3D打（dǎ）印其實並不神（shén）秘，也不是一項嶄新的技術，其實3D打印早（zǎo）已（yǐ）在工業應用的領域默默奉獻了近三（sān）十年。總的來（lái）說，物體成型的方式主要有以下四類：減材成型、受壓成型、增（zēng）材成型、生長成（chéng）型。

 

　　減材成型：主要是（shì）運用（yòng）分離技（jì）術把多餘部分的材料有序地從基（jī）體上剔除出去，如傳統的車、銑、磨、鑽、刨、電火花和激光（guāng）切割都屬於減材成型。

　　受壓成型：主要利用材料的可塑性在特定的外力下（xià）成型，傳統的鍛壓、鑄造、粉末冶金等（děng）技術都屬於受（shòu）壓成型。受（shòu）壓成型多用於毛坯（pī）階段的模（mó）型製作，但也有直接用於工件成型的例子（zǐ），如（rú）精密鑄造、精密鍛（duàn）造等淨成型均屬於受壓成型。

　　增（zēng）材成型：又稱堆積成型，主要利用（yòng）機械（xiè）、物理（lǐ）、化學等方法通過有序地添加材（cái）料而（ér）堆積成型的方法。

　　生長成（chéng）型：指（zhǐ）利用材料的活性進（jìn）行成型的方法（fǎ），自然（rán）界中的生物個體發育屬於生長成型。隨著（zhe）活性材料、仿生學、生物化學和生（shēng）命科學（xué）的發展，生長成型技術將得到長足的發展。

 

　　3D打（dǎ）印技術從狹義上來說主（zhǔ）要是（shì）指增材（cái）成型技術，從成型工藝上看3D打印技術突破了傳統成型方法通過快速自（zì）動成型（xíng）係統與計算機數據（jù）模型結合，無需任何附加的傳統模（mó）具製造和機械加工就能夠製造出各種形狀複雜的原型，這使得產品的設計生產周期大大縮短，生產成本大幅下降。

　　

　　當（dāng）今主流的3D打印技術及匹配材料：

　　

　　擠壓成型：

 

　　一（yī）、熔融沉（chén）積成型工藝（FDM）

 

　　熔融沉積成型（xíng）工藝（Fused Deposition Modeling，FDM）是繼LOM工藝和SLA工藝之後發展起來的（de）一（yī）種3D打印技術。該（gāi）技術由（yóu）Scott Crump於1988年發明，隨後Scott Crump創立了Stratasys公司。1992年，Stratasys公（gōng）司推出了世界上第一台基於FDM技術的3D打印機——“3D造型者（3D Modeler）”，這也標誌著FDM技術步入商用階段（duàn）。

　　國內（nèi）的清華大學、北京大學、北京殷華公司（sī）、中科院廣州電子技術有限公司都是較早引進FDM技術並（bìng）進行研究的科（kē）研單位。FDM工藝無需激光係統的支持，所用的成型材料（liào）也相（xiàng）對低廉，總體性價比高，這也是眾多開源桌麵（miàn）3D打印機（jī）主要采用的（de）技術方案。

　　熔融沉積有時候又被稱為熔絲沉積，它將（jiāng）絲狀的熱熔性材料進行加熱融化，通過帶有微細噴嘴的（de）擠出（chū）機把材料擠出來。噴頭可以沿X軸的方向（xiàng）進行移動，工作台則沿Y軸和Z軸方向移動（當（dāng）然不同（tóng）的設備（bèi）其機械（xiè）結構的設計也許不一樣），熔（róng）融（róng）的絲材被擠（jǐ）出後隨即會和前一層材（cái）料（liào）粘合在一起。一層材料沉積後工作台將按預定的增量下（xià）降一個厚度，然後重（chóng）複以上的步驟直到工件（jiàn）完全成型。下麵我們一起來看看FDM的（de）詳細技術原理：

　　

　　FDM詳細技術原理

 

　　熱熔性絲材（通常為ABS或PLA材料）先被纏繞在供料輥（gǔn）上，由步進電機驅動輥子旋轉，絲材在主動輥與（yǔ）從動輥的摩擦力作用下向擠出機（jī）噴頭送出。在供（gòng）料輥和噴頭之間有（yǒu）一導向套，導向套采用低摩擦力材料製成以便絲材能（néng）夠順利準確地（dì）由供料輥送到噴頭的內腔。

