3D打印其實並不神秘，也不是一項嶄新的技術，其實3D打印早已在工業應用的領域默默奉獻了近三十年。總的來說（shuō），物體（tǐ）成型的方式主要有以下四類：減材成型、受壓（yā）成型、增材成型、生長（zhǎng）成型。

 

　　減（jiǎn）材成型：主要是運用分離技術把多餘部分（fèn）的材料（liào）有序地從基體上剔除（chú）出去，如傳（chuán）統的車、銑、磨、鑽、刨、電火花和激光切（qiē）割都（dōu）屬於減材成型。

　　受壓成型：主要利用材料的可塑性在特（tè）定的外力下成型，傳統的鍛壓（yā）、鑄造、粉（fěn）末冶金等技術都（dōu）屬於受壓成型（xíng）。受壓（yā）成型多用於毛坯階段的模型製作，但也有直（zhí）接用於工件成型的例子，如精密鑄造、精密鍛造等淨成型均屬（shǔ）於受壓成型。

　　增材成型：又稱（chēng）堆（duī）積成型，主要利（lì）用機械、物理（lǐ）、化學等方法通過有序地添加材料而堆積成型的方法。

　　生長成型：指利用材料的（de）活性進（jìn）行成型的（de）方法，自然界中（zhōng）的生物個體發育屬於生長成型。隨著活性材料（liào）、仿生學、生物化學（xué）和生命科學的發展，生長成型技術將得到長足（zú）的發（fā）展。

 

　　3D打印（yìn）技術從狹義上來（lái）說主要是指增材成型技術，從（cóng）成型（xíng）工（gōng）藝上看3D打印技（jì）術突破（pò）了傳統成（chéng）型方法通過快（kuài）速自動成（chéng）型係統與（yǔ）計算機數據模型結合，無需任何附加的傳統模具製造和機械加工就能（néng）夠製造出各種形狀複雜的原型，這使得產品的設計生產周期大大縮短（duǎn），生產成本（běn）大幅下降。

　　

　　當今主流的3D打（dǎ）印（yìn）技術（shù）及匹配材料：

　　

　　擠壓成型：

 

　　一、熔融沉積成型工藝（FDM）

 

　　熔融沉積成型（xíng）工藝（Fused Deposition Modeling，FDM）是繼LOM工藝和SLA工藝之後發（fā）展起來的一種3D打印技術。該技術（shù）由Scott Crump於1988年發明，隨後Scott Crump創立了Stratasys公司。1992年，Stratasys公司推出了世界上第一台基於FDM技（jì）術的（de）3D打印機——“3D造（zào）型者（3D Modeler）”，這也標誌著FDM技術步入商用階段。

　　國內的清華大學、北京大學、北京殷華公司、中科院廣（guǎng）州電子技術（shù）有限公司都是較早引進FDM技術並進行研究（jiū）的科研單位（wèi）。FDM工藝無需激光係統的支持，所用的（de）成型材料也相對低廉，總體性價比高，這也是眾（zhòng）多開源桌麵3D打印機主（zhǔ）要采（cǎi）用的技（jì）術方案。

　　熔融沉積有時候又被稱為熔絲沉積，它將絲狀的熱熔性材料進行加熱融化，通過帶有（yǒu）微細噴嘴的擠出機把材料擠出來。噴頭（tóu）可以（yǐ）沿X軸的方向進行移動，工作台（tái）則（zé）沿Y軸和Z軸方向移動（當然不同（tóng）的設備（bèi）其機械結構的設計也許不一樣），熔融的絲材（cái）被擠（jǐ）出後隨即會和前一層材料粘合在一起。一層材料沉（chén）積後工作台將按預定（dìng）的增量（liàng）下降一個（gè）厚度，然後重複（fù）以上的步驟直到工件完全成型。下麵（miàn）我們一起（qǐ）來看看FDM的詳細技術原（yuán）理（lǐ）：

　　

　　FDM詳（xiáng）細技術原理

 

