3D打印的核心技术是一系列将数字模型转化为实体物体的关键，其核心在于‌分层制造、材料沉积与精确控制‌的结合。

三维建模与数据预处理‌

‌数字模型设计‌：通过CAD软件或3D扫描技术创建三维模型，这是打印的基础。

‌切片处理‌：将三维模型“切片”为数百至数千层二维横截面，生成打印机可识别的路径指令（如G-code）。切片精度直接影响打印分辨率，层厚越薄，表面越光滑但耗时越长。

‌支撑结构生成‌：针对悬空或复杂结构，自动生成临时支撑材料，打印完成后需手动去除。

材料科学与多材料适配‌

‌材料类型‌：包括塑料（PLA、ABS）、金属（钛、铝）、陶瓷、树脂、生物材料（如细胞培养基）等，不同材料需匹配特定打印技术。

‌材料特性‌：流动性、固化速度、强度、耐温性等需与打印工艺匹配。例如，光固化树脂需快速固化，而金属粉末需高温熔融。

‌多材料打印‌：部分技术（如PolyJet）支持同时使用多种材料，实现颜色、硬度或功能的梯度变化。

核心打印工艺‌

‌熔融沉积成型（FDM）‌：

原理：热熔性材料（如PLA）通过喷头加热熔化，按路径逐层堆积。

特点：成本低、操作简单，但表面粗糙度较高。

‌光固化成型（SLA/DLP）‌：

原理：激光或投影光照射液态树脂，使其逐层固化。

特点：精度高（可达微米级），适合复杂结构，但材料成本较高。

‌选择性激光烧结（SLS）‌：

原理：激光烧结粉末材料（如尼龙、金属），未烧结部分作为支撑。

特点：无需额外支撑，可打印复杂内部结构，但表面粗糙需后处理。

‌金属3D打印（SLM/EBM）‌：

原理：高能激光或电子束熔化金属粉末，逐层构建金属零件。

特点：可直接制造金属功能件，但设备成本高，需惰性气体保护。

‌粘结剂喷射（Binder Jetting）‌：

原理：喷头喷射粘结剂，将粉末材料逐层粘合。

特点：速度快、成本低，但强度较低，需后处理强化。

应用场景与优势

‌快速原型制作‌：缩短产品开发周期，降低试错成本。

‌定制化生产‌：满足个性化需求（如医疗植入物、航空航天零部件）。

‌复杂结构制造‌：传统工艺难以实现的内部流道、镂空结构等。

‌轻量化设计‌：通过拓扑优化减少材料使用，同时保持强度。