桌面3D打印机的范围从低价的基于套件的打印机到低至中千美元的半专业，产消者，打印机。通常，它们使用热塑性基材料的线轴，该线轴通过喷嘴加热和挤出以生产印刷零件。一些基于树脂的平台也有桌面版本，使用紫外激光或紫外DLP投影仪来硬化其液体材料。桌面打印机起源于业余爱好者平台，其尺寸通常适合办公空间 - 因此得名。尽管在过去几年中取得了重大进展，但桌面打印机在使用过程中通常需要进行重大故障排除和调整。

工业或商用3D打印机专为在车间环境中进行更可靠的生产而设计。它们还可能具有消费者难以承受的要求，例如个人防护，通风，压缩空气通道，氮气产生，氩气和用于后处理的额外设备。在桌面打印机适合办公室办公的地方，工业打印机通常需要专门的员工和工作区。与桌面打印机相比，工业打印机的输出可以高出几个数量级，具有更大的构建区域，更好的环境控制和更复杂的增材制造方法。另一个关键区别是商用增材制造机器的可靠性，它们具有显着更高的正常运行时间，可以始终如一地交付零件而不会出现意外故障。工业3D打印机的价格从数万美元到数十万美元不等，具体取决于平台的类型。

3D 打印与 CNC 加工

3D打印与CNC加工的不同之处在于，它将较小的库存（例如长丝，粉末或树脂）融合在一起，以根据3D数据的解释形成形状。CNC加工使用较大的材料库存，以及立铣刀和钻头等切削刀具，以将材料减少到最终形状。3D打印通常是一个从头到尾的不间断过程，这意味着一旦操作员按下GO，他们就不会在打印过程完成之前进行干预。CNC加工可以在铣削过程中由操作员暂停和调整。

CNC工作流程需要离散操作或"操作"，其中运行加工周期以移除刀具可以访问的材料，然后通常将零件移动到不同的方向并执行另一个操作。操作的每次设置都会增加零件的成本，并且对于小批量的更复杂的零件，价格可能会变得相对昂贵。通过3D打印，整个零件可以一次完成，只需最少的后处理，无需定制夹具 - 对于小批量来说更具成本效益。
3D打印的复杂性可以被视为与它为CNC加工增加的费用相悖的悖论。相反，与3D打印相比，笨重的物品对于机器来说相对便宜，特别是对于金属，因为3D打印机必须做更多的工作来将材料融合在一起。就像CNC加工需要设计规则一样，3D打印也不是设计的作弊代码，它只是具有不同的优势，对于轻量化，基于应用程序的制造来说非常强大。

3D 打印与注塑成型

3D打印与注塑成型是许多工程师考虑的选择。注塑成型通常需要CNC加工的模具芯和型腔才能在注塑模具压力机中运行。将机加工的板压在一起，并将熔融的塑料注入密封腔中以冷却成零件的形状。冷却后，模具的两半打开，零件被弹出，使工具准备好重复该过程。注塑成型的主要费用是所需的前期工具。它不仅需要大量的财务投资，而且通常需要数周到数月才能生产出用于生产运行的工具。
由于3D打印可以直接从数字文件制作零件而无需工具，因此这是一种可行的方法，可以在没有大量投资的情况下大量制造零件。在注塑成型成为更可行的选择之前，3D打印通常在250到2，000个零件之间具有盈亏平衡。通过更精益的库存方法，如即时（JIT），3D打印可以替代现有需求有限的模制组件。

3D打印可用于构建模具，或用于原型和桥梁工具的模具嵌件。虽然通常不那么坚固，但3D打印模具通常可以承受足够的周期来验证其最终材料中的成型项目。3D打印注塑模具仍然需要成型平台，并且通常最适合成型业务用作快速验证或桥梁工具的形式。
立体光刻（SLA）等3D打印工艺通常用于适合性检查验证，然后再转向更昂贵的工具。这是为了降低转向最终生产工具的风险，需要数千到数万美元的投资，并且发现在工具生产后需要更改修订。除了小批量生产的替代品外，3D打印也是确保成型项目成功的关键一步。
与更成熟的注塑模具工艺相比，3D打印零件将具有不同的表面光洁度和材料性能。大多数需要外观光滑表面处理或特定材料等级的项目都需要替代品和权衡。像Carbon DLS这样的新型3D打印工艺正在弥合类似模具的表面光洁度和最终用途特性之间的差距，但可用于注塑成型的选择要强大得多。

3D CAD 模型

首选文件类型
大多数3D打印服务，如Xometry，接受主要的文件格式。这包括：

• STEP （.step， .stp）
• Solidworks （sldprt）
• 网眼 （.stl）
• 阳伞 （.x_t， .x_b）
• Autodesk Inventor （.ipt）
• Dassault Systems （.3dxml， .catpart）
• PTC Creo， Siemens （.prt）
• 美国公民自由信息系统 （.sat）

STEP 是首选的 CAD 文件格式。像STEP这样的伞式格式被大多数CAD和CAM平台普遍接受。Parasolids固有地保存单位信息和其他属性，这些属性与STL和OBJ等网格格式相比，对尺寸和比例进行了猜测。从Solidworks等软件进行本机导出对于可能查看参数化特征树以解决可能影响打印的模型问题的服务也很有帮助。

STL 和网格导出
在传输到3D打印机之前，构建设置软件将需要一个网格文件，如STL或OBJ.STL文件可以直接上传或将从阳伞CAD文件转换而来。STL 文件无法反转回参数化 CAD。STL 文件将网格表面数据保存为一系列三角形，因此在管理文件大小时，以适合 3D 打印过程的分辨率生成文件非常重要。下表提供了大多数 STL 导出的最佳做法。