　　熱熔性絲材（通常為ABS或PLA材料）先被纏繞（rào）在供料輥（gǔn）上，由步進（jìn）電機驅動輥子（zǐ）旋轉，絲材在主動輥與從動輥的摩擦力作用下向擠出機噴頭（tóu）送出。在供料輥和噴頭（tóu）之（zhī）間有一導向套，導向套采用低摩擦力材料（liào）製（zhì）成以便絲材能夠順利準確地由供料輥（gǔn）送到噴頭的內腔。

　　噴頭的（de）上方有電（diàn）阻絲式加熱器，在加熱器的（de）作用下絲材被加（jiā）熱到熔融狀態，然後通過擠出（chū）機把材料擠壓到工作台上，材料冷卻後便形形成了工件（jiàn）的截麵輪廓。

　　采用FDM工藝製作具有懸空結構的工件（jiàn）原型時需要有支（zhī）撐結（jié）構的支持，為了節省材料成本和（hé）提高成型的效率，新型的FDM設備會采（cǎi）用了（le）雙噴頭的設計，一個噴頭負責擠出成（chéng）型材料，另外一個噴（pēn）頭負（fù）責擠出支（zhī）撐材料。

　　一般來說，用於成型的材料（liào）絲相對更精細一些，而且價格較高（gāo），沉積效率也較低。用於製作支撐材料的絲材會（huì）相對較粗一些，而且成本較低，但沉（chén）積（jī）效率會更高些。支撐（chēng）材料（liào）一般會選用水溶性材料或比成型材料熔點低的材料，這樣（yàng）在後期處（chù）理時通過物理或化學的方式就能很方便地（dì）把支撐結構去除幹淨（jìng）。

 

　　適用材料：熱塑性塑料，共晶（jīng）係統金屬、可食（shí）用材料

 

　　線狀（zhuàng）成型：

 

　　一、電子束自由成形製造（EBF）

 

　　電子束自由成形Electron beam freeform fabrication（EBF）是一種采用電子束作為熱源，利用離軸金屬絲建造零件（jiàn）的工（gōng）藝（yì）。采用（yòng）該增材製造工藝製造（zào）的近淨成形零件（jiàn）需要通過減材工藝進行後續的精加工（gōng）。

　　其原理為在真空（kōng）環境中，高能量密度的電子束（shù）轟擊金屬表麵形成熔池，金屬絲材（cái）通過送絲裝置送入熔（róng）池並熔化，同（tóng）時熔池按照預先規劃的路徑運動，金（jīn）屬材料逐層凝（níng）固（gù）堆積，形成致密的（de）冶金結合，直至製造出金屬零件或毛坯。

　　該工藝最（zuì）初為美國NASA 蘭利研（yán）究中心開發（fā），其合同商 Sciaky 是當前該（gāi）工藝開發方麵的最領先公司，目（mù）前已經加入DARPA“創新金屬加（jiā）工（gōng） - 直接數字化沉積（CIMP-3D）”中心的研（yán）究。該工藝的研究主要用於航空航（háng）天領域。

　　

　　EBF詳細（xì）技術原理

　　EBF工（gōng）藝可替代鍛（duàn）造技術，大幅降低成（chéng）本和縮（suō）短交付周（zhōu）期。它不僅能用於低成（chéng）本製造和飛（fēi）機結構件設計，也（yě）為宇航（háng）員在國際空（kōng）間站或月球或火星表麵加工備用結構件和新（xīn）型工具提供了（le）一種便捷的途徑。

　　EBF技術可以直接（jiē）成形（xíng）鋁、鎳、鈦、或不鏽鋼等金屬材料，而且可將兩種材料混合在一（yī）起（qǐ），也可將一種材料嵌入另一種，例如可將一（yī）部分光纖玻璃嵌入鋁製件中（zhōng），從而（ér）使傳（chuán）感器的區域安裝成為可能。EBF3 係統已經在 NASA 噴氣式飛機上進（jìn）行測試，並經（jīng）曆了短暫的失重狀態。

 

　　適用材料：幾乎任何合金

 

