造（Additive Manufacturing，AM）越来越频繁地出现在大众视野中。它还有一个更通俗的名字——3D打印。那么，增材制造究竟是什么？简单来说，它是一种基于数字模型，通过特定方式将材料自下而上逐层精确添加并堆积，制造出三维实体零件或产品的技术。

根据ASTM International的定义：“增材制造，也称为3D打印，使用计算机辅助设计逐层构建对象。”其原理可以概括为：以计算机辅助设计（CAD）模型为基础，通过软件与数控系统，将特制材料逐层堆积固化，制造出实体产品。它利用计算机控制3D数据逐层堆积材料，是基于离散-堆积原理的高效净成形技术。

常见的增材制造技术类型丰富多样，包括熔融沉积成型（FDM）、立体光固化（SLA）、选择性激光烧结（SLS）、选择性激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）、材料喷射、粘合剂喷射等。在20世纪90年代技术发展初期，它曾被称为“快速原型制造技术”，代表性工艺主要有立体光造型（SLA）、叠层制造（LOM）、熔融沉积成形（FDM）、三维喷印（3DP）等。

关桥院士还提出了“广义”与“狭义”增材制造的概念。“狭义”的增材制造，是指不同的能量源与CAD/CAM技术结合、分层累加材料的技术体系；而“广义”增材制造，则以材料累加为基本特征，以直接制造零件为目标的大范畴技术群。如果按照加工材料的类型和方式分类，又可以分为金属成形、非金属成形、生物材料成形等。

从快速原型到直接制造，增材制造正在不断拓展制造的边界。它不但是技术的革新，更意味着一种全新的制造思维。