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      3D打印技术从狭义上来说主要是指增材成型技术
，从成型工艺上看
，3D打印技术突破了传统成型方法，通过快速自动成型系统与计算机数据模型结合

，无需任何附加的传统模具制造和机械加工就能够制造出各种形状复杂的原型，这使得产品的设计生产周期大大缩短，生产成本大幅下降
。3D打印，俗称“三维打印技术”或 “快速制造技术”，是对一系列“增材制造”技术的总称。

 

那么
，3D打印技术主要分为哪几种，优缺点是什么呢
？

1

，熔融沉积成型工艺（Fused Deposition Model-ing, FDM）

 

是继LOM工艺和SLA工艺之后发展起来的一种3D打印技术
。该技术于1988年发明

，随后Stratasys公司成立并在1992年推出了世界上第一台基于FDM技术的3D打印机——“3D造型者（3DModeler）”，这也标志着FDM技术步入商用阶段。国内的清华大学、北京大学
、北京殷华公司
、中科院广州电子技术有限公司都是较早引进FDM技术并进行研究的科研单位。FDM工艺无需激光系统的支持，所用的成型材料也相对低廉，总体性价比高，这也是众多开源桌面3D打印机主要采用的技术方案。

FDM成型原理
：熔融沉积有时候又被称为熔丝沉积，它将丝状的热熔性材料进行加热融化，通过带有微细喷嘴的挤出机把材料挤出来
。喷头可以沿X轴的方向进行移动

，工作台则沿Y轴和Z轴方向移动（当然不同的设备其机械结构的设计也许不一样），熔融的丝材被挤出后随即会和前一层材料粘合在一起

。一层材料沉积后工作台将按预定的增量下降一个厚度，然后重复以上的步骤直到工件完全成型。

FDM成型技术的优点

：

（1）成本低。熔融沉积造型技术用液化器代替了激光器，设备费用低；另外原材料的利用效率高且没有毒气或化学物质的污染，使得成型成本大大降低。

（2）原材料以材料卷得的形式提供，易于粉末材料搬运和储存以及快速更换；   （3）原材料在成型过程中无化学变化

，相对金属粉末
，树脂固化制件成型的变形小
。 

FDM成型技术的缺点
：

（1）需要配合支撑结构打内腔模型时
，支撑面效果欠佳。

（2）需要对整个截面进行逐步打印，成型时间较长，成型速度相对SLA 慢7%左右
。

 

2，SLA与DLP

：立体光固化成型工艺

SLA立体光固化成型工艺又称立体光刻成型，该工艺最早于1984年提出并获得美国国家专利
，是最早发展起来的3D打印技术之一
。该专利申请两年后便成立了3D Systems公司，并于1988年发布了世界上第一台商用3D打印机SLA-250。SLA工艺以光敏树脂作为材料，

在计算机的控制下紫外激光将对液态的光敏树脂进行扫描从而让其逐层凝固成型，SLA工艺能以简洁且全自动的方式制造出精度极高的几何立体模型
；

DLP 投影成型技术导引:为了提高光固化成型速度，由之前激光扫描固化提高到固化更快面积更大的投影固化技术
；

SLA激光光固化成型原理
：

液槽中会先盛满液态的光敏树脂，氦-镉激光器或氩离子激光器发射出的紫外激光束在计算机的操纵下按工件的分层截面数据在液态的光敏树脂表面进行逐行逐点扫描
，这使扫描区域的树脂薄层产生聚合反应而固化形成工件的一个薄层
。

当一层树脂固化完毕后，工作台将下移一个层厚的距离以使在原先固化好的树脂表面上再覆盖一层新的液态树脂，刮板将黏度较大的树脂液面刮平然后再进行下一层的激光扫描固化。因为液态树脂具有高黏性而导致流动性较差，在每层固化之后液面很难在短时间内迅速抚平，这样将会影响到实体的成型精度。采用刮板刮平后，所需要的液态树脂将会均匀地涂在上一叠层上，这样经过激光固化后将可以得到较好的精度，也能使成型工件的表面更加光滑平整。新固化的一层将牢固地粘合在前一层上，如此重复直至整个工件层叠完毕，这样最后就能得到一个完整的立体模型
。当工件完全成型后，首先需要把工件取出并把多余的树脂清理干净
，接着还需要把支撑结构清除掉
，最后还需要把工件放到紫外灯下进行二次固化。

 

3，SLS

：选择性烧结成型法

 

粉末材料选择性烧结采用二氧化碳激光器对粉末材料（塑料粉等与粘结剂的混合粉）进行选择性烧结，是一种由离散点一层层堆集成三维实体的快速成型方法
。 

粉末材料选择性烧结采用二氧化碳激光器对粉末材料（塑料粉、陶瓷与粘结剂的混合粉
、金属与粘结剂的混合粉等）进行选择性烧结
，是一种由离散点一层层对集成三维实体的工艺方法。 

在开始加工之前
，先将充有氮气的工作室升温，并保持在粉末的熔点一下
。成型时，送料筒上升
，铺粉滚筒移动，先在工作平台上铺一层粉末材料
，然后激光束在计算机控制下按照截面轮廓对实心部分所在的粉末进行烧结，使粉末溶化继而形成一层固体轮廓
。 

第一层烧结完成后，工作台下降一截面层的高度
，在铺上一层粉末，进行下一层烧结，如此循环，形成三维的原型零件
。最后经过5-10小时冷却，即可从粉末缸中取出零件。未经烧结的粉末能承托正在烧结的工件，当烧结工序完成后，取出零件。 

粉末材料选择性烧结工艺适合成型中小件，能直接的到塑料、陶瓷或金属零件
，零件的翘曲变形比液态光敏树脂选择性固化工艺要小
。但这种工艺仍需对整个截面进行扫描和烧结
，加上工作室需要升温和冷却

，成型时间较长
。此外
，由于受到粉末颗粒大小及激光点的限制，零件的表面一般呈多孔性
。 

在烧结陶瓷、金属与粘结剂的混合粉并得到原型零件后，须将它置于加热炉中，烧掉其中的粘结剂
，并在孔隙中渗入填充物，其后处理复杂。粉末材料选择性烧结快速原型工艺适合于产品设计的可视化表现和制作功能测试零件
。由于它可采用各种不同成分的金属粉末进行烧结
、进行渗铜等后处理
，因而其制成的产品可具有与金属零件相近的机械性能，但由于成型表面较粗糙，渗铜等工艺复杂
，所以有待进一步提高
。 

选择性激光烧结（SLS）优点 

（1）可以采用多种材料。从理论上说
，任何加热后能够形成原子间粘结的粉末材料都可以作为SLS的成型材料。 

（2）过程与零件复杂程度无关，制件的强度高。 

（3）材料利用率高
，为烧结的粉末可重复使用，材料无浪费
。

（4）无须支撑结构。 

（5）与其他成型方法相比，能生产较硬的模具。

SLS的缺点 

（1）原型结构疏松、多孔，且有内应力
，制作易变性
。 

（2）生成陶瓷
、金属制件的后处理较难。 

（3）需要预热和冷却。 

（4）成型表面粗糙多孔
，并受粉末颗粒大小及激光光斑的限制
。 

（5）成型过程产生有毒气体及粉尘，污染环境。