　　粒（lì）狀物料成型：

 

　　一、直接金屬激光燒結技術（DMLS）

 

　　通過使用高能量的激光（guāng）束再由3D模型數據（jù）控（kòng）製來局部熔化金屬基體（tǐ），同時燒結（jié）固化粉末金屬材料並自動地層層（céng）堆疊，以生成致密的幾何形狀的實體零件。這種零件製造工藝被稱為“直接金屬激光燒結技術（Direct Metal Laser-Sintering）”。

　　通過選用不同的燒結材料和調節（jiē）工藝參數（shù），可以生成性能差異變化很大的零（líng）件（jiàn），從具有（yǒu）多孔性的透氣鋼，到耐腐蝕的不（bú）鏽鋼再到組織致密的模具（jù）鋼。這種離散法製造技術甚至能夠直接製造出非常複雜的零件，避免了采用銑削（xuē）和放電加工，為設（shè）計提供了更大的自由度。

　　

DMLS詳細技（jì）術原理

　　早些年隻有相對軟的（de）材料適用這種技（jì）術，而隨著技術的不斷進步，適用領域也擴展到了塑料、金屬（shǔ）壓鑄和衝壓等各種量產模具。應用這項技術的優點不僅是周期短，而（ér）且使（shǐ）模具設計師能夠把心思集中在如何建構最（zuì）佳的幾何造型，而不用考慮加工的可（kě）行性上。結合CAD和CAE技術可以製造（zào）出任意冷卻水路（lù）的模具（jù）結構。

　　DMLS是金屬粉體成型，有（yǒu）同軸送粉和輥筒送粉兩類。同軸送粉的技術適合製造分層厚度在1mm以上物件，大型的金屬件，目前我國最大的工件居然是（shì）核（hé）電部件，在四川製造。一些（xiē）航空部件西工和北理工開始產業化了。輥筒送粉（fěn）的產品精細度高，適合（hé）製（zhì）造小型部件，因為（wéi）製造過程（chéng）部件很容易熱變形。製造空（kōng）間（jiān）超過電腦機箱大小都是很困（kùn）難的。以上幾類3D打印其實都是對應了材料的熱曲線，需要（yào）材料（liào）配合，以金（jīn）屬粉體（tǐ）為例，既涉及（jí）到粉（fěn）體粒徑形貌又涉及到粒徑搭配，還需要熱處理（lǐ）使得馬氏體和奧氏體之間結構轉化。

　　DMLS技術由德國EOS公司開發，與SLS和SLM技術原理（lǐ）非常類似（sì） 。EOS公司出品的EOSINT M 係列機型也非常類似3D Systems 公司的 sPro 係列機型。M係列能打印鋁，鈷鉻合金（jīn），鈦，鎳（niè）合金和鋼。

 

　　適用材料：幾乎任何合金

 

　　二、電子束熔（róng）化成型（EBM）

 

　　電子束選區熔化（Electron Beam Melting，EBM）技術是增材製造技術（shù）的主要方向之一。目前世界上僅有瑞典的Arcam AB公司可提供商業化設備。

　　其工作原理主要是（shì）利用金屬粉末在電子束轟擊下熔化的原理，先在鋪（pù）粉平麵上鋪展一層（céng）粉末並（bìng）壓實；然後，電（diàn）子束在計算機的控製下（xià）按照輪廓截麵信息進行有選擇的燒結，金屬粉末在電子束的轟擊下燒結在一起，並與下（xià）麵已成（chéng）型的部分粘（zhān）接（jiē），層層堆積，直至整個零件全部（bù）燒結完成；最後去除多餘粉（fěn）末便得到想要的零件。

　　

EBM詳細（xì）技術原理

　　EBM技術采用金屬粉末為原材料，其應用範圍相當廣泛，尤其在（zài）難熔、難加工材料方麵有突出（chū）用途，包括鈦合金、鈦基金屬間化合物、不鏽鋼、鈷鉻合金（jīn）、鎳合金等，其製品能實現高度複雜性並達到較高的力學（xué）性能。此技術可用於航空飛行器及發動機（jī）多聯葉片、機匣、散熱器、支座、吊耳等結構的製造。

