而3D打印技術在理論上適用於(yu) 任何類型的製造，但在實際應用中仍然受到很多的限製。其中最重要的是質量價(jia) 格比。如果您是一家初創企業(ye) ，想要盡可能地省錢，那麽(me) FDM 3D打印機會(hui) 看起來不錯。但是要單論3D打印質量和材料強度，選擇性激光燒結（SLS）技術和光固化(SLA)3D打印會(hui) 帶給您更好的結果。那麽(me) 您該怎麽(me) 選呢？

幸運的是，多虧(kui) 了耶魯大學機械工程和材料科學係的兩(liang) 位科學家Joseph T. Belter和Aaron M. Dollar的研究成果，廉價(jia) 的FDM技術也能打印出更強的3D對象。根據這兩(liang) 位科學家最近在《Plos One》雜誌上發表的一篇論文，他們(men) 正在探索將低成本的FDM 3D打印技術與(yu) 強度更好的樹脂材料相結合。比如使用ABS和PLA材料的3D打印對象，在打印完成後將更強的樹脂注入其複雜的中控結構，這樣會(hui) 使用戶既能保留FDM 3D打印的好處（廉價(jia) ），又為(wei) 其在製造領域更為(wei) 廣泛的應用創造了可能性。

兩(liang) 位科學家在論文稱，這種方法相當簡單。“通過在打印部件中仔細放置空隙，並用高強度的樹脂填充它們(men) ，我們(men) 可以將零部件整體(ti) 的強度和剛度分別提升45％和25％。”他們(men) 寫(xie) 到。“該方法保留了3D打印快速和容易構造的好處和製造複雜幾何形狀的能力。”

當然，目前我們(men) 已經有了一些提升3D打印對象強度的方法，比如3D打印出複雜的內(nei) 部支撐結構，或者優(you) 化層與(yu) 層之間的粘結強度等。但是，Belter和Dollar指出，這些技術仍然受到線材自身強度的限製。學過材料科學的學生可能會(hui) 覺得，其實ABS或PLA與(yu) 其它樹脂材料的差異性並不是太大。但是ABS和PLA對象在打印過程中會(hui) 失去很多抗拉和撓性強度——而注入的樹脂則沒有這種損失。

為(wei) 了測試他們(men) 的理論，Dollar和Belter使用幾種方法來給3D打印的設計中引入管道和中空區域介紹運河和中空區域，然後往裏麵注入普通的樹脂：其中兩(liang) 個(ge) 填充了聚氨酯樹脂和一個(ge) 則是標準的雙組分環氧。

這些測試顯示，讓中空模式發揮作用的最適當方法是根據部件的預期功能引入複雜連接的空洞結構。“例如，如果一個(ge) 3D打印的部件需要在螺栓孔附近增加強度，那麽(me) 可以專(zhuan) 門為(wei) 這些區域設計一些中空結構起到加強作用，而不需要針對整個(ge) 部件設置空洞結構。使用這種方法設計的部件具有最高的強度重量比，因為(wei) 注入的樹脂被用在了合適的位置。”他們(men) 寫(xie) 道。

在打印出帶有設計好空腔的零部件之後，科學家們(men) 在上麵打了一個(ge) value="1" unitname="毫米">1毫米的孔，然後用注射器通過該孔注入樹脂。注射部位顯然應該選擇樹脂不會(hui) 泄漏出來的地方，為(wei) 了避免空氣聚集在裏麵，可以選擇鑽一些通氣孔。然而固化過程對於(yu) 普通的家庭用戶來說就比較困難了，因為(wei) 你需要一些額外的設備。“根據材料製造商的建議，上述樹脂在注入3D打印部件之前需要在真空室裏進行脫氣。而在固化期間，零部件會(hui) 被放進一個(ge) 60PSI的壓力室裏，以盡量防止在樹脂內(nei) 形成氣泡。”他們(men) 解釋說。

然而，測試的結果是令人印象深刻的，各個(ge) 部件都被證明擁有更高的極限拉伸強度和彎曲強度。科學家們(men) 使用了一個(ge) Instron材料測試係統，對零部件進行了三點彎曲測試。“在三點彎曲樣品中，一個(ge) 在簡單打印的中空結構裏填充了環氧樹脂的部件整體(ti) 抗曲強度比最優(you) 選的普通ABS 3D打印對象高出24％；而環氧樹脂填充的樣品剛度也高了25％。”他們(men) 寫(xie) 道。“一個(ge) 最大的優(you) 勢在於(yu) 強度和剛度相對於(yu) 重量的比率分別提升了13.6％和16.1％。”

IE-3076聚氨酯樹脂的注入也很成功：“IE-3076被證明將3D打印對象的剛度提升了25％。”他們(men) 寫(xie) 道。他們(men) 的論文名稱是《使用複合填充技術強化3D打印的熔融沉積成型部件Strengthening of 3D Printed Fused Deposition Manufactured Parts Using the Fill Compositing Technique》