1.2 · 3D 打印

目标： 描述 3D 打印如何工作并举现实应用。

它是什么

3D 打印（增材制造）从数字模型一层一层叠加材料造物体，材料如塑料 (PLA、ABS)、树脂、金属、甚至混凝土或生物材料。

怎么工作（简化）

设计 3D 模型 (CAD)
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切成薄层
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打印机一层层堆材料
    │
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物体凝固

常见工艺

工艺	材料	用途
FDM（熔融沉积建模）	塑料长丝	最便宜、爱好、原型
SLA（光固化立体造形）	UV 固化树脂	高细节、首饰、牙科
SLS（选择性激光烧结）	粉末	功能塑料件
金属 SLM	金属粉末	航空、定制医用植入

现实应用

领域	用例
医疗	定制义肢、牙冠、助听器外壳
航空	轻量发动机件
建筑	建筑模型、混凝土打印
教育	动手 STEM 项目
时装	定制鞋、首饰
食品	个性巧克力、培养肉支架

好处

• 快速原型 —— 几小时从设计到实物。
• 定制 —— 每次都能不一样。
• 低开销 —— 无需特殊模具。
• 少浪费 —— 只加进最终成为零件的材料。

局限

• 大规模生产慢。
• 材料强度可能不及传统制造。
• 高端机器与材料贵。

香港情境

• 香港科学园有 3D 打印实验室。
• 不少学校有桌面 FDM 打印机。
• 理工大学产品设计与工程课用。

考试式题目

题（4 分）： 解释 3D 打印如何工作并举两个实用应用。

参考答案：

3D 打印从数字 3D 模型一层一层叠加造物体。软件把模型切成薄层；打印机一层层堆材料（如 FDM 中熔化的塑料），逐层熔合至上一层，直至物体完成。

两个应用：

• 定制义肢 —— 扫描病人肢体、调整模型、用塑料打印，比传统制造便宜得多。
• 快速原型 —— 产品设计师几小时内打印新小工具的迭代版本，测试形态与装配，再开模量产。

关键要点

• 从数字模型一层层叠加。
• 多种材料与工艺。
• 适合定制与快速原型；大规模生产较欠佳。

➡️ 下一节：1.3 AR 与 VR