 

　　適用材料：鈦合金

 

　　三、選擇性激（jī）光熔融（róng）技術（SLM）

 

　　SLM技術由德國夫琅和費學院於1995年與當時的F&S Stereolithographietechnik公司（sī）合作研（yán）發並申請獲得相關專利。2000年（nián）早期F&S與德國MCP HEK公司（後（hòu）來稱為MTT科技公司，又改為SLM Solutions公司）達成（chéng）商業合作。如今，SLM技術（shù）的創始人Dieter Schwarze博士在（zài）SLM Solutions公司，而Matthias Fockele博士則創立了Realizer公（gōng）司。

　　SLM技術是利用金（jīn）屬粉末在激光束的熱作用下完全（quán）熔（róng）化、經冷卻凝固（gù）而成型的一種技術。在高激光能量密度作用下，金屬粉末（mò）完全熔化，經散熱冷卻後可實現與固體金屬冶金焊合成型。SLM技術正是通過此過（guò）程，層層累積成（chéng）型出三維實體的快速成型技術。

　　

SLM詳（xiáng）細技術原理

　　3D Systems公司也出品了采用SLM技術的金屬（shǔ）3D打印機：sPro125和（hé）250。3D Systems 公司稱它們為直（zhí）接金屬選擇性激光熔融（Direct Metal SLM）。它們能生（shēng）產高（gāo）精度，高複雜度的金屬零件。打印層厚可達20微米，可打印的金（jīn）屬包括鈦，不鏽鋼，鈷鉻合金（jīn），工具鋼（gāng）等，所以能夠應用在航空領域（比如（rú）帶冷卻倉（cāng）的超高效散熱片的一體化打印），以及醫療保健領域（比如超複雜形狀的金（jīn）屬下顎）等等。

 

　　適用材料：鈦合金（jīn）、鈷鉻合金、不（bú）鏽（xiù）鋼、鋁

 

　　四、選擇性熱燒結成型技術（SHS）

 

　　Selective sintering（選擇性熱燒（shāo）結）技術始於3D印刷工場，這家創新的丹麥企業成立於2009年，旨在創造一種“辦公（gōng）室（shì）3d打印機”，實惠的價格和高質量的（de）印刷。

　　他們的專（zhuān）利SHS（選擇性熱燒結）在2011年推出3D印刷技術在EUROMOLD。它（tā）類似於激（jī）光燒結，但是，而不是使（shǐ）用激光SHS使用的熱打印頭。被保持在（zài）升高（gāo）的溫度下，這樣的機械（xiè）掃描頭隻需要提（tí）升的溫度稍高於粉末的熔融溫度，以選擇性地結合，粉末床。

　　它（tā）是如何工作的？然後（hòu）它被切成層（céng），使用另（lìng）一種方案，在CAD軟件（jiàn）設計的三維模型（xíng）。當（dāng）按下“打印”按鈕，打印機蔓延在整個構建室一層薄薄的塑料粉末。感熱式打印頭開始來回移動，從（cóng）打印頭的熱熔融到（dào）塑料粉（fěn）末層中的每個橫截麵。再次三維打印機，塑料（liào）粉末，準（zhǔn）備新的層，感熱式打印頭，繼續加熱到粉末層。最終的三維模型是在編譯室 - 由未熔化粉末包圍（wéi）。未使用的粉是100％可回收，沒有必要額外的支持材料。

　　隨著選擇性熱燒（shāo）結技術的3D打印機可以使任何複（fù）雜的幾何（hé）形狀（最（zuì）小壁厚為1毫米（mǐ））的形成。可以加載多個3D模型，並打印在同一時間（jiān）。

 

　　適（shì）用材料：熱塑性粉末（mò）

 

　　五、選擇性（xìng）激光（guāng）燒結工藝（SLS）

 

