В сравнение с процеса на производство на еквивалентни материали и производствения процес с изваждане, 3D печатът има много предимства и много статии са извършили подробен анализ и разработка. Авторът вярва, че в сравнение с традиционните производствени процеси, 3D печат има следните три основни предимства:
1. Дизайнерското пространство е неограничено. За артикули със сложни геометрични структури (като артикули с много сложни топологични структури или кухини структури вътре), традиционните производствени процеси не могат да бъдат обработени и елементите трябва да бъдат разложени и обработени отделно и след това сглобени. 3D принтирането разлага обектите на 2D области слой по слой, така че няма проблем при обработката на произволно сложни обекти, а точността на обработка зависи само от най-малките материални частици, които принтерът може да изведе. Това е най-голямото предимство, което 3D печатът ни носи, позволявайки на дизайнерите да проектират произволно сложни геометрични форми с неограничено пространство за дизайн. Именно това предимство ни дава голям брой проблеми, които трябва да бъдат решени при геометричното проектиране и оптимизация, които ще бъдат подробно описани по-късно.
2. Производство с нулево умение. Традиционното производствено оборудване е огромно и скъпо и изисква високи умения за работа. 3D принтерите (като FDM 3D принтерите) са малки и евтини, а някои вече са влезли в дома, които са лесни и удобни за използване; в сравнение със скъпите форми, 3D принтирането изисква само цифров файл за оформяне. Следователно, чрез 3D печат, персонализираният дизайн и персонализиране на продуктите могат лесно да бъдат реализирани, което значително съкращава времето за разработка на продуктите. Това предимство ни даде немеханични изследователи, които също могат да провеждат свързани изследвания върху геометрия, структура, материали и т.н., което значително задълбочава и разширява свързаните изследователски въпроси в производството.
3. Неограничени комбинации от материали. Многоструйният 3D принтер може да отпечатва множество материали в комбинация. Чрез подреждането и комбинацията от материали, отпечатаните елементи имат различни физични и механични свойства от един материал. Следователно, чрез комбинацията от различни материали, могат да бъдат произведени "нови материали" с различни свойства. Това предимство ни предоставя използването на контролиране на разпределението на материалите, за да контролираме физическите, механичните и структурните характеристики на изделието, така че да произвеждаме разнообразие от артикули и да увеличаваме гъвкавостта на продукта.
Накратко, трите най-ценени предимства на технологията за 3D печат са ускоряване на процеса на разработване на продукта, предоставяне на персонализирани и персонализирани продукти и увеличаване на гъвкавостта на производството. От гледна точка на процеса на формоване, 3D печатът проби традиционния метод на формоване. Не е необходимо да се правят калъпи и механична обработка предварително. Чрез комбинацията от хардуерни системи за бързо автоматично създаване на прототипи и CAD софтуерни модели могат да се произвеждат различни продукти със сложни форми, което прави дизайна на продукта и производствения цикъл значително скъсен, а производствените разходи са значително намалени.
Разбира се, като млад процес на формоване, 3D печата все още има много недостатъци, като бавно време на формоване, ниска прецизност, малко видове материали и невъзможност за масово производство. На този етап реалното използване на 3D печата все още принадлежи към категорията на бързото прототипиране, което е да осигури на предприятията производството на прототипи на продукти преди производството на официални продукти, което също се нарича прототип в индустрията. Следователно процесът на формоване на 3D печат в момента съществува като допълнителен начин към традиционния производствен процес и ще отнеме време, за да се превърне в основна производствена технология. Трябва обаче да вярваме, че човешкият стремеж към технологиите е неограничен. С непрекъснатия напредък в изследванията и развитието на оборудване за 3D печат и печатни материали, технологията за 3D печат ще се използва все по-широко.
От друга гледна точка, технологията за 3D печат позволи производството от фабрики до семейства, създавайки голям брой индивидуални дизайнери (т.е. производители) и вдъхновявайки неограничени творчески възможности за дизайн.
Технологията за 3D печат се появи в края на 80-те и началото на 90-те години на миналия век (известна още като технология за бързо прототипиране) и не са минали по-малко от 30 години. Принципът е много прост: вземете файл с 3D цифров модел като вход, използвайте прахообразен метал или пластмаса и други залепващи материали, за да конструирате обект чрез отпечатване слой по слой.
Визуално казано, обикновените принтери извеждат 2D изображения или графични цифрови файлове на хартия чрез мастило; 3D принтерите извеждат реални суровини (като метали, керамика, пластмаса, пясък и др.) като тънък слой (физически Горната част има определена дебелина), след което се повтаря слой по слой и накрая се превръща във физически обект в пространството. Следователно, когато 3D печат извежда определен слой, процесът е подобен на мастиленоструйния печат. Това е като да построиш къща, която се натрупва от тухли, докато 3D отпечатаните обекти се натрупват от суровини един по един.
Тъй като 3D печата се прави чрез подреждане на материали слой по слой, той се нарича още адитивен производствен процес. 3D принтирането не е мистерия. В сравнение с хилядолетния еквивалентен производствен процес на материали и вековния процес на субтрактивно производство, 3D печатът е просто нов производствен процес с история от по-малко от 30 години.