描述

3D打印是製造業(ye) 領域的一項新興(xing) 技術，被稱為(wei) “具有工業(ye) 革命意義(yi) 的製造技術”。近年來，隨著工業(ye) 技術的進步，3D打印技術得到迅速發展並得到媒體(ti) 的廣泛關(guan) 注，各類3D打印技術被紛紛報道。

下麵，給大家分享的是3D打印原理高分子篇和金屬篇，主要介紹SLA、CLIP、3DP、PolyJet、FDM五大高分子技術，以及NPJ、SLM、SLS、LMD和EBM五大金屬3D打印原理。

1、SLA（StereoLithography）

SLA即光固化成型技術，指利用紫外光照射液態光敏樹脂發生聚合反應，來逐層固化並生成三維實體(ti) 的成型方式，SLA製備的工件尺度精度高，是商業(ye) 化的最早3D打印技術。

以下是SLA工藝工程：

紫外激光源

光固化反應

逐層掃描成型

2、CLIP（ContinuousLiquid Interface Production technology）

CLIP即連續液體(ti) 界麵提取技術，是在Carbon 3D公司在SLA技術的基礎上開發的具有革命性的3D打印技術，將3D打印的速度提高了100倍！

CLIP從(cong) 底部投影，使光敏樹脂固化，不需要固化的部分通過控製氧氣，形成死區，抑製光固化反應而保持穩定的液態區域，這樣就保證了固化的連續性。

光固化反應

氧氣抑製光固化過程

光固化死區演示

CLIP成型過程

3、3DP（Three-DimensionalPrinting）

3DP即三維打印快速成型技術，其與(yu) 傳(chuan) 統二維噴墨打印接近，從(cong) 噴頭噴出粘結劑（彩色粘結劑可以打印出彩色製件），將平台上的粉末粘結成型，通常用采用石膏粉作為(wei) 成型材料。3DP技術目前主要應用有兩(liang) 個(ge) ：全彩3D打印及砂模鑄造。

以下是Exone公司用3DP技術進行砂模鑄造的過程：

粘結劑噴射

加熱固化

打印成型

鑄造成型

4、PolyJet

PolyJet即聚合物噴射技術，其成型原理類似3DP技術，但噴射的不是粘合劑而是光固化樹脂，噴射完成後通過紫外光照射固化成型。

PolyJet成型原理

PolyJet采用陣列式噴頭，甚至可以同時噴射不同材料，實現多種材料、多色材料同時打印。

陣列噴頭工作過程

PolyJet打印過程

5、FDM（FusedDeposition Modeling）

FDM即熔融層積技術，利用高溫將材料熔化，通過打印頭擠出成細絲(si) ，在構件平台堆積成型。FDM是最簡單也是最常見的3D打印技術，通常應用於(yu) 桌麵級3D打印設備。

以下是FDM技術的工作原理：

模型處理

耗材擠出成型

逐層打印過程

去除支撐

表麵處理

金屬3D打印技術可以直接用於(yu) 金屬零件的快速成型製造，具有廣闊的工業(ye) 應用前景，是國內(nei) 外重點發展的3D打印技術，下麵跟大家分享NPJ、SLM、SLS、LMD和EBM五大金屬3D打印原理。

6.NPJ（Nano Particle Jetting）

NPJ技術是以色列公司Xjet最新開發出的金屬3D打印成型技術，與(yu) 普通的激光3D打印成型相比，其使用的是納米液態金屬，以噴墨的方式沉積成型，打印速度比普通激光打印快5倍，且具有優(you) 異的精度和表麵粗糙度。

以下是Xjet設備工作過程：

金屬顆粒細化

金屬顆粒分布在液滴中

液滴噴射成型過程

液相排出過程

燒結後的製件

 7.SLM（Selective Laser Melting）

SLM即選區激光熔化成型技術，是目前金屬3D打印成型中最普遍的技術，采用精細聚焦光斑快速熔化預置金屬粉末，直接獲得任意形狀以及具有完全冶金結合的零件，得到的製作致密度可達99%以上。

激光振鏡係統是SLM的關(guan) 鍵技術之一，以下是SLM Solution公司的振鏡係統工作圖：

  激光發射

激光傳(chuan) 輸

  掃描振鏡

激光掃描熔化

金屬粉末熔化過程

金屬3D打印過程中，由於(yu) 製件通常較複雜，需要打印支撐材料，製件完成後需要去除支撐，並對製件的表麵進行處理。

取出製件 

去除支撐

後處理

 8.SLS（Selective Laser Sintering）

SLS即選區激光燒結成型技術，與(yu) SLM技術類似，區別是激光功率不同，通常用於(yu) 高分子聚合物的3D打印成型。

以下是SLS製備塑料製件的過程：

模型分層切片

激光燒結過程

製件的取出

後處理

SLS也可用於(yu) 製造金屬或陶瓷零件，但所得到的製件致密度低，且需要經過後期致密化處理才能使用。

SLS製造金屬零件

 9.LMD（Laser metal Deposition）

LMD即激光熔覆成型技術，該技術名稱繁多，不同的研究機構獨立研究並獨立命名，常用的名稱包括：LENS, DMD, DLF, LRF等，與(yu) SLM最大不同在於(yu) ，其粉末通過噴嘴聚集到工作台麵，與(yu) 激光匯於(yu) 一點，粉末熔化冷卻後獲得堆積的熔覆實體(ti) 。

以下是LENS技術的工作過程：  

同軸送粉 

構建過程

  10.EBM（Electron Beam Melting）

EBM即電子束熔化技術，其工藝過程與(yu) SLM非常相似，區別在於(yu) ，EBM所使用的能量源為(wei) 電子束。EBM的電子束輸出能量通常比SLM的激光輸出功率大一個(ge) 數量級，掃描速度也遠高於(yu) SLM，因此EBM在構建過程中，需要對造型台整體(ti) 進行預熱，防止成型過程中溫度過大而帶來較大的殘餘(yu) 應力。

以下是EBM工作過程：  

整體(ti) 預熱

成型過程

熔化過程中粉末的變化