浅谈常见的几种3D打印技术

浅谈常见的几种3D打印技术

3D打印（3D printing，又称增材制造、积层制造）是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。就3D打印成型工艺而言五花八门，诸如：FDM、SLA、SLS、SLM、DLP、3DP、FFF等，这些成型技术原理不一、各有特色，但无不呈现同一特性，那就是增材制造。

根据查找的资料，常见的3D打印技术大致如下：

（1）FDM，熔融沉积成型（Fused Deposition Modeling,FDM）快速原型工艺是一种不依靠激光作为成型能源、而将各种丝材（如工程塑料ABS、聚碳酸酯PC等）加热熔化进而堆积成型方法。

（2）SLA，光固化：使用紫外线固化树脂作为原料，在树脂槽内倒入树脂并将并浸入列印平台；使用UV雷射或DLP投影器在树脂上照射UV光。将每一层水平切面的列印范围硬化成型，藉由平台从容器中升起不断堆叠，使未固化的树脂平整直到列印完成。

（3）SLS，激光烧结：使用原料为粉末聚合物，将粉末储存在容器中，机器内部会将薄层粉末铺平在列印范围；再以雷射光融合材料建立单个水平层，然后再透过细微的高度升降重複堆叠完成印品；未使用完的粉末可以通过专用设备过筛后再与新的粉末混合使用。

（4）SLM，SLM利用高能量激光束在热作用下将金属粉末完全熔化，再经冷却凝固而成型。SLM设备根据供粉方式不同，分为下送粉和上送粉。

下送粉，工作时供粉缸上升，铺粉辊将供粉缸的粉末刮走，到成型缸上均匀铺上一层；激光按照零件截面轮廓扫描,有选择地烧结固体粉末，从而形成零件的一个截面。如此循环往复,层层叠加,直到零件成型。

上送粉，粉末从设备顶端的储粉器进入给粉系统，再进入刮刀系统。工作时刮刀先铺一层粉末，激光扫描一层，成型缸下降一层，刮刀再回到原点取粉，取完粉再进行下一次铺粉。如此循环往复,层层叠加,直到零件成型。

零件取出后，需要清粉，然后进行热处理去除应力，再通过线切割等方式将零件和基板分离，最后去支撑并打磨抛光。

（5）DLP，数字光处理（Digital Light Processing，缩写：DLP）技术最早是

由德州仪器开发，主要是通过投影仪来逐层固化光敏聚合物液体，从而创建出3D打印对象。DLP设备中包含一个可以容纳树脂的液槽，用于盛放可被特定波长的紫外光照射后固化的树脂，DLP成像系统置于液槽下方，其成像面正好位于液槽底部，通过能量及图形控制，每次可固化一定厚度及形状的薄层树脂（该层树脂与前面切分所得的截面外形完全相同）。液槽上方设置一个提拉机构，每次截面曝光完成后向上提拉一定高度（该高度与分层厚度一致），使得当前固化完成的固态树脂与液槽底面分离并粘接在提拉板或上一次成型的树脂层上，这样，通过逐层曝光并提升来生成三维实体。

（6）3DP，（Three Dimensional Printing and Gluing），也被称为粘合喷射（Binder Jetting）、喷墨粉末打印（Inkjet Powder Printing）。从工作方式来看，三维印刷与传统二维喷墨打印最接近。与SLS工艺一样，3DP也是通过将粉未粘结成整体来制作零部件，不同之处在于，它不是通过激光熔融的方式粘结，而是通过喷头喷出的粘结剂。

其详细工作原理为：3DP的供料方式与SLS一样，供料时将粉未通过水平压辊平辅于打印平台之上；将带有颜色的胶水通过加压的方式输送到打印头中存储；接下来打印的过程就很像2D的喷墨打印机了，首先系统会根据三维模型的颜色将彩色的胶水进行混合并选择性的喷在粉末平面上，粉末遇胶水后会粘结为实体；一层粘结完成后，打印平台下降，水平压棍再次将粉末铺平，然后再开始新一层的粘结，如此的反复层层打印，直至整个模型粘结完毕；打印完成后，回收未粘结的粉末，吹净模型表面的粉末，再次将模型用透明胶水浸泡，此时模型就具有了一定的强度。

（7）FFF（熔丝制造），融化热塑流会从喷嘴中挤压出，形成一层层材料；每一层都会与前一层相连接。常见的墨水包括ABS（丙烯脯二乙烯丁二烯树脂）和聚乳酸聚合物。