3D打印技（jì）術從狹義上來說主要是指增材成型技術，從成（chéng）型工藝上看，3D打印（yìn）技術突破了傳統成型（xíng）方法，通過快速自動成型（xíng）係統與計算（suàn）機數據（jù）模型結合，無需任何附加的傳統模具製造和機械加工就能夠製造出各種形狀複雜的原型，這使（shǐ）得產品的設計生產周期大大縮短，生產成本大幅下降。3D打印（yìn），俗稱“三維打印技（jì）術”或 “快速製造技術”，是對一係列“增材製造”技術的總稱。

 

那麽，3D打印技（jì）術主要分為哪幾種，優缺點是什麽呢？

1，熔融（róng）沉積成型工藝（Fused Deposition Model-ing, FDM）

 

是繼LOM工藝和SLA工藝之後（hòu）發展起來的一種（zhǒng）3D打印技術。該技術於1988年（nián）發明，隨後Stratasys公司成（chéng）立並在1992年推出了世界上第一台基（jī）於FDM技術的3D打印機（jī）——“3D造型者（3DModeler）”，這也標誌著FDM技術步（bù）入商用階段。國內的（de）清華大學、北京大學、北京殷華公司、中科（kē）院廣州電子技術有限公司都是較早引進FDM技術並進行研究的科研單位。FDM工藝無需激光係統的支持（chí），所用的（de）成型材料也相對低廉，總體性價（jià）比高，這也是眾多（duō）開源（yuán）桌麵3D打印機主要采用（yòng）的技術方案。

FDM成型（xíng）原理：熔融沉積有時候（hòu）又（yòu）被稱為（wéi）熔絲（sī）沉積，它將絲狀的熱熔性材料進行加熱融（róng）化，通過（guò）帶有微細噴嘴的擠出機把材料擠出來。噴頭可以沿X軸的方向進行移動，工作台則（zé）沿Y軸（zhóu）和Z軸方向移動（當然不同的設備其機械（xiè）結構（gòu）的設計（jì）也（yě）許不一樣），熔融的絲材被擠出後隨即會和前一層材料粘合在一起。一（yī）層材料沉積後工作台將按預定的增量下（xià）降一（yī）個厚度（dù），然後重複以上的步驟直到工件完全成型。

FDM成型（xíng）技術的優點：

（1）成本低（dī）。熔融沉積造型技術用液化器代替了（le）激光器，設備費用低；另外原材料的利用效率高且沒有毒氣或化學物質的汙染，使得成型成本大大降低。

（2）原材料以材料卷得的形式提（tí）供，易於粉末材料搬運和儲存以及快（kuài）速更換；   （3）原材料在（zài）成型過程中無化學變化，相對金屬粉末，樹脂固化製件成型的變形（xíng）小。 

FDM成型技術的缺點：

（1）需（xū）要配合支撐（chēng）結構打內腔模型時（shí），支撐麵效（xiào）果欠佳（jiā）。

（2）需要對整（zhěng）個截麵進行逐步打印，成型時間較長（zhǎng），成型速度相（xiàng）對SLA 慢7%左右（yòu）。

 

2，SLA與DLP：立（lì）體光固化成型工藝

SLA立（lì）體光固化成型工藝又稱立體光刻成型（xíng），該工藝最早於1984年提出（chū）並獲得美國國家專利，是最早發展起來的3D打印技術之一。該專利申請兩年後便成立了3D Systems公司，並於1988年發布了世界上第一（yī）台商（shāng）用3D打印機SLA-250。SLA工藝以光敏樹脂作為材料，

在計算機的控製下（xià）紫外激光將對液態的（de）光敏樹脂進（jìn）行掃描從（cóng）而讓其逐層凝固成型，SLA工藝能（néng）以簡潔且全自動的方式（shì）製造出精度極高的幾何立體模型；

DLP 投影成型技術導引:為了提高光固化成型速度，由之前激（jī）光掃描固化提高到固化更快麵積（jī）更大的投影（yǐng）固化技術；

SLA激光光固化成型原理：

液槽中會先盛滿（mǎn）液態的光敏樹（shù）脂，氦-鎘激光器或氬離子激光器發射出的紫外激光束在計算機的（de）操縱下按工件的分層截麵數據在液態的光敏樹（shù）脂表麵進（jìn）行（háng）逐（zhú）行逐點掃描（miáo），這使（shǐ）掃描區域的樹脂薄層產生聚（jù）合反應而固化形成（chéng）工件的一個薄層。

