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目前市面上有十幾種3D打印技術(shù)，而應(yīng)用較廣泛的3D打印技術(shù)主要有4種，分別是熔融沉積快速成型（FDM）、光固化成型（SLA）、三維粉末粘結(jié)（3DP）、選擇性激光燒結(jié)（SLS）。

 

熔融沉積快速成型（FDM）

3D打印月球燈

FDM技術(shù)是一種將熱熔性材料加熱融化后，通過噴頭的噴嘴噴出，沉積在打印平臺上或前一層材料上，材料噴出后溫度降低，低于固化溫度后迅速固化，與周圍材料凝結(jié)，層一層堆疊形成立體模型。FDM工藝在1988年由一位美國工程師斯科特·克倫普研制，一直發(fā)展至今，是目前世界范圍內(nèi)應(yīng)用泛的3D打印技術(shù)之一。相比其他幾種主流技術(shù)，F(xiàn)DM技術(shù)有以下優(yōu)點。

1. 設(shè)計簡單

2. 機械結(jié)構(gòu)簡單

3. 制造成本、維護成本以及材料成本也較低，在桌面級3D打印機中使用的最多。

FDM技術(shù)的不足：

1.耗材影響：桌面級3D打印機一般使用ABS或PLA為打印材料。使用ABS材料打印時應(yīng)注意通風，ABS材料在高溫融化后會散發(fā)出有毒氣體，ABS材料強度高，但有一定的收縮性，影響打印成品的精確度；PLA材料是生物降解塑料，加熱融化后無氣味，安全而且環(huán)保，成品的變形較小，在桌面級的3D打印機里使用率比ABS材料要高。

2.成型效果不穩(wěn)定：因為其機械結(jié)構(gòu)簡單，在精確度、出料形態(tài)以及成型效果方面難以控制，而且成型效果還受到溫度的影響，導(dǎo)致FDM技術(shù)不夠穩(wěn)定，所以在對成品精度要求高及對表面光潔度要求高的行業(yè)和領(lǐng)域較少采用FDM技術(shù)。

光固化成型技術(shù)（SLA）

威布三維SLA光固化3D打印機

 

光固化成型SLA技術(shù)使用的材料主要為光敏樹脂，通過激光束逐點照射液態(tài)的光敏樹脂，使之逐層固化，最后形成一個立體的模型。SLA技術(shù)室被提出并發(fā)展應(yīng)用的快速成型技術(shù)，時至今日，經(jīng)過20多年的發(fā)展，已經(jīng)是目前研究最深入，技術(shù)，在世界范圍內(nèi)應(yīng)用泛的快速成型技術(shù)之一。

SLA技術(shù)具有以下優(yōu)點

1.成型速度快

2.表面光潔

3.具有柔韌性

4.材料利用率高

5.精度高：目前可達16微米，在對制品精度要求比較嚴格的行業(yè)和領(lǐng)域內(nèi)使用廣泛

缺點：

1. 光敏樹脂有一定的毒性

2. 成型的成品強度較低：多數(shù)被應(yīng)用在產(chǎn)品研發(fā)階段和制作原型等方面

3. 成本較高，與FDM的3D打印機相比，SLA技術(shù)的3D打印機在設(shè)備成本、維護成本以及材料成本都要遠高于FDM技術(shù)的3D打印機，多數(shù)應(yīng)用在專業(yè)級的3D打印機中。采用SLA技術(shù)的桌面級3D打印機已經(jīng)面市，價格與的FDM桌面打印機相近。相信隨著3D打印技術(shù)和科學的發(fā)展，SLA技術(shù)的桌面級3D打印機不管是設(shè)備成本還是材料成本，都會大大降低。

三維粉末粘結(jié)技術(shù)（3DP）

三維粉末粘結(jié)3DP使用的原料是陶瓷粉末、金屬粉末和塑料粉末等粉末狀材料。3DP技術(shù)的原理是先在工作平臺上鋪一層粉末，再通過噴嘴噴出的粘合劑黏結(jié)區(qū)域的粉末材料，形成一個打印模型的截面，不停重復(fù)送粉、噴粉、噴粘合劑以及黏結(jié)的過程，逐層疊加，最后形成一個完整的模型。沒有被噴到粘合劑的粉末，在成型過程中起到支撐的作用，打印完成后，粉末很容易被清楚。 

