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年不到的時間。其原理很簡單：以3D數(shù)字模型文件為輸入，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(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)勢和劣勢？

   相對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，已有很多文章進行了詳細的分析與闡述。筆者認為，相對于傳統(tǒng)的制造工藝，3D打印具有如下三個主要的優(yōu)勢：

   1. 設(shè)計空間。對于幾何結(jié)構(gòu)復雜物品（比如內(nèi)部有非常復雜的拓撲結(jié)構(gòu)或空腔結(jié)構(gòu)的物品），傳統(tǒng)的制造工藝是無法進行加工的，需要將物品進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，因此加工任意復雜的物體都沒有問題，加工精度只是取決于打印機所能輸出的小材料顆粒。這是3D打印帶給我們大的優(yōu)勢，能讓設(shè)計者設(shè)計任意復雜的幾何形狀，設(shè)計空間。正是這個優(yōu)勢，給了我們在幾何設(shè)計與優(yōu)化方面大量需要解決的問題，后面會詳述。



   近年來，面向制造的幾何設(shè)計與優(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。筆者于2014年對于 之前有關(guān)3D打印幾何處理的研究工作進行了一個綜述，發(fā)表在2015年的《計算機學報》上（PDF），并且在計算機圖形學的國際會議Siggraph Asia 2014上組織了一個3D打印幾何設(shè)計與處理的教程Course（鏈接）。之后在Siggraph和Siggraph Asia 會議上出現(xiàn)了更多的有關(guān)教程。在2016年夏天，筆者應計算機學會計算機輔助設(shè)計與圖形學專委會的委托，與國內(nèi)的一些學者又完成了一份更為詳細的“3D打印中幾何處理的研究進展與趨勢”的發(fā)展報告（PDF），對相關(guān)工作進行一個的整理和分類，使得讀者能夠更好地了解3D打印幾何處理方面的進展和發(fā)展方向。