增材制造（AM）是一个专业且复杂的制造领域。增材制造业的发展对家具行业的生产过程产生了巨大影响。
3D打印为创意提供了几乎无限的可能性。就技术而言，它与传统的减法生产完全不同，并在设计上提供了很多优势。
3D打印的可能用途是：实现快速原型、单件生产、完整的产品制造、人体工程学的教育和测试。
因此，3D打印会影响整个生产阶段，包括从最初的基础模型到最终的成品阶段。为了能够使用增材制造技术，必须要有不同的思维方式，同时还要确定使用可用技术和材料的目的，以实现增材制造的全部好处。
3D打印使世界各地的消费者能够将数字数据转化为实物产品，反之亦然，从而促进创新。这允许用户在开发新产品的过程中取得进展，人们可以使用数字工具，如3D扫描仪和3D打印机，来收集和/或生成数据，并最终在市场上创建和提供一系列新产品。
3D打印的一大特点是，它可以让任何手工技能较低的人生产出要求很高、很复杂的产品（就像工匠曾经做过的那样），这使得这种家具或家具部件变得独一无二。
增材制造的分类
增材制造可分为两类：一种是基于打印所需材料的，另一种则是基于打印技术的。最为人所知的有选择性激光烧结成形（SLS）；选择性激光熔化(SLM)；电子束熔化成型(EBM)——使用粉末材料进行印刷；立体光刻技术（SLA）——采用由低聚物、单体和在紫外线或可见光下会发生交联反应的光引发剂配制的光敏聚合物作为原料；层压物体制造快速成型技术（LOM）——由于所需材料的数量和去除残余材料难度高而不太常用；喷墨（INKJET）；激光工程净成形(LENS)；以及熔融沉积建模(FDM)。
这其中的多项技术应用范围非常广泛，但对于家具的生产和产品开发，FDM是最常用的，因为它可以将木材与聚合物连接。
FDM技术方法使用的是热塑性聚合物，因为它们能够与粘土、金属、木材等兼容。这种技术利用热量作为能源，并具有许多优点，包括可使用便宜的打印机、能够同时使用多种材料进行打印等。
选择性激光烧结成形（SLS）使用粉末，具有高精度、强度、刚度和高密度的特点，也可用于家具生产。
增材制造使用的材料
创新和进步包括新材料在技术和应用方面的创新。增材制造印刷材料有不同的呈现形式，如粉末状、丝状（也被称为3D打印线材）、团粒状、颗粒状、树脂状等。
材料的选择取决于它的应用范围和属性。市场上有各种材料，如聚合物、金属基材料、木材基材料、陶瓷、混凝土等。
其中一些聚合物是聚乳酸、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）、聚醋酸乙烯酯（PVA）、聚碳酸酯（PC）、尼龙和聚苯乙烯。
不同材料的使用频率取决于用户的要求和目的。聚醋酸乙烯酯，也称作聚乙酸乙烯酯，简称PVA，是一种广泛使用的塑料丝状材料，它可生物降解，适用于所有 FDM 打印机。
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）是目前市场上可用于各种用途的最灵活的材料。它通常的使用形式是丝状的，适合被熔化和硬化，也有各种颜色可供选择。
当然，人们也有兴趣使用其他可持续且环保的材料。
在木业产生的废料中，木材残留物占很大的比例。它可用作进一步使用和回收的材料，也可被打造成用于3D打印的丝状木材（木质线材），这样的用途不仅仅是出于环保等生态方面的原因而循环使用木材残留物。
从设计师或客户的角度来看，使用这样的丝状木材进行3D打印出来的产品应该从视觉上感觉像真实的木材，而打印出来的模型是否是真正的木材不是那么重要。 然而，在木业中，回收木材废料的可能性比上述美学印象更重要。
增材制造将是处理木材废料和木块的最积极的方法之一，这些木质废料原本往往是运往火力发电厂以做最终处理。
大量研究表明，木质纤维素填料正日益取代合成纤维，它的机械性能，如低密度、良好的隔热性、低成本和可用性正在受到重视。
纤维素不会引起过敏，能够承受3D打印所需的175-250摄氏度的高温处理。这种印刷元件具有进一步加工、雕刻、打磨、绘画等的可能性。
通过利用木材废料，丝状有机成分能够得到应用并进一步增强环保效益。增加这一用途，除了是基于木材废料本身是一种广泛可得的可再生材料外，重新利用和回收利用废弃物还可以使其得到新的用途，从而获得价值，在世界气候危机的背景下，这是极其重要的。
木质线材是由木屑、粉末或颗粒与聚合物混合，然后将材料挤出而制成的。木材颗粒必须具有一定的细度和质地，才能混合到聚合物中。挤压沉积和聚合物粘合是使用木质材料的分层技术。
