Em comparação com o processo de fabricação de materiais equivalentes e o processo de fabricação subtractiva, a impressão 3D tem muitas vantagens, e muitos artigos realizaram análises e elaboração detalhadas. O autor acredita que, em comparação com os processos tradicionais de fabricação, a impressão 3D tem as seguintes três principais vantagens:
1. O espaço de design é ilimitado. Para itens com estruturas geométricas complexas (como itens com estruturas topológicas muito complexas ou estruturas de cavidade no interior), os processos tradicionais de fabricação não podem ser processados, e os itens precisam ser decompostos e processados separadamente e depois montados. A impressão 3D decompõe objetos em áreas 2D camada por camada, portanto não há problema em processar objetos arbitrariamente complexos, e a precisão de processamento depende apenas das menores partículas de material que a impressora pode produzir. Esta é a maior vantagem que a impressão 3D nos traz, permitindo que os designers projetem formas geométricas arbitrariamente complexas com espaço de design ilimitado. É essa vantagem que nos dá um grande número de problemas a serem resolvidos em design geométrico e otimização, que serão detalhados posteriormente.
2. Fabricação de habilidades zero. Os equipamentos tradicionais de processo de fabricação são enormes e caros, e exigem altas habilidades para operar. As impressoras 3D (como impressoras FDM 3D) são pequenas e baratas, e algumas já entraram em casa, que são simples e convenientes de usar; em comparação com moldes caros, a impressão 3D requer apenas um arquivo digital para formar. Portanto, através da impressão 3D, o design personalizado e a personalização dos produtos podem ser facilmente realizados, o que diminui muito o tempo de desenvolvimento dos produtos. Essa vantagem nos deu trabalhadores de pesquisa não mecânicos que também podem realizar pesquisas relacionadas sobre geometria, estrutura, materiais, etc., o que aprofunda e expande muito as questões de pesquisa relacionadas na fabricação.
3. Combinações ilimitadas de materiais. A impressora 3D multi-jato pode imprimir vários materiais em combinação. Através do empilhamento e combinação de materiais, os itens impressos possuem diferentes propriedades físicas e mecânicas de um único material. Portanto, através da combinação de diferentes materiais, podem ser produzidos "novos materiais" com diferentes propriedades. Essa vantagem nos proporciona o uso do controle da distribuição de materiais para controle das características físicas, mecânicas e estruturais do artigo, de modo a produzir uma variedade de artigos e aumentar a flexibilidade do produto.
Em suma, as três vantagens mais valorizadas da tecnologia de impressão 3D estão acelerando o processo de desenvolvimento do produto, fornecendo produtos personalizados e personalizados e aumentando a flexibilidade de produção. Do ponto de vista do processo de moldagem, a impressão 3D rompeu o método tradicional de moldagem. Não precisa fazer moldes e processamento mecânico com antecedência. Através da combinação de sistemas de hardware de prototipagem automática rápida e modelos de software CAD, vários produtos com formas complexas podem ser fabricados, o que torna o design do produto e o ciclo de produção É muito encurtado, e o custo de produção é muito reduzido.
Claro, como um processo de moldagem jovem, a impressão 3D ainda tem muitas deficiências, como tempo de moldagem lenta, baixa precisão, poucos tipos de materiais e incapacidade de produzir em massa. Nesta fase, o uso real da impressão 3D ainda pertence à categoria de prototipagem rápida, que é fornecer às empresas a fabricação de protótipos de produtos antes de produzir produtos formais, que também é chamado de protótipo na indústria. Portanto, o processo de moldagem de impressão 3D existe atualmente como uma forma complementar ao processo de fabricação tradicional, e levará tempo para se tornar a principal tecnologia de fabricação. No entanto, devemos acreditar que a busca humana pela tecnologia é ilimitada. Com o progresso contínuo da pesquisa e desenvolvimento de equipamentos de impressão 3D e materiais de impressão, a tecnologia de impressão 3D será cada vez mais utilizada.
Sob outra perspectiva, a tecnologia de impressão 3D permitiu a fabricação de fábricas para famílias, gerando um grande número de designers individuais (ou seja, fabricantes) e inspirando possibilidades ilimitadas de design criativo.
A tecnologia de impressão 3D apareceu no final dos anos 1980 e início dos anos 1990 (também conhecida como tecnologia de prototipagem rápida), e já se passaram menos de 30 anos. O princípio é muito simples: pegue um arquivo modelo digital 3D como entrada, use metal em pó ou plástico e outros materiais bondáveis para construir um objeto por impressão camada por camada.
Visualmente falando, impressoras comuns exemevam imagens 2D ou arquivos digitais gráficos em papel através de tinta; Impressoras 3D exercam matérias-primas reais (como metais, cerâmicas, plásticos, areia, etc.) como uma camada fina (física A parte superior tem uma certa espessura), e então é repetida camada por camada, e finalmente se torna um objeto físico no espaço. Portanto, quando a impressão 3D produz uma determinada camada, o processo é semelhante à impressão a jato de tinta. É como construir uma casa, que é acumulada por tijolos, enquanto objetos impressos em 3D são acumulados por matérias-primas um a um.
Uma vez que a impressão 3D é feita empilhando materiais camada por camada, também é chamado de processo de fabricação aditiva. A impressão 3D não é um mistério. Em comparação com o processo de fabricação de materiais equivalentes milenares e o processo de fabricação subtrativa centenária, a impressão 3D é apenas um novo processo de fabricação com um histórico de menos de 30 anos.