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3D列印是什麼？3D列印技術與優勢大公開！
October 04,2022
3D列印是近年來被廣為討論的新工業技術，因為能大幅降低「設計」到「製作模具、模型」所需的時間成本，被許多產業所青睞，使用領域也十分廣泛，包含：建築、機械工業、汽車產業、航太業、教育產業、醫療服務業等。接下來本文將會為你詳細介紹更多3D列印的資訊，像是基本原理、應用技術、受人青睞的4個優勢，趕快跟著我們一起往下了解吧！
3D列印是什麼？
3D列印又可稱為「立體影印」、「積層製造」或「加法製造」，是運用特殊機型將電腦裡的設計圖，用最快最直接的方式呈現出成品，猶如影印般而有此名。3D列印的印刷技術是由堆疊而成，所以當有設計懸空、有明顯弧度等結構，就會需要額外建立輔助結構來支撐住懸空的主體，避免成型過程中模具掉落。
3D列印用到的技術有哪些?
3D列印之所以能快速創作出成品，是因為擁有比一般模具創作還要不同的技術，像是：SLA、DLP、SLS、SLM、MJF、MJP、FDM 7種。下面我們幫你整理出這7種技術的原理、特色與應用範圍，趕快一起往下看吧！
SLA
SLA立體光刻是利用雷射光，將各種液態的樹脂固化成固態的3D列印方式，生產出來的零件精度高，現在更可以讓精度維持在10微米左右，表面也能維持光滑細膩。大部分都用將SLA技術用於模版，像是原型設計。
DLP
DLP （Direct Light Processing）光固化3D列印是使用投影器，將光敏樹脂照射特定能量光源後固化為成品，以層疊式的方式堆積。與SLA原理相同，但技術上DLP是用DMD(Digital Micromirror Device)將面光源投影在光敏樹脂液面上成形。由於DLP是一次固化成形一個面，所以能更精確；此外，若是在產品規格一致的狀況下，DLP也能快速的製作出成品。
SLS
SLS又稱選擇性雷射燒結(Selective laser sintering)，是使用高功率雷射熔化聚合物粉末，並建構出堅固穩定結構的3D列印技術。SLS技術本身不需要支撐結構，適合做出結構複雜的作品，材質上也會選擇較硬挺的，如：尼龍、聚丙烯、TPU。
SLM
SLM 3D列印技術與SLS一樣，都是使用雷射光技術；但與SLS不同，SLM用雷射照射金屬粉末將其熔化後再凝固成金屬零件。使用SLM列印出來的金屬零件密度高達99%，且機械性能與傳統工藝製造的一樣好。
MJF
MJF 又稱為多射流熔融燒結(Multi Jet Fusion) ，是使用獨特技術與PA12等其他材料，來製造具有高精度的堅固零件。MJF能提供出高品質、光滑的零件，能兼容許多機器並保持穩定效能，非常適合工業領域的3D列印技術。
MJP
MJP 超高精度分子式列印(MultiJet Printing)是採用壓電噴射列印的方式，多利用於脫蠟鑄造方面，它是會經由多個精細噴嘴噴印圖案，再由滾輪壓平蠟質材料後，最後以光照固化的3D列印技術。同時能巧妙的控制不同熔點，所以在後處理時能更快拔除支撐材，使主體更鮮明；也因此大幅提升設計人員的設計自由程度，更適合列印出高精度、耐用的塑膠模型；並在功能測試、設計交流、快速製造等領域大放異彩。
FDM
熱熔融層積(Fused Deposition Modeling ，FDM)是最普遍應用於消費者用品的3D列印技術，原理是先利用機台將長條狀的塑料加熱，熔至半融狀態再透過噴嘴擠出原料在3D列印機台的高溫底板上依序堆疊，等待冷卻後產品即完成。
常見3D列印技術比較表
| 技術 | 特色 | 適用原料 |
|---|---|---|
| SLA | 經過雷射光將液態樹脂固化的3D列印方式 | 樹脂 |
| DLP | 用DMD將面光源投影在光敏樹脂液面上成形 | 樹脂 |
| SLS | 高功率雷射燒結粉末並建構出堅固穩定結構 | 尼龍、聚丙烯、TPU |
| SLM | 雷射照射金屬粉末將其熔化後再凝固成金屬零件 | 鋁、不鏽鋼、鈦行金 |
| MJF | 使用獨特技術與PA12等其他材料 | PA12、尼龍 |
| MJP | 採用壓電噴射列印的3D列印技術 | 樹脂、蠟 |
| FDM | 最普遍的3D列印技術，將塑料加熱半融狀態，堆疊塑型 | 塑料 |
4個3D列印優勢一表看懂！
3D列印不僅能快速打樣，且產業應用範圍廣，已漸漸改變了傳統的生產與商業模式。這裡我們整理出一張表，讓你能快速了解3D列印為何能逐漸取代掉傳統模具開模方式，再跟你分享3D列印的4個優勢。
| 3D列印vs傳統模具開模比較表 | ||
|---|---|---|
| 比較 | 3D列印 | 傳統模具開模 |
| 應用材質 | 廣 | 需有特定製造商製造 |
| 速度 | 產品尺寸小且建構不複雜的狀況下， 設計到建立模具1-2天之內就會完成 |
設計師會需要與模具商溝通，通常5個工作天以上 |
| 原物料浪費 | 機器會直接計算出來，能減少浪費 | 大部分是預估用量，容易浪費 |
| 精細度 | 積層製作，精細度高 | 普遍需要組裝，較難呈現出精緻度 |
快速打樣節省成本
傳統產品開發的方式，會有設計模具、來回修改打樣的階段，通常需要花費幾週或幾個月的時間才能取得產品原型，會大幅增加產品的生產期間。而3D列印只需透過電腦設計，就能很快的在專業機台上列印製作；不僅能更快速取得產品原型，不僅縮短了產品生產週期，也能減少建設模具的費用成本。
客製化製作
3D列印是以「積層」的方式製作，所以能用單一原物料生產出精細度高的產品，對於小規模、新創公司來說，是較有CP值的生產方向。此外，3D列印對於客製化製作也相對容易簡單，能提升產品本身的利基性，非常推薦創業期的朋友們選擇。
廣泛應用消費/工業產品
3D列印能應用的材質廣泛，應用的層面也從消費產品跨到工業應用方面！下面我們就了解這2種區塊在3D列印的應用吧！
消費品應用
前面有提到使用3D列印技術能輕易創造出客製化商品，對於需要非常搶眼設計的文創商品、餐具、化妝品包裝都非常適合。
工業應用
由於3D列印能支援大量生產工業零件，在醫療、汽車產業等領域都能展現出亮眼的表現；除此之外，因為從電腦設計出圖稿後就能生產，對於機構模型建製也有非常大的助力。
〈延伸閱讀：什麼是工業級3D列印？〉
能實現跨國設計、製作
對於從事跨國生產、貿易的朋友們來說，3D列印是能大大降低成本的技術。因為在設計產品時，能直接生產出樣品並更改，減少溝通上的時間成本；且產品製作時，機台是按照設計稿的路徑走向來製造，誤差值較低，降低品管所需成本，並能更快進入市場銷售階段。
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