3D打印并不神秘：它只是一種新型的制造和加工工藝

   3D打印技術(shù)出現(xiàn)在上世紀(jì)80年代末至90年代初（也稱為快速成型技術(shù)），至今也就30年不到的時(shí)間。其原理很簡(jiǎn)單：以3D數(shù)字模型文件為輸入，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)。    由于3D打印是將材料一層一層堆積而成，因此也稱為增材制造工藝。3D打印并不神秘，相對(duì)于具有千年的等材制造工藝和具有百年的減材制造工藝，它只是一種制造成型的新工藝，只有30年不到的歷史。

三、比較：3D打印區(qū)別于其他制造工藝有哪些優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)？

   相對(duì)于等材制造工藝與減材制造工藝，3D打印具有許多的優(yōu)勢(shì)，已有很多文章進(jìn)行了詳細(xì)的分析與闡述。筆者認(rèn)為，相對(duì)于傳統(tǒng)的制造工藝，3D打印具有如下三個(gè)主要的優(yōu)勢(shì)：

   1. 設(shè)計(jì)空間。對(duì)于幾何結(jié)構(gòu)復(fù)雜物品（比如內(nèi)部有非常復(fù)雜的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或空腔結(jié)構(gòu)的物品），傳統(tǒng)的制造工藝是無(wú)法進(jìn)行加工的，需要將物品進(jìn)行分解分別加工再組裝。而3D打印將物體分解成一層一層的2D區(qū)域，因此加工任意復(fù)雜的物體都沒(méi)有問(wèn)題，加工精度只是取決于打印機(jī)所能輸出的小材料顆粒。這是3D打印帶給我們大的優(yōu)勢(shì)，能讓設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)任意復(fù)雜的幾何形狀，設(shè)計(jì)空間。正是這個(gè)優(yōu)勢(shì)，給了我們?cè)趲缀卧O(shè)計(jì)與優(yōu)化方面大量需要解決的問(wèn)題，后面會(huì)詳述。



   近年來(lái)，面向制造的幾何設(shè)計(jì)與優(yōu)化方面的研究工作得到了廣泛的關(guān)注，并逐漸成為研究的熱點(diǎn)。筆者于2014年對(duì)于 之前有關(guān)3D打印幾何處理的研究工作進(jìn)行了一個(gè)綜述，發(fā)表在2015年的《計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào)》上（PDF），并且在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的國(guó)際會(huì)議Siggraph Asia 2014上組織了一個(gè)3D打印幾何設(shè)計(jì)與處理的教程Course（鏈接）。之后在Siggraph和Siggraph Asia 會(huì)議上出現(xiàn)了更多的有關(guān)教程。在2016年夏天，筆者應(yīng)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)專委會(huì)的委托，與國(guó)內(nèi)的一些學(xué)者又完成了一份更為詳細(xì)的“3D打印中幾何處理的研究進(jìn)展與趨勢(shì)”的發(fā)展報(bào)告（PDF），對(duì)相關(guān)工作進(jìn)行一個(gè)的整理和分類，使得讀者能夠更好地了解3D打印幾何處理方面的進(jìn)展和發(fā)展方向。