　　噴（pēn）頭的上方有電阻絲式加熱器，在加熱器的作用下絲材（cái）被加熱到熔融狀（zhuàng）態，然後通過擠（jǐ）出機把（bǎ）材料擠壓到工作台上，材（cái）料冷卻後便形形（xíng）成了工（gōng）件的截（jié）麵輪廓。

　　采用FDM工藝製作具（jù）有（yǒu）懸空（kōng）結（jié）構的工件（jiàn）原型（xíng）時需要有支撐結構的支持，為了節省材料成本和提高成型的效率，新型的FDM設備會采用了雙噴頭的設計（jì），一個噴頭負（fù）責擠出成型材料，另外一個噴頭負責（zé）擠出支撐材料。

　　一（yī）般來說，用於成型（xíng）的材料（liào）絲相對更精細一些，而且價格（gé）較高（gāo），沉積效率也較低（dī）。用於製作支（zhī）撐材料（liào）的絲材會相對較粗一些，而且成本較低，但（dàn）沉積效率會更高些。支撐（chēng）材料一般會選用水（shuǐ）溶性材料或比成型材料熔（róng）點低的（de）材料，這樣在後期處理時通過物理或（huò）化學的方（fāng）式就能很方便地把支撐結構去除幹淨。

 

　　適用材（cái）料：熱塑性塑料，共晶係統金屬、可食用材料

 

　　線狀（zhuàng）成型：

 

　　一、電子束自由成形製造（zào）（EBF）

 

　　電子束自由成形Electron beam freeform fabrication（EBF）是一種采用電子束作為熱（rè）源，利用離軸金屬（shǔ）絲建造零件的工藝。采用該增材製造工藝製造的近（jìn）淨成形零件需要通過減材工藝進行（háng）後續的精加工（gōng）。

　　其原理（lǐ）為在真空環（huán）境中，高能量密度的（de）電子束轟擊金屬表麵形（xíng）成熔池，金屬絲材通過送絲（sī）裝置送入熔池並熔化，同時（shí）熔池按照預先規劃的路徑運動（dòng），金屬材料逐層凝固堆積，形（xíng）成（chéng）致密的冶金結合，直至製（zhì）造（zào）出金（jīn）屬零件或毛坯。

　　該工藝最初為美國NASA 蘭利研究中心開發，其合同商 Sciaky 是當前該工藝開發（fā）方麵（miàn）的最領先（xiān）公司（sī），目前已經加入DARPA“創新金（jīn）屬加工 - 直接數字化沉積（CIMP-3D）”中心的研究。該（gāi）工藝的研究主（zhǔ）要（yào）用於航空（kōng）航天領域。

　　

　　EBF詳細技（jì）術原理

　　EBF工藝可替代鍛造技（jì）術，大幅降低成本和縮短交付周期。它不僅能用於低成本製造和飛機（jī）結構件設計，也為宇航員在國際空（kōng）間站或月球或（huò）火星表麵加工備用結構件和新型工具提供了一種便捷的途（tú）徑。

　　EBF技術可（kě）以直接成形鋁、鎳、鈦、或不鏽鋼等金屬材料，而且可將兩種（zhǒng）材料混合在一起（qǐ），也可將一（yī）種（zhǒng）材料嵌入另一種，例如可（kě）將一部分光纖玻璃嵌入鋁製件中（zhōng），從而使傳感器的區域安裝（zhuāng）成為可能。EBF3 係統已經在 NASA 噴氣式飛機上進行測（cè）試，並經曆了短暫的失（shī）重狀（zhuàng）態。

 

　　適用材（cái）料：幾乎任何合金

 

　　粒狀物料成型：

 

　　一、直接金屬（shǔ）激光燒結技術（DMLS）

 

　　通過使用高能量（liàng）的激光束再由3D模型數據控製來局部熔化金屬（shǔ）基體，同時燒結固化粉末金屬材料並自動地（dì）層層堆（duī）疊，以生成（chéng）致密的幾何形狀的實體零件。這種零件製造工藝被（bèi）稱為“直接金（jīn）屬激光燒結技術（Direct Metal Laser-Sintering）”。

　　通（tōng）過選用不（bú）同的燒結材料和調節工藝參數，可以生成性能差異變化很大的零件，從具有（yǒu）多孔性的透氣鋼，到耐腐蝕的不鏽鋼再到組織致密的模具（jù）鋼。這種離散法製造技術甚至（zhì）能夠直接製造（zào）出非常複（fù）雜的零件，避（bì）免了采用銑（xǐ）削和放電加工，為設計提供了更大的自由度。