　　選擇性激光燒結工藝（Selective Laser Sintering，SLS），該工藝最早是由美國德克薩斯大學奧（ào）斯汀分校的（de）C.R.Dechard於1989年在其碩士論文中提出的（de），隨後C.R.Dechard創立了DTM公司並於1992年發布了基於SLS技術的工業級（jí）商用3D打印機Sinterstation。

　　二十年多年來奧斯汀分校和DTM公司在SLS工藝領域投入了大量的（de）研究工作，在設備研（yán）製和工藝、材料開發上都取得了豐碩的成果。德國的EOS公司針對SLS工藝也進行了大量的研究工作並且已（yǐ）開發出一（yī）係（xì）列的工業級SLS快速成型設備，在2012年的歐洲模具展上（shàng）EOS公司（sī）研發的3D打印設備大放異彩。

　　在國內也有許多（duō）科研單位開展了對SLS工藝的研究，如南京航空航天大學、中北大學、華中科技大（dà）學、武漢濱湖機電產業有限公司（sī）、北京（jīng）隆源自動成（chéng）型有限公司、湖南華曙高（gāo）科等（děng）。

　　SLS工藝使用的是粉末狀材料，激光器在計算機的操控下對粉末進行掃描照射而實現材料的（de）燒結粘合，就這（zhè）樣材料層層（céng）堆積實現成型，如（rú）圖所示為（wéi）SLS的成（chéng）型原理：

　　

SLS詳細技術原理

　　選擇性激光燒結加工的過程先（xiān）采用壓輥（gǔn）將一層粉末平鋪到已成型工件的上表麵，數控係統操控激光束按照該層截麵輪廓在粉層上進行掃描照射而使粉末的溫度升至熔化點，從而進行燒結並於（yú）下麵已成型的部分實現粘合。

　　當（dāng）一層截麵燒結完後工作台將下降一個層厚，這時壓輥又會均勻地在上麵鋪上一層粉末並開（kāi）始新一層截麵的燒結，如此反複操作直接工件（jiàn）完全成型。

　　在成型的過程中，未經燒結的粉末對模型的空腔（qiāng）和懸臂起著支撐的作（zuò）用，因此SLS成型的工（gōng）件不需要像SLA成型的工件那樣需要支撐結構。SLS工藝使用的材料（liào）與SLA相比相（xiàng）對豐富些，主要有石蠟、聚碳酸酯、尼龍、纖（xiān）細尼龍、合成尼龍、陶瓷甚至還（hái）可以是金屬。

　　當工件完全成型（xíng）並（bìng）完（wán）全冷卻後，工作台將上升至（zhì）原來（lái）的高度，此（cǐ）時需（xū）要把工件取出使用（yòng）刷子或壓（yā）縮空氣把模型表層的粉（fěn）末去掉。

　　SLS工藝支持多種（zhǒng）材料，成型工件無需支（zhī）撐結構，而且材料利用率較高。盡管這樣SLS設備的價格和材料價格仍然十分昂貴，燒結前材（cái）料需要預熱，燒（shāo）結過程中材料會揮發出異味，設備工作環境要求相對苛刻。

 

　　適用材料：熱塑性（xìng）塑料、金屬粉末、陶瓷粉末

 

　　粉末層噴頭成型技術：

 

　　一、三維印刷工藝（3DP）

 

　　石膏3D打印又叫粉末層噴頭（tóu）3D打印（Three-Dimension Printing，3DP），該技術由美國麻（má）省理工大學的Emanual Sachs教授發明於1993年，3DP的（de）工作原（yuán）理類似於噴墨（mò）打（dǎ）印機，是形式上最為貼合“3D打印”概念的成型技（jì）術之一（yī）。3DP工藝與SLS工藝也有著類似的地方，采用（yòng）的（de）都是粉末狀的材料，如陶瓷、金屬、塑料（liào），但與其不同的是3DP使用的粉末並不是通（tōng）過激光燒結粘合在一起的，而是通過噴頭噴射粘（zhān）合劑將工件的截麵“打印”出（chū）來並一層層堆積成（chéng）型的，如圖所示為3DP的（de）技術原理：