木材废料——用于3D打印制造的木屑——其可持续性早些时候已经得到证实，粉末的细度可以提高模型的表面质量。增加木屑含量会降低硬度和尺寸精度。
与合成聚合物相比，由于木材的密度较低，木质线材中的木材颗粒降低了印刷部件的密度。
不添加木材的印刷零件的表面更光滑，没有洞孔。木颗粒的增加会加大印刷元件的粗糙度。
尽管如此，研究结果表明，木材可以用作3D打印材料的一种成分。少量的木尘可以使丝状结构增强10%。但同时，随着木尘含量的增加，抗拉强度降低。
在层与层之间，由于收缩/膨胀可能产生某些应力，例如熔融聚合物冷却时和产品弯曲时产生的应力。
用于3D打印家具的连接件被证明是有广泛应用前景的，这将降低制造小批量结构复杂的家具元件的成本。
关于挤压式木混凝土的生产研究也显示出积极的结果，其成分为石灰石、水泥和未经处理的针叶树木屑。
考虑到3D打印是一项相对而言较新的技术，生产合适的木质线材还需要做大量的研究，其重点关注问题包括使用的木材类型、颗粒大小和天然聚合物的类型等。
在家具的生产中引入3D打印
企业是否会选择采用新技术取决于生产部门的需求和优先事项。实际上，引入3D打印有利有弊。
对于中小型企业而言，其利益、挑战以及业务因素会对增材制造的采纳具有重要的影响作用。通常生产部门认为技术和成本是最重要的实施因素，而市场营销和开发部门则认为未来市场定位是优先考虑的，其次是对环境的影响。
所有生产中使用增材制造的关键因素包括：使用目的，公司规模，使用时间，材料类型和为了从传统生产技术做转变。
增材制造必须与市场和生产需求相互联系。引入该技术的因素具备的主要特点是：这项技术适应性强，能够通过设计增加功能，并创造了少量生产的可能性。
反对使用该技术的原因是，尽管使用的材料属于回收材料已经廉价，但是大型印刷机的价格很高，而且使用这项技术时工作进程很慢，例如制造一个座位的靠背就要花费24个小时。
上述情况与竞争力的提高有关。产品可以通过增加新的特性与设计细节被快速改进。
每一个让产品变得可识别的因素，以及增加更有趣的美学补充因素，都会让客户对产品更有兴趣，提高产品的价值。大多数情况下，具备这些特性的家具零件在市场上是很罕见的，因为其设计元素是特殊的、与众不同的。
在生产过程中3D打印技术能够发挥作用的方面有：全尺寸原型设计和大规模印刷家具；家具的印刷元件打造；更换家具部件；人体工程学测试；印刷家具连接件、逆向工程和快速原型设计。
采用3D打印技术制造创新的元件非常适合，因为这样的元件既具有美学价值，又具备新的功能，能够充实产品。
这些元件可互换、还可通过不同的材料打印而出，只要其具备可被3D打印出来的可能性，在自己的家里就可以完成创造。
这降低了订购和交货时间的成本，并提供了产品个性化的可能性。想要收到独一无二产品的用户是运用3D打印技术创造这类创新元件的最常见目标群体。
将使用现有材料和传统生产方法制造的家具连接件与熔融沉积建模(FDM)方法制成的连接件进行比较，然后发现以废料材料为原料再通过FDM方法印刷制成的元件是功能齐全且质量合适的。
这种通过3D打印机生产丝状物的过程能够让原本通常被大量丢弃的生产残留物被重复使用和回收。
在传统（常规）生产中，一些产品和元件已经成为过去，因为技术过时或者不符合新趋势等原因，它们不再被生产出来。
3D打印是可逆工程的一部分。这项技术的应用实例是家具元件的修复。它包括元件的三维扫描、模型的数字化以及支持3D打印格式的CAD项目的文档创建。
使用这种制造方法的优势在于，能够印刷特定零件，也允许生产单件，而且这样还不会对剩余生产环节的经济方面造成影响。
虚拟家具设计是推动增材制造发展起来的另一项活动，它包括用于建筑和室内设计的家具三维建模。这让客户在购买家具时，在选择的过程中能够进行有益的互动参与。
由于3D打印机的商业化，许多较小的制造商决定根据其财务状况和空间可能性来实施它。
信息科学的进步使他们能够使用数据云中的服务，这解决了几个局限性，包括缺乏专业人员和个性化单件生产的实施问题。
这是很有利的，因为3D打印是一种偶尔需要原型或零件制造服务的生产方式。如此一来规模较小的制造商能够避免因实施新技术而支付培训工人的成本。
云服务能够连接三种类型的用户：制造商、设计师和消费者。这样能够或多或少起到日常生产流程不被干扰的作用。
增材制造实施的优点和缺点分析