　　

DMLS詳細技（jì）術原理

　　早些年隻有相對軟（ruǎn）的材料適用這種技術，而隨著技術（shù）的不斷進（jìn）步，適用領域也擴（kuò）展到了塑料、金屬（shǔ）壓鑄和衝壓等各種量產模具。應（yīng）用這（zhè）項技術（shù）的（de）優點不僅是周期短，而（ér）且使模具設計師能夠把心思集中在如何建構最佳的幾何造型，而不用考慮加工的可行性上。結合（hé）CAD和CAE技術可以製造出任意冷卻水路（lù）的模具結構。

　　DMLS是金屬（shǔ）粉體成型（xíng），有同軸送粉和輥筒送粉兩類。同軸送粉（fěn）的技術適合製造分層厚（hòu）度在1mm以（yǐ）上物件（jiàn），大型的金屬（shǔ）件，目前我國最大的工（gōng）件居然是核電部件，在四川製造。一些航空部件西工（gōng）和北理工開始產業化了。輥筒送粉的產品精細度（dù）高，適合製造（zào）小型部件，因（yīn）為製造過（guò）程部件很容易熱變形。製造空間超過電腦機箱大小都是很困難的。以上幾類3D打（dǎ）印其實都是對應了材料的熱曲線，需要（yào）材料配合，以金屬粉體為（wéi）例，既（jì）涉及到（dào）粉體粒徑形貌又涉及到粒徑搭配，還需要熱處理使得（dé）馬氏體和奧（ào）氏體之間結構轉化。

　　DMLS技術由德國EOS公司開發，與SLS和SLM技術（shù）原（yuán）理非常類似 。EOS公司出品的EOSINT M 係列（liè）機型（xíng）也非常類似3D Systems 公（gōng）司的（de） sPro 係列機型。M係列能打（dǎ）印鋁，鈷鉻合金（jīn），鈦，鎳合金和鋼。

 

　　適用材料：幾乎任何合金

 

　　二、電子束熔化成型（EBM）

 

　　電子束選（xuǎn）區熔化（Electron Beam Melting，EBM）技術是增材製造技術的主要方向之一。目前（qián）世界上僅有瑞（ruì）典的Arcam AB公（gōng）司可提供商業化設（shè）備。

　　其工作（zuò）原理主要是利用（yòng）金屬粉（fěn）末在電（diàn）子束轟擊下熔化的原理，先在鋪粉平麵上鋪展一層粉末並壓實；然後，電子束在計算（suàn）機的控製下按照（zhào）輪廓截麵信息進（jìn）行有選擇的燒結，金屬粉（fěn）末在電子束的轟擊下（xià）燒結在一起，並與下（xià）麵已成型的部分粘接，層層（céng）堆積，直至整個零件全部（bù）燒結完成；最後去除多餘（yú）粉末便得到想要的零（líng）件。

　　

EBM詳細技術原理

　　EBM技術采用金屬粉末為原材料，其應用範圍相當廣泛，尤其（qí）在難熔、難加（jiā）工材料方麵有突出用途，包括（kuò）鈦合金、鈦基金屬間化合物、不鏽鋼（gāng）、鈷鉻合金、鎳合（hé）金等（děng），其（qí）製品能實現高度複雜（zá）性並達到較（jiào）高的（de）力學性能。此技術（shù）可用於（yú）航（háng）空飛行器及發動（dòng）機（jī）多（duō）聯葉片、機匣、散熱器、支座、吊耳等結構的製造。

 

　　適用材（cái）料：鈦合金

 

　　三、選擇性（xìng）激光（guāng）熔融技（jì）術（SLM）

 

　　SLM技術（shù）由德國夫琅和費學院於1995年與當時的F&S Stereolithographietechnik公司合作研發並申（shēn）請獲得相關專利。2000年早期（qī）F&S與德國MCP HEK公司（後來稱為MTT科技公司，又改為SLM Solutions公（gōng）司（sī））達成商業合作。如今，SLM技術的創始人Dieter Schwarze博士在SLM Solutions公（gōng）司，而Matthias Fockele博士（shì）則創立了Realizer公司。

　　SLM技術是利用金屬（shǔ）粉末在激光束的熱作用下完全熔（róng）化、經冷卻凝（níng）固而成（chéng）型的一（yī）種技術。在高激光能量密度作用下，金屬粉末完全熔化，經散（sàn）熱（rè）冷卻後可實現與固體（tǐ）金屬（shǔ）冶金（jīn）焊合成型。SLM技術正是通過此過程，層（céng）層累積成型出三維實體的快速成型技術。