　　

3DP詳細技術原理

　　首（shǒu）先設備會把工作槽中的粉末鋪平，接著噴頭會按（àn）照指定的路（lù）徑將液態粘合劑（如矽膠）噴射在預先粉（fěn）層上的指定區域中，此後不斷重（chóng）複上述步驟直到（dào）工件完全成型後除去模型上多餘的（de）粉（fěn）末材料即可。3DP技術成型速度非常（cháng）快，適（shì）用於製造結構（gòu）複雜的工件，也適用於（yú）製作複合材料或非均（jun1）勻材質材料（liào）的零件。

 

　　適用材料：石膏、熱塑性塑料、金屬粉末、陶瓷粉末

 

　　層壓成型技術：

 

　　一、分層實體成型工（gōng）藝（LOM）

 

　　分（fèn）層實體成型工藝（Laminated Object Manufacturing，LOM），這是曆史最為悠久的3D打印成型技（jì）術，也是最為成熟的3D打印（yìn）技術之一。LOM技術自1991年問（wèn）世以來得到迅速的發展。由於分層實體成型多使用紙材、PVC薄（báo）膜等材料，價格低廉（lián）且成型精度高，因此受（shòu）到了較為廣泛的關注，在產品概念設計可視化、造型（xíng）設計評估、裝配檢驗、熔模鑄（zhù）造等方麵應用廣泛。下麵我們一起了解一下LOM技術的原（yuán）理，如圖所示為LOM技術的基本原理：

　　

LOM詳細技術原理

　　分層實體成型係統主要包括計算機、數控係統、原材（cái）料存儲與運送部件、熱粘壓部件、激光（guāng）切係統（tǒng）、可升降工作台等部分組成。

　　其中計算機負責接收和存儲成型工件的三維模型數據，這些數據主要是沿模型（xíng）高度方向提取的一係列截麵輪（lún）廓。原材料存儲與運送（sòng）部件將把存儲在（zài）其中的原（yuán）材料（底麵塗有粘合劑（jì）的薄膜材料）逐步送至工作台（tái）上方。

　　激光切割器將（jiāng）沿著工件截麵輪廓線對薄膜進行切割，可升降的工作（zuò）台能支撐成型的工件（jiàn），並在每層成（chéng）型之後降低一個材料厚度以便送進將要進行粘合和切割的新一層材料（liào），最後（hòu）熱粘壓部件將會一層一層地把成型區域的薄膜粘合在一起，就這樣（yàng）重複上述的步驟直到工件（jiàn）完全成型（xíng）。

　　LOM工藝采用的原料價格便宜，因此製作成本極為低廉，其適（shì）用於大尺寸工件的成型，成型過程無需設置支撐結構，多餘的材料也容易剔除，精度也比較理想。盡管如此（cǐ），由於（yú）LOM技術成型材料的利用率不高，材料浪費嚴重頗被詬病，又隨著新技術的發展LOM工藝將有可能（néng）被逐步淘汰。

 

　　適用材料：紙、金屬膜、塑料薄膜

 

　　光聚合成型技術：

 

　　一（yī）、立體光固化成型工藝（SLA）

 

　　立體光固化成型工藝（Stereolithography Apparatus，SLA），又稱立（lì）體光刻成型。該工藝（yì）最早由Charles W.Hull於1984年提出並獲得美國國家專利，是最早發展起來的3D打印技術之（zhī）一。Charles W.Hull在（zài）獲（huò）得該專利後兩年便成立了3D Systems公司並於1988年發布了世界上第一台商用3D打印機SLA-250。SLA工藝也（yě）成為了目前世界上研究最為深入、技術最為（wéi）成熟、應用最為廣泛的一種3D打印技術。

　　SLA工藝以光敏樹脂作為材料，在計算機的控製下紫（zǐ）外激（jī）光將對液（yè）態的光敏樹脂進（jìn）行掃描從而讓其逐層凝固成型，SLA工藝能以簡潔且（qiě）全（quán）自動的（de）方式製造出精度極高的（de）幾何立體模型。下麵我們一（yī）起了解一下（xià）SLA技術的（de）原理，如圖所示為SLA技（jì）術的基本原理：