3DP技術(shù)有以下優(yōu)點，

1. 成型速度快，使用粉末材料價格便宜。

2. 打印無需設(shè)置支撐，很適合打印內(nèi)部具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的模型或零件

3. 實現(xiàn)多顏色打印，在黏合劑加入顏料可以打印出具有豐富色彩的模型，這一點是目前其他3D打印技術(shù)無法實現(xiàn)。 

缺點：

1.成型的模型強度較低，需要后期處理增加強度

2.表面光潔度不夠，欠缺精確度

3.該技術(shù)的3D打印機設(shè)備制造技術(shù)比較復(fù)雜，成本較高，目前主要應(yīng)用在專業(yè)領(lǐng)域

 

選擇性激光燒結(jié)（SLS）

 

選擇性激光燒結(jié)SLS技術(shù)能夠使用多種粉末材料，主要使用的材料是金屬粉末、尼龍、聚碳酸酯、工程塑料和聚苯乙烯等。技術(shù)原理與3DP技術(shù)不同，SLS技術(shù)通過激光照射來燒結(jié)粉末材料，并以逐層堆疊的方式形成一個完成的實體。

SLS的工藝流程為：在鋪一層粉末后，將材料加熱到接近熔點，再使激光按該層截面的輪廓進行掃描，使粉末材料溫度達到熔點，然后燒結(jié)，并與前一層截面黏結(jié)堆疊，重復(fù)鋪粉、激光照射以及燒結(jié)的過程，直到形成一個完整的模型。成型過程未被燒結(jié)融化的粉末材料會起到支撐作用，模型完成后，粉末也很容易清楚。該工藝在1989年，由美國得克薩斯大學分校的迪卡研制成功，經(jīng)過3年的發(fā)展，在1992年出現(xiàn)SLS技術(shù)商業(yè)成型機。

SLS技術(shù)的優(yōu)點：

1. 能使用很多種類的材料

2. 無需設(shè)計支撐：減少了支撐對表面光潔度的影響，適合打印內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件或模型

3. 利用率高：因為無需支撐，與其他幾種快速成型相比，速度較快，且材料利用率。

4. 精度比大部分3D打印技術(shù)要高，當粉末粒徑為0.1mm以下時，成型后的原型精度可達正負1%

5. 強度較高、應(yīng)用領(lǐng)域廣

缺點：1.燒結(jié)物體表面粗糙：由于材料是粉末，通過激光燒結(jié)后在逐層黏結(jié)，所以表面光潔度不夠，需要進行后期處理

2.使用高分子材料會有異味產(chǎn)生

3.成本高：使用的是大功率激光器，導(dǎo)致設(shè)備成本較高，同時輔助技術(shù)復(fù)雜，造成維護成本高，雖然使用的粉末材料價格較為便宜，但整套設(shè)備的成本很高，所以桌面級的3D打印機里，應(yīng)用SLS技術(shù)的比較少，通常應(yīng)用在專業(yè)級的制造領(lǐng)域中

SLS技術(shù)作為最古老的的3D打印技術(shù)之一，經(jīng)過多年的發(fā)展，目前已經(jīng)有桌面級SLS技術(shù)的3D打印機出現(xiàn)，但與其他技術(shù)的3D打印機相比，價格還是高出好幾倍，相信在未來的幾年內(nèi)，會出現(xiàn)低成本高質(zhì)量的SLS技術(shù)的桌面級3D打印機

 

除了以上幾種3D打印技術(shù)外，還有擠出成型、粒狀物料成型、光聚合成型、層壓型等多種類型的3D打印技術(shù)。從目前各種3D技術(shù)的使用率來看，最主流的是FDM和SLS技術(shù)，而當前只有SLS技術(shù)能真正地制作精密金屬零件。由于3D打印技術(shù)近年來發(fā)展迅猛，未來將由哪項技術(shù)占據(jù)主導(dǎo)地位還有許多未知因素，但毫無疑問的是3D打印將會越來越普及，使用會更加方便。當其實用性和使用的便捷性都能讓人們普遍接受的時候，3D技術(shù)將成為打開第三次工業(yè)革命的鑰匙，屆時將會改變?nèi)藗兊纳睢?/p>

 

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