當一層樹（shù）脂（zhī）固化完畢（bì）後（hòu），工作台將下移一個層（céng）厚的距離以使（shǐ）在（zài）原先固化好的樹（shù）脂表麵上再覆蓋一層新的液態樹（shù）脂，刮板將黏度較大的（de）樹脂（zhī）液麵刮平（píng）然後再進行下一層的激光掃描固化。因為液態樹脂具有高黏性而導致流動性較差，在每層固化（huà）之後液麵很難（nán）在短時間內（nèi）迅速撫平，這樣將會影響（xiǎng）到實體的成型精度。采用刮板刮平（píng）後，所需要的（de）液態樹脂（zhī）將會均勻地塗在（zài）上一疊層上（shàng），這樣經（jīng）過激光固（gù）化後將可以得到較好的精度（dù），也能使成型工件的表麵更加（jiā）光滑平整。新固化的一層將牢固地粘合在前一層上，如此重複直至整個工件層疊完畢，這樣最（zuì）後就能得到一個完整的立體（tǐ）模型。當工件完全成型後（hòu），首先需要把工件取出並把多餘的樹脂清理（lǐ）幹淨，接著還需要把支撐結（jié）構清除掉，最後還需要把工件放到紫外燈下進行（háng）二次固化。

 

3，SLS：選擇（zé）性燒結成型法

 

粉末材料選擇性燒結采用（yòng）二氧化碳（tàn）激光（guāng）器對粉末（mò）材料（塑料粉等與粘結（jié）劑的混（hún）合粉）進行選擇性燒結，是一種由離散點一層層堆集成三維實體的（de）快速成型方法（fǎ）。 

粉末材料選擇性燒結采用二氧化碳激光器（qì）對粉（fěn）末材料（塑料粉、陶瓷與粘結劑（jì）的混（hún）合粉、金屬與粘結劑的（de）混合（hé）粉等）進行選擇性燒結，是一種由（yóu）離散點一（yī）層層對（duì）集成三維實體的工（gōng）藝方法。 

在開始加（jiā）工之前，先（xiān）將（jiāng）充有氮氣的工作室（shì）升溫，並保（bǎo）持在粉末的熔點一下。成型時（shí），送（sòng）料筒上升，鋪（pù）粉滾筒（tǒng）移動，先（xiān）在工作平（píng）台上鋪一層粉末材料，然（rán）後激光束在計算機控製下按照（zhào）截麵輪廓對實心部分所在的粉末進行燒結，使粉末溶化繼而形成一層固體（tǐ）輪廓。 

第一層燒結完（wán）成後，工作台下降一截麵層的高度（dù），在鋪上一層粉末（mò），進行下一層燒結，如此循環（huán），形成三（sān）維的原型零件。最後經過5-10小時冷卻，即可從粉（fěn）末缸中取出零件。未經（jīng）燒結的粉末能承托正在燒結的工件，當燒（shāo）結工序（xù）完成後，取出零件。 

粉末材（cái）料選擇性燒結工藝適合成（chéng）型中（zhōng）小件，能直接的到塑料、陶瓷或金屬（shǔ）零件，零件的翹曲變形比液態光敏樹（shù）脂選擇性固化（huà）工藝（yì）要小。但這種工藝仍需對整個截麵進行掃描和燒結（jié），加上工作室需要升溫和（hé）冷卻，成型時（shí）間較長。此外，由於受到粉末顆粒大小及激光點的限製，零件的表麵一（yī）般呈多孔性。 

在燒結（jié）陶瓷、金屬與粘結（jié）劑的混合粉並得到原型零件後，須將它（tā）置於加熱爐（lú）中，燒掉其中的粘結劑，並在孔隙中滲入填充物（wù），其後處理複雜。粉末材料選擇性燒結快速原型（xíng）工藝適合於產品設計的可視（shì）化表現和製作功能（néng）測試零件。由於它可采用各種不（bú）同成分的金屬粉（fěn）末進行燒結、進行滲銅等後處理，因而其（qí）製成（chéng）的產品可具有與（yǔ）金屬零件相近的機械性能，但由（yóu）於成型表麵（miàn）較（jiào）粗糙，滲銅等工藝複雜，所以（yǐ）有待進一步提高。 

選擇性激光燒結（jié）（SLS）優點 

（1）可以采用多種材料。從理論上說，任何加熱後能夠形成原子間粘結（jié）的粉末材料都可以作為SLS的成型材（cái）料。 

（2）過程與零件複雜程度無關，製件（jiàn）的強度高。 

（3）材料利用率高，為燒（shāo）結的粉末可重複使（shǐ）用，材料無浪費。

（4）無須支撐結構。 

（5）與其他成型方法相（xiàng）比，能（néng）生產較硬的模具。

SLS的缺點（diǎn） 

（1）原型（xíng）結構疏鬆、多孔，且有內應力，製作易變性。 

（2）生成陶瓷、金屬製件的後處理較難。 

（3）需要預（yù）熱和冷卻。 

（4）成型表麵粗糙（cāo）多孔，並受粉（fěn）末顆粒大小及激光光（guāng）斑的限製。 

（5）成型（xíng）過程產（chǎn）生有（yǒu）毒氣體及粉塵，汙染環境。