　　

SLA詳細技術原理（lǐ）

　　液槽中會先（xiān）盛滿液態的光敏樹脂，氦—鎘激光器或氬離子激光器（qì）發（fā）射出的紫外激光束在計算機的操縱下按工件的（de）分層截麵數（shù）據（jù）在液態的（de）光敏樹脂表麵進行（háng）逐行逐（zhú）點掃描，這使掃描區域的樹脂薄層（céng）產生聚合反應（yīng）而固化從形成工件的一個薄（báo）層。

　　當一層樹脂（zhī）固（gù）化完畢後，工作台（tái）將下移一個層厚的距離以使在原先固化好的樹脂表麵（miàn）上再覆蓋一層新的液（yè）態樹脂，刮（guā）板將粘（zhān）度較大（dà）的（de）樹脂液麵刮平然後再進行下一層（céng）的激光掃描固化。因為液態樹脂具有高粘性而導致流動性較差，在每層固化之後液麵很難在短時間內迅速撫平，這樣將會影響到實體的成型精度（dù）。采用刮板刮平後所需要（yào）的液態樹脂將會均勻（yún）地塗在上一疊層（céng）上，這樣經（jīng）過激光固化後將可以得到較好的精（jīng）度，也能使（shǐ）成型工件的表麵更加光（guāng）滑平整。

　　新固化的一層將牢固地（dì）粘合在前一層上，如此重複直至整個工件層疊完畢，這樣最後就能得到一個完整（zhěng）的（de）立體模型。

　　當工件完全成（chéng）型後，首先需要（yào）把工件取出並把（bǎ）多餘的樹脂清理（lǐ）幹淨，接著還需要（yào）把（bǎ）支撐結構清除掉，最後還需要把工（gōng）件放（fàng）到紫外燈（dēng）下進行二次（cì）固化。

　　SLA工藝成型效率高，係統運行（háng）相（xiàng）對穩（wěn）定，成型工件表麵光滑精度也有保證，適合製作結構異常複雜的模型，能夠直接（jiē）製作麵向熔模（mó）精密鑄造的中間（jiān）模。盡管SLA的（de）成（chéng）型精度高，但成（chéng）型尺（chǐ）寸也有較大的限製而不適合製作體（tǐ）積龐（páng）大的工件，成型過程（chéng）中伴隨的物（wù）理變化和化學變化可能會導（dǎo）致工件變形，因（yīn）此成型工件需要有支撐結構。

　　目前，SLA工藝所支持的材料還相當有限且價格昂貴，液（yè）態的光敏樹脂具（jù）有一定的毒性（xìng）和氣味，材料需要避光保存以防止提前發生聚合反應。SLA成型的成品硬度很低而相對脆弱，小編（biān）在一次3D打印體驗活動（iCader帶您走（zǒu）進中科院探秘3D打印”活動簡報：華南地區的3D打印技術產業聯盟呼之欲出）中看到了SLA成品觸地碎裂的情（qíng）況。此外，使用SLA成型的模型還需要進行二（èr）次固化，後期處理（lǐ）相對複雜。

 

　　適用材料：光（guāng）硬化樹脂（photopolymer）

 

　　二（èr）、PolyJet聚合物（wù）噴射（shè）技術（shù）（UV紫外線成型技術）

 

　　PolyJet聚合物噴射技術是以色列Objet公司於（yú）2000年初推出的專（zhuān）利技術，PolyJet技術也是當前最為先（xiān）進的3D打印技（jì）術之一，它的成型原理與3DP有點（diǎn）類（lèi）似，不過噴射的不是粘合劑而是聚合成型材料，如圖所示為PolyJet聚（jù）合物噴射係統的結構：

　　