　　

SLM詳細技術原（yuán）理

　　3D Systems公司也出品了采用SLM技術的金屬3D打印機：sPro125和250。3D Systems 公司稱它們為直接金屬選擇性激光熔融（Direct Metal SLM）。它們能生產高精度，高複雜度的（de）金屬零件。打印層厚可達20微米，可打印（yìn）的金屬（shǔ）包（bāo）括鈦，不鏽鋼，鈷（gǔ）鉻合金（jīn），工具鋼（gāng）等，所以能夠應用在（zài）航空領（lǐng）域（比如帶（dài）冷卻倉的超高效散熱片的一體化打印），以及醫（yī）療保健領域（比如超複雜形狀的金屬下顎（è））等等。

 

　　適用材料：鈦合金、鈷鉻合金、不鏽鋼、鋁

 

　　四、選擇性熱燒結成型技術（shù）（SHS）

 

　　Selective sintering（選擇（zé）性熱燒結）技術始於3D印刷（shuā）工場，這家創新的丹麥企業成立於2009年，旨在創造一種“辦公室3d打印機（jī）”，實惠（huì）的價格和高質量的印刷（shuā）。

　　他（tā）們（men）的專（zhuān）利SHS（選擇性熱燒結）在2011年推（tuī）出3D印刷技術在EUROMOLD。它類似於激光燒結（jié），但是，而不是使用激光SHS使用的熱打印頭。被保持在升高的（de）溫度下，這樣的機械掃描頭（tóu）隻需要提升的溫度稍高於粉末的熔融溫度，以選擇性地結合（hé），粉末床。

　　它是如（rú）何工作的？然（rán）後它被切成層，使（shǐ）用另一（yī）種方案，在CAD軟件設計的三維模型。當按下（xià）“打印”按鈕，打印（yìn）機蔓延在整個構建室一（yī）層薄薄的（de）塑料粉末（mò）。感熱式打印（yìn）頭開始來回移動（dòng），從打印頭的（de）熱熔融到塑料粉（fěn）末層中的每個（gè）橫截麵。再次三維打印機，塑料粉末，準備新（xīn）的層，感熱式打印頭，繼續加熱到粉末層。最終的三（sān）維模（mó）型是在編譯室 - 由未熔化粉末包圍。未使用的粉（fěn）是100％可回收（shōu），沒有必要額外的支持材料。

　　隨著選擇性熱燒結技術的3D打印機可（kě）以使任何複雜的幾何形狀（最小壁厚為1毫（háo）米）的形成。可以加載多個3D模型，並打印在同一時間。

 

　　適用材料：熱（rè）塑性粉末

 

　　五、選（xuǎn）擇性激光燒結工藝（SLS）

 

　　選（xuǎn）擇性激光燒結工藝（Selective Laser Sintering，SLS），該工藝最早是由美國德克薩斯大（dà）學奧斯汀分校的C.R.Dechard於1989年在其碩士論文中提出的，隨後C.R.Dechard創立了DTM公司並於1992年發（fā）布了基於SLS技術的工業級商用3D打印機Sinterstation。

　　二十年多年來奧斯汀分校和DTM公司（sī）在SLS工藝領域投入了大（dà）量的研究工作，在設備研製和工（gōng）藝、材料開發上都取得了豐碩的成果。德國的EOS公司針（zhēn）對SLS工藝也進（jìn）行了大量的研究（jiū）工作並且已開發出一係列的工業級SLS快速成型設備，在2012年的歐（ōu）洲模具展上EOS公（gōng）司研發的3D打印設備大放異彩。

　　在國內也有許多科研單位開展了對SLS工（gōng）藝的研究，如（rú）南京航（háng）空航天大學、中北大學、華中科技大學、武漢濱湖機（jī）電產業有限公司、北京隆源自（zì）動成型有限公司（sī）、湖南華曙高科等。

　　SLS工藝使用的是粉（fěn）末狀材料，激光器在計算機的操控下對粉末進行掃描照射而（ér）實現材料的燒結粘合，就這樣材料層層堆（duī）積（jī）實現成（chéng）型，如圖所示（shì）為（wéi）SLS的成型原理：

　　

