導讀：3D打印正在逐漸成為(wei) 各個(ge) 領域的主要工具。然而，可用的3D打印工藝種類繁多，並且每個(ge) 工藝都有著不同的有點和缺陷。因此，在您選擇相關(guan) 技術或者購買(mai) 3D打印機之前，有必要了解一些機器和技術背後的工藝知識。

　　材料擠出（Material Extrusion）

　　常見工藝：FFF、FDM（與(yu) FFF相同，隻是它是Stratasys的商標術語）

　　描述：此過程使用壓力噴出流體(ti) 或凝膠材料。典型例子是FFF方法，將長絲(si) 推入熱端以產(chan) 生壓力，並使柔軟的長絲(si) 從(cong) 噴嘴流出。

　　缺陷：層附著力差。材料分層放置，通常到第二層出現時，第一層已經冷卻並且與(yu) 新層結合的能力稍差。這導致部件在層間的強度遠不如材料本身。

　　解決(jue) 方案：一些製造商試圖通過加熱室、軟件調整或特殊材料來解決(jue) 這個(ge) 問題，但這一問題始終存在於(yu) 這項工藝之中。

　　△擠出熱塑性長絲(si)

　　粉床融合（Powder Bed Fusion）

　　常用工藝：SLS、DMLS、SLM

　　描述：此技術在粉末材料床上進行高能量噴射，通常使用激光。利用激光選擇性固化床層的一部分，然後逐層重複這個(ge) 過程。常規激光器是一個(ge) 尺寸較大的組件，需要安裝在一個(ge) 靜態位置，利用構建室頂部的傾(qing) 斜鏡子將光束向下引導到粉末床。

　　缺陷：隨著粉末床麵積的增加，激光撞擊粉末表麵的角度變得越來越傾(qing) 斜。當“點”形狀發生變化時，會(hui) 導致熔化不均勻。每個(ge) 區域能量也會(hui) 發生變化，可能會(hui) 弄亂(luan) 打印部件的邊緣。

　　解決(jue) 方案：一些供應商的解決(jue) 方案是將激光升高，以減小傾(qing) 斜角度，這使3D打印機高度增加。其他方案使用多個(ge) 激光器，甚至移動激光源本身以將其直接保持在床上。

　　△激光撞擊粉末表麵

　　光固化

　　常用工藝：MSLA、SLA、DLP、LCD

　　描述：此過程將光固化樹脂選擇性地暴露於(yu) 能量之下，通常使用激光或LED麵板的紫外線。固化材料層相互疊加，逐漸形成3D對象。

　　缺陷：通常使用紫外線來固化光聚合樹脂，但是，部件從(cong) 打印機中取出後，可能會(hui) 暴露在其他額外的紫外線下，尤其是太陽。額外的紫外線照射會(hui) 導致材料繼續固化，最終材料會(hui) 因變形而破裂。這使得這種類型的部件通常不太耐用，特別是對於(yu) 戶外應用。

　　解決(jue) 方案：一些製造商試圖用特種樹脂混合物來克服這個(ge) 問題。

　　△光固化聚合樹脂

　　材料噴射（Material Jetting）

　　常用工藝：PolyJet

　　描述: 此過程從(cong) 類似噴墨的噴嘴中逐層選擇性地噴射液態光聚合樹脂。每層都通過紫外線固化，隨後的層構建在固化材料的頂部。支撐材料用於(yu) 處理懸垂部分。

　　缺陷：此類係統使用“管道”設置，將樹脂從(cong) 墨盒流動到噴墨頭。如果需要更換材料，則必須衝(chong) 洗整個(ge) 管道係統，去除舊材料的痕跡。衝(chong) 洗過程用新材料完成，這意味著每次更換材料都會(hui) 浪費大量昂貴的樹脂。

　　△PolyJet打印手機殼

　　粘合劑噴射（Binder Jetting）

　　常用工藝：MJF、NPJ

　　描述：這項技術使用噴墨將一種粘合劑選擇性滴在平坦的粉末床上。接收液滴的區域將被固化，其餘(yu) 粉末保持鬆散。逐層進行以上步驟，直到生成整個(ge) 對象。

　　缺陷：這些過程通常需要進行後處理以接合粘合劑。在某些情況下，需要巨大的熱量來激活粘合劑，而這種熱量可能需要很長時間（有時長達一天）才能冷卻，然後才能嚐試進一步加工而不使部件變形。這可能會(hui) 拖累機器的生產(chan) 率。

　　解決(jue) 方案：一些供應商使用可更換構建室。當一個(ge) 正在冷卻時，另一個(ge) 可以被激活以進行第二個(ge) 打印作業(ye) 。

　　△MJF流程

　　直接能量沉積（Direct Energy Deposition）

　　常用工藝：DED、WAAM

　　描述：這種方法通過擠壓金屬，無論是金屬粉末還是金屬線，然後立即受到高能量的撞擊。能量熔化金屬，熔池立即下降到3D空間，通過機械臂進行位置操作。

　　缺陷：雖然這種方法通常高效且高度可擴展，但DED的表麵分辨率質量相當差。產(chan) 品往往看起來很粗糙。

　　解決(jue) 方案：一些製造商使用CNC銑削工具以在打印過程中或打印後打磨表麵。

　　△DED金屬3D打印表麵

　　片材層壓（Sheet Lamination）

　　常用工藝：CleanGreen、Solido

　　描述：這種過程需要將材料片一張一張地層壓在一起。隨著每張材料片疊加，切割器在特定層高度切掉物體(ti) 邊緣的形狀。打印完成後，將切片區域拉開以顯示最終部分。

　　缺陷：在某些幾何形狀中，廢料會(hui) 被困在物體(ti) 內(nei) 部並且無法去除。這限製了工藝可能製造的幾何形狀。

　　△3D打印片材層壓（紙）

　　工藝互補是當下最好的方法

　　現在的市場上能看到不同工藝的多種3D打印機，這些機器具有不同的功能，使用不同的材料，擁有不同的定價(jia) 。然而，這些打印機也有各自的局限。例如，小巧的3D打印機無法製造大零件；FFF設備無法打印光滑的表麵；金屬3D打印機無法生產(chan) 聚合物產(chan) 品。

　　△多台3D打印機

　　因此，如果想要盡可能多地豐(feng) 富製造能力，最好的辦法是在預算充足的情況下利用多個(ge) 機器，起到工藝互補作用。通過對工作類型、材料選擇、零件尺寸和質量判斷，先購買(mai) 最適合的機器，然後根據需要增加更多設備。隨著機器的積累，還可以選擇或者替換更多的工具，做出更好的選擇。