PolyJet聚合物噴射技術原理

　　PolyJet的噴射打印頭沿X軸方向來回（huí）運動，工作（zuò）原理與噴墨打印機十分類（lèi）似，不同的是噴頭噴射的不是（shì）墨水而是光敏聚合物。當光敏聚合材料被噴射到工作（zuò）台上後，UV紫外光燈將沿著噴頭工作的（de）方向發射出UV紫外光對光敏聚合材料進行固（gù）化。

　　完成一層的噴射（shè）打印和（hé）固化後，設（shè）備內置的（de）工作台會極其精準地下降一個成型層厚，噴頭繼續噴射（shè）光敏聚（jù）合材料進行（háng）下一層的打印和固化。就這樣一層接一層，直到整個（gè）工件打印製作完成。

　　工件成型的（de）過程（chéng）中將使用（yòng）兩種不同類型的（de）光敏樹脂材料，一種是用來生成（chéng）實際的模型的材料（liào），另一種（zhǒng）是類似膠狀的用來作為支撐的樹脂材料（liào）。

　　這種支撐材料由過程控製被精確的（de）添加到複雜成型結構模型的所需位置，例如是一些懸空（kōng）、凹（āo）槽、複（fù）雜細節和薄壁等（děng）等的結構（gòu）。當完成整個打印（yìn）成型過程（chéng）後，隻需要使用Water Jet水槍就（jiù）可以十分容易地把這些支撐材料去除，而最後留下的是擁有整潔光滑表麵（miàn）的成型工件。

　　使用PolyJet聚合物噴射技（jì）術成型的工件精度非（fēi）常高，最薄層厚能達到16微米。設備提（tí）供封閉的成型工作環境，適合（hé）於普通的辦公室（shì）環境。此外，PolyJet技術（shù）還支持多種不同（tóng）性（xìng）質的材料同時成型，能夠製作非常複雜（zá）的模型。

 

　　適用材料：光硬化樹脂（photopolymer）

 

　　三、數字光處理技術（DLP）

 

　　在（zài）數字光處理技術中，大桶的物體聚合物被暴露在數字光處理投影（yǐng）機的安全燈環境下，暴露的（de）液體聚合物（wù）快速變硬，然後設備（bèi）的構建（jiàn）盤以較小的增量向下移動，液體（tǐ）聚合物再次暴露在光線下。這個過（guò）程不斷重複，直到（dào）模型建（jiàn）成。最後（hòu）排出桶中的液體聚合物，留（liú）下實（shí）體模型。采用DLP 技術的代表設備是德國EnvisionTec 公司的Ultra 3D 打印數字光處理快速成型係統。

　　DLP 激（jī）光成型技術和SLA 立體平版印刷技術比較相似，也是采用光敏樹脂作為打印材料，不同的是（shì）SLA 的光線（xiàn）是聚成一點在（zài）麵上移動，而DLP 在打印平台的（de）頂部放置一台高分辨率的（de）數字光處理器（DLP）投影儀，將光打在一個麵上來（lái）固化液態光聚合物，逐（zhú）層的進行光固化，因此速度比同類型的SLA 立體平版印刷技術速度更快。

　　DLP 的（de）應用非常廣泛，該（gāi）技術最早是由（yóu）德州儀器開發的，它至今仍然是此項技術的主要供應商。最近幾（jǐ）年該技術放入3D 打印中，利用機器上的紫外光（白光燈），照出一個截麵的圖（tú）像，把（bǎ）液態的光敏樹脂固化。該技術成（chéng）型精度高，在材料（liào）屬性、細節和表麵光潔度方麵可匹敵注（zhù）塑成型的耐用塑料部件。

　　SLA與DLP打印所需的液態光敏樹脂材料也因生產商家和機型的（de）不（bú）同而各有特點，比如EnvisionTec 的各類機型都可以使用EC-500 型蠟基液體（tǐ）樹脂材料製造（zào）各類精致飾品（pǐn）模型以用於失蠟法鑄造，但其每千克材料成本高達幾千元。其民用代表機型有（yǒu）B9 Creator（2500美元（yuán）），Form1（3300美金）等。