市场上对快速原型、新设计元素和创新家具的需求正在迅速增长，竞争也越来越激烈。
近年来，设计已成为一项广泛的活动，每天在世界各地有许多新的设计方案被提出。为了提升竞争力，有必要迅速采取应对措施在市场上推出新设计的产品，并比竞争对手更快。
这其中包括原型制作、测试、精加工和市场展示环节。而这也正是3D打印可发挥作用的地方。通过3D打印零件、装配件和构件，有助于实现这一目标。
3D打印技术方法可以创建非常复杂的形状，而且能够确保其高精度，并且从最大程度上节约材料的使用量。这种方法的另一个优点是，可以基于准备好的3D模型和打印数据实现在需要的时候完成轻松、快速的修改工作。
使用快速原型来设计新的方案和产品现在变得更加简单。在短时间内，可以根据要求在基本3D模型上更改尺寸、材料等，然后在必要时打印出新的样品。通过快速原型制作，更容易把控人体工程学、尺寸、产品稳定性、易用性和其他原本难以通过屏幕评估的特征。
这种制造方式可以在设计方面表达自由，在减少特殊工具的需求和生产成本的同时，又能够生产个别特殊形状的零件和组件。
这种创意型制造业及其开发出来的创意型家具的优势包括缩短产品投放到市场的时间、降低制造业本身主要存在的局限性、以及对受过更多教育培训的员工需求量降低，同时增加了设计表达的自由度。
为了增加3D打印技术的应用范围，可开发3D打印机，这能够降低打印成本，并确保市场上可获得的硬件变得更好、更便宜，同时做好材料的开发包括改进印刷模型和材料本身的性能，增加使用更多颜色及其组合的可能性，提供更多可用的材料与丝状材料，甚至让不同材料的组合成为可能。
此外，增加教育和培训，这意味着让更多人接受从初等到高等的教育，同时，在普通学校或额外的终生学习课程培训中增加关于3D打印的技术内容，这是该技术的发展目标，可以起到被广泛使用的作用。
增材制造的应用潜力
在克罗地亚，木材工业和家具生产跟不上新技术的发展步伐。可以说，当前在该国增材制造的实施仍在缓慢推进，但仍有发展的可能。
实木家具工厂是否会实施3D技术取决于工厂的主要兴趣、他们在全球市场上的地位以及他们的技术能力。
对快速原型和新设计方案的需求源于想用新奇事物征服市场的愿望。只有少数这样的工厂成为了良好的示范或做出了好的成果。
这是因为他们面临了一些其他障碍包括采购与现有机器兼容的新技术和软件。对一些工厂来说，这意味着生产的彻底重建和更新，以及需要设计新的生产工艺。
而在家具的设计和制造中之所以无法更大程度地使用3D打印，其实还面临一大问题-缺乏3D建模知识，这是3D打印技术的基础。不过，这方面正在取得进展。
作为萨格勒布大学林业和木材技术学院学习项目的一部分，学生们需要学习制作家具或其部件的模型。通过这个学习项目，促进学生们在产品开发和创新中学会使用3D打印，并能够在研究项目中通过这项技术为设备制造零件。
因此，3D打印目前仅用于原型设计和产品开发，而不用于大系列和大型家具。
随着材料使用方向转向生态材料，木制家具成为克罗地亚国内市场的一种趋势，购买木制家具时的生态意识仍在逐步提高。
目前，那些已经“瞄准”外国市场的公司可能会从3D打印技术中受益最大。
快速成型还包括大多数生产商都能负担得起的简单制造的技术过程（例如小型打印机和快速成型机器），这将极大地支持企业生产或营销的开发过程。
它能够实现更快的工作流程、降低用于生产测试原型元件的原材料成本、以及仅使用技术（即不干扰常规生产流程，工人将继续在生产中的正常岗位上工作），这些积极因素肯定会产生效果。
如今，增材制造可以加快生产（在快速原型设计、制造单件独特的家具、打造机器设备的备用零件等方面），降低设计过程的成本，同时提高产品质量。
总体来说，3D打印技术的缺点数量远小于优点。有了这样的制造技术，增加了制造出小批量、更便宜的产品、复杂的几何形状和仿生结构的可能性。它提高了设计表达的自由度，能够通过设计实现任何形状或家具零件的制作，同时还能够为各种客户创作出个性化产品。
增材制造可以优化产品性能。3D打印技术还增加了家具生产可实施的领域范围，包括从制作快速原型到最终的功能产品或家具零件制造。
此外，增材制造中应用材料的加速开发、技术的改进和硬件成本的降低，使其在设计过程和家具制造中得到了更广泛的应用。
值得一提的是，在3D打印的过程中使用天然聚合物可以实现绿色生产和回收利用，并且为产品带来了新的附加值，同时增加了产品开发的多种可能性。
