3D打印机器的核心逻辑可以概括为“数字模型→分层切片→逐层叠加→实体成型”四步循环,本质上是把三维物体降维成二维路径,再用材料把二维路径重新“长”回三维。
数字模型
先在CAD软件里做出一个封闭、水密的立体模型,输出 STL 或 3MF 文件。这个模型是理想状态的“终点”,打印机的任务就是把它物理复现。
分层切片
切片软件把模型沿 Z 轴切成 0.05-0.3 mm 厚的薄片,每一层生成一条或多条二维路径(G-code)。指令里包含了喷头/激光/刮刀的移动轨迹、温度、速度、材料流量等参数——这一步相当于把“雕塑”拆成一本“动画胶片”。
逐层叠加
打印机读取 G-code,重复以下动作:
运动系统按路径在平面上移动;
能量源(加热喷头、激光、紫外光等)按配方熔化、烧结或固化材料;
平台下降(或喷头上升)一个层厚,腾出空间给下一层。
每完成一层,就自动“刷新”下一帧,直到堆叠成完整的三维实体。
实体成型
打印结束后去除支撑、固化、烧结或上色,得到与数字模型几乎一致的功能件或外观件。整个过程把复杂的三维形状拆解成可批量复制的二维操作,既降低了制造门槛,也释放了设计自由度。