3D 列印的基本原理
加法製造的概念
傳統製造多是「減法製造」(例如 CNC 切削),而 3D 列印則是「加法製造」(Additive Manufacturing):從無到有,逐層堆疊材料,最終完成三維結構。這種方式能減少材料浪費,並能製作複雜的幾何形狀。
來源:Lifewire
3D 模型與切片的關係
在開始列印前,你需要一個數位 3D 模型(.STL、.OBJ 檔等格式)。切片軟體(如 Cura、PrusaSlicer)會將模型「切成」一層一層的平面,並轉換成機器可讀的 G-code 指令。
來源:Ultimaker
常見成型技術:FDM 與 SLA
FDM 熱熔擠出:加熱塑料絲並擠出,逐層堆疊。
SLA 光固化:用雷射或光源硬化液態樹脂。
來源:Formlabs
3D 列印的完整流程
步驟 1:模型設計
可以使用 CAD 軟體(如 Fusion 360、SolidWorks)自行設計模型,也可以從模型庫下載現成檔案(Thingiverse、Cults3D)。
步驟 2:切片設定
切片軟體負責設定列印參數:層高、速度、填充率、支撐結構等。這些設定會直接影響成品精度與強度。
步驟 3:列印過程
機器依照 G-code 指令,逐層擠出或固化材料。列印時間依大小與精度可從數十分鐘到數十小時不等。
步驟 4:後處理
FDM:移除支撐、打磨、噴漆。
SLA:酒精清洗、UV 固化、表面修整。
來源:3Dnatives
不同技術流程的差異
FDM 工作流程特色
設備成本低、維護簡單。
適合功能零件與大型模型。
SLA 工作流程特色
精度高、表面光滑。
適合精細模型與小尺寸物件。
實際應用案例
工業原型製作
某家電子公司利用 FDM 進行原型測試,從設計到實體樣品僅耗時 48 小時,大幅縮短開發週期。
醫療器材模型
牙科診所使用 SLA 列印病患牙齒模型,能在當日完成,並直接用於製作牙套。