SLS詳細技術原理

　　選擇性（xìng）激光燒結加工的過程先采（cǎi）用壓輥將一層粉末平鋪到已成型工件的上表麵，數控係統操（cāo）控激（jī）光束按照該層截麵輪廓在粉層上進行（háng）掃描照射而使粉末的溫度（dù）升（shēng）至（zhì）熔化點，從而進行燒結並於下麵（miàn）已成型的部分實現粘合。

　　當一層截麵燒結完後工作台將下降一（yī）個層厚，這時壓輥又會均勻地在上麵鋪上（shàng）一層粉末並開始新一層截麵的燒結，如此反複操作（zuò）直接工件完全成型。

　　在成型（xíng）的過程中，未經燒結的粉末對模型的空（kōng）腔和懸臂起著支撐的作用（yòng），因此SLS成型的工件不需要像（xiàng）SLA成型的工件那樣需要支撐結構。SLS工（gōng）藝使用（yòng）的材料與SLA相比（bǐ）相（xiàng）對豐富些，主要有石蠟、聚碳酸（suān）酯（zhǐ）、尼龍、纖細尼龍、合成尼龍、陶瓷甚至還可以是金屬。

　　當工件完（wán）全成型（xíng）並完全冷卻後，工作（zuò）台將上（shàng）升至原來的高度，此時需要把工件取出使用刷子或壓縮空氣把模型表層（céng）的粉末（mò）去掉。

　　SLS工藝支持多種材料，成（chéng）型工（gōng）件無需（xū）支撐結構，而且材料利用率較高。盡管這樣SLS設備的價格（gé）和材料價格仍然十分昂貴，燒結前材料需要預（yù）熱，燒結過程中材料會揮發出異味，設（shè）備工作環境要求相對苛刻。

 

　　適用材料：熱塑性塑料、金屬粉末、陶瓷粉末

 

　　粉末層噴頭成（chéng）型技術：

 

　　一（yī）、三維印刷（shuā）工藝（3DP）

 

　　石膏3D打印又（yòu）叫粉（fěn）末層噴頭3D打印（Three-Dimension Printing，3DP），該（gāi）技術由美國麻省（shěng）理工大學的Emanual Sachs教授發明（míng）於1993年，3DP的工作原理類似於（yú）噴墨打印機（jī），是形式上最為貼合“3D打印”概（gài）念的成型技術之一。3DP工藝與SLS工藝也有著類似的地方，采用的都是粉末狀的材料，如陶瓷、金屬、塑（sù）料，但與其（qí）不同的是3DP使用的粉末並不是通過激光燒結粘合在一起（qǐ）的，而是通過（guò）噴頭噴射粘合劑將工件的截麵“打印”出來並一層層堆積成型的，如圖所示為3DP的技術原理：

　　

3DP詳細技術原（yuán）理

　　首先設備會把（bǎ）工作（zuò）槽中的粉末鋪平，接著噴頭會按照指定的（de）路徑將液態粘合（hé）劑（如矽膠）噴射在預先粉層上的指定區域（yù）中，此（cǐ）後不斷重複上述步驟（zhòu）直（zhí）到工件完全（quán）成型後除去模型（xíng）上多餘的粉末材（cái）料即可。3DP技術成型速度非常快，適用於製造結（jié）構複雜的工件，也適用於製作（zuò）複合材料或非均勻材質材料的零件。

 

　　適用材料：石膏、熱塑性塑料、金屬（shǔ）粉末、陶瓷粉末

 

　　層壓成型技術：

 

　　一、分層實體成型工藝（LOM）

 

　　分層實體成型工藝（Laminated Object Manufacturing，LOM），這是曆史最為（wéi）悠久的3D打印成型技術，也是最為成熟的3D打印（yìn）技術之一。LOM技術自1991年問（wèn）世以來得到迅速的發展。由於（yú）分層實體成型多使用紙材、PVC薄膜等材料，價格低廉且成型精度高，因此受到了較為廣泛的關注，在產品概念（niàn）設計可視化（huà）、造型設計評（píng）估、裝配檢驗、熔模鑄造（zào）等方麵應用廣泛。下麵我們一起了解（jiě）一下LOM技術的原理，如圖所示為LOM技術的基本（běn）原理：

　　

LOM詳細技術原（yuán）理

　　分層實（shí）體成型係統主要包括計算機、數控係統、原材料存儲與運送部件、熱粘壓部件、激光切係統、可升降（jiàng）工作台等部分組成。

　　其中計算機負責接收和存（cún）儲成型工件的三維模型數據，這些數據主要是沿模型高度方向提取的一係列截麵（miàn）輪廓。原材料存儲與運送部件將把存儲在其中的原材（cái）料（底麵塗有粘合劑的薄膜材料）逐步送至工作台上方。