网格导出会由于曲面的三角形曲面细分而丢失特征细节。这也使得在不重新制作模型的情况下将STL反转为Parasolid变得困难或不可能。

STL 文件不包含除外部网格几何体之外的任何单位或其他零件信息。由于大多数3D打印机以毫米（mm）解释文件，因此导出的文件以毫米为单位非常重要。否则，上传的文件可能会被解释为不同的物理大小。例如，如果将 1" 零件以英寸为单位导出到 STL，则 STL 会说长度为 1。当上传到3D打印机时，它将记录1毫米 - 比它应该小25.4倍！

在 SolidWorks 中导出 STL 需要切换偏差和角度选项。为获得最佳效果，请选择"自定义"，然后将每个条形向右移动约 80%。

每个3D打印过程都有自己的尺寸限制。下图快速显示了每个平台可以打印的尺寸。重要的是要注意，对于大多数工艺，由于所需的时间和层数增加，构建到最大尺寸可能会增加零件和构建的风险。一个好的经验法则是，适合1/6构建区域的零件更适合重复生产。

大多数工艺可以生产9英寸以下的零件。平台尺寸可能成为较大零件的限制。

降低 3D 打印成本

物理特性，选择的材料和机器平台都对3D打印零件的价格起着重要作用。许多3D打印服务机构提供即时定价，但对主要成本驱动因素可能并不透明。下面的列表提供了3D打印价格驱动因素的调查级解释。这些技巧可用于降低3D打印的成本。

1. 该平台，或所使用的3D打印机，通常是零件的最高成本驱动因素。特别是在商业增材制造中，机器的管理费用率包括拥有成本。由于许多工业平台可能花费数十万美元，因此FDM平台的费率可能在100元/小时之间，而某些金属3D打印平台的费率可能超过800元/小时。这个小时费率可以在零件之间共享，这降低了单位成本，并且是使用SLS和HP MJF等激光粉末床系统进行批量生产的主要优势之一。
   对于台式3D打印机，拥有成本可能相对较低 - 数万元 - 使开销率保持在低
   地低。这通常以牺牲容量、可靠性和质量可重复性为代价。
   
2. 零件几何形状是第二大成本驱动因素。所用材料的体积以及构建高度（Z高度）会显著增加成本。Z-height对于构建来说不如每层的体积或面积那么直观，因为在机器平台上，每层或每几层都可能发生机械操作。例如，许多进程都有打印头清洁操作，该操作在层移动之间定期运行。虽然这可能只需要10-30秒，但在较大的Z高度上，这可能会成为额外的20-30%构建时间。许多系统还需要机械运动，通常每层增加7-15秒。虽然这似乎并不太多，但它会显着聚合。如果一个零件高6英寸，并且以0.005英寸（120微米）的层运行，那么该构建中将有超过1，200层。如果每个图层更改平均为 10 秒，则这些操作将消耗超过 3 小时的构建时间。
   
3. 所选材料是第三大成本驱动因素。ABS，ASA和尼龙等商品材料由于其价格和运行平台而通常是最便宜的选择。然而，由于材料价格以及更专业的处理要求，像Ultem或金属这样的优质材料有时会给零件成本增加一个数量级。

了解支持材料

支撑结构是3D打印所独有的。它与零件一起生成，以充当悬垂特征的牺牲基础。在许多3D打印过程中，支撑结构与零件主体的材料相同。一些工艺具有二次材料，这些材料有时是可溶的，或者在打印后更容易从零件中去除。

如果没有支撑结构，悬垂特征将无法解决或具有重大的装饰问题。支撑结构作为水平构建床的锚点也起着宝贵的作用。由于它在打印期间和打印后保持，因此支撑材料可以使3D打印部件减压，同时保持其预期的形状。

晶格状支撑结构对于大多数3D打印过程至关重要，可以在完成打印后移除。

一些粉末床塑料工艺，如选择性激光烧结，不需要支撑结构。相反，零件以加热，接近熔化的状态悬挂在自己的构建材料中，以防止变形。

3D 打印服务与所有权

跳到前面：为什么不两者兼而有之？增材制造服务机构为您提供种类繁多的工业制造流程、大量材料和管理供应链 - 只需按一下按钮和易于使用的界面即可完成所有操作。话虽如此，在产品开发中，很多时候即使等待几天也会导致产品开发出现严重延迟。个人桌面3D打印机通常可以在数小时内生成零件。

个人3D打印机已成为许多工程团队必不可少的物品，因为它们提供了一种"足够好"的方法，可以快速迭代设计，夹具，夹具或其他开发辅助工具。桌面平台通常从低至数千美元不等，仍然比商用机器便宜得多。由于入门价格明显较低，并且随着软件和硬件的改善，可靠性也有所提高，因此在办公室或车间安装一台或两台机器通常是有意义的。打印机的所有权也可以成为工程师学习增材制造设计的宝贵培训工具。

所有权和服务相辅相成。如果内部机器允许快速验证，它们可能并不总是提供项目所需的最佳材料，性能，构建尺寸或容量。作为一般规则，如果内部机器在项目中占用超过48小时，则可能值得使用服务局。此外，服务机构可以访问具有更大构建区域的多个平台，这些平台可以在几天内轻松生产零件，而个人打印机可能需要数周才能完成。

内部打印机越复杂，就越有可能必须专门配备员工和特殊工作区来运行机器。这可能包括增加劳动力，安全和个人防护设备，危险材料处理和适当的通风。了解平台的需求，后处理和环境要求是决定拥有哪种3D打印机的重要决定。使用3D打印服务可以帮助用户确定哪种工艺最适合内部要求。