　　激光切（qiē）割器將沿著工件截麵（miàn）輪廓線對薄膜進行切割，可升降的工作台能支撐成型的工件（jiàn），並在每層成型之後降低一（yī）個材料厚度以便送進將要（yào）進行粘合和切（qiē）割的新一層材料，最後熱粘壓部（bù）件將會一層一層地把成型（xíng）區域（yù）的薄膜粘合（hé）在一起，就這樣重複上述的步驟直到工件完（wán）全成型。

　　LOM工藝采用的原料價格便宜（yí），因（yīn）此製作成本極為低廉，其適用於大尺寸工件的成型，成型過程無需設置（zhì）支撐結構，多餘的材料也容易剔除，精度也比較理（lǐ）想。盡管如此，由於LOM技術成型材料的利用率不高，材料浪費嚴重頗（pō）被詬病，又隨著新技術的發展LOM工（gōng）藝將有可能被逐步淘汰。

 

　　適用材料：紙、金屬膜、塑料薄膜

 

　　光聚合成型技術：

 

　　一、立體（tǐ）光固（gù）化成型工藝（SLA）

 

　　立（lì）體光固化（huà）成型工藝（Stereolithography Apparatus，SLA），又稱（chēng）立體光刻成型。該工藝最早由Charles W.Hull於1984年提出並獲得美國國（guó）家專利，是（shì）最早發展起來（lái）的（de）3D打印技術之一。Charles W.Hull在獲得該專利後兩年便成立了3D Systems公司並於1988年發布（bù）了世界上第一台商用3D打（dǎ）印機SLA-250。SLA工藝也成為了目（mù）前世界上研究最為深入、技術最為成熟、應用（yòng）最為廣泛的一種3D打印技術。

　　SLA工（gōng）藝以光敏樹脂作為材（cái）料，在計算機的控製下紫外激光將對液態的光敏樹（shù）脂進行掃描從（cóng）而讓其（qí）逐層（céng）凝固成型，SLA工藝能以簡潔且全自動的方式製造出精（jīng）度極（jí）高（gāo）的幾何（hé）立體模型。下麵我們一起了解一下SLA技術的原理，如（rú）圖所示為SLA技術的（de）基本原理：

　　

SLA詳細技術原理

　　液（yè）槽中會先盛滿液態的光（guāng）敏樹脂，氦—鎘激光器或氬離子激（jī）光器發射出（chū）的紫外激光束在計算機的操縱下按工件的（de）分層截麵數據在（zài）液態的光敏樹脂表麵進行逐行逐（zhú）點掃描，這使掃（sǎo）描區域的樹脂薄層產（chǎn）生（shēng）聚合反應（yīng）而固化從形成工件的一（yī）個薄層。

　　當一層樹脂固化完畢後，工作台將下移一個層厚（hòu）的距離以使在原先固化好的樹脂表麵上再覆蓋一層新的液態樹脂，刮板將粘度較大（dà）的樹脂液麵刮平然後再進行下一層的激光掃描固化。因為液態樹脂具有高粘性而（ér）導致流動性較差，在每層（céng）固化之後液麵很難在短時間內迅速撫平，這樣將會（huì）影響到實體的成型精度。采用刮板刮平後所（suǒ）需要的液態（tài）樹脂（zhī）將會均勻地塗在上一（yī）疊層上，這樣經過激光固化後將可以得到較好（hǎo）的精度，也能使成型工（gōng）件的表麵更加光滑平整。

　　新固化的一層將牢固地粘合在前一層上，如此重（chóng）複直至整個（gè）工件層疊完畢，這樣最後就能得到一個完整的立體模型。

　　當工件完全成型後，首先需要把工件取出並把多餘的樹脂清（qīng）理幹淨，接著還需要（yào）把支撐結（jié）構清除掉，最後還需要把工件放到紫外燈下進行二次固化。

　　SLA工藝成型（xíng）效率高（gāo），係統運（yùn）行相對穩定，成型（xíng）工件表麵（miàn）光滑精度也有保證，適合製作結構異常（cháng）複雜的模型（xíng），能夠直接製作麵向熔模精密鑄造的（de）中間模。盡（jìn）管SLA的成型精度高，但成型尺寸（cùn）也有較大的限製（zhì）而不適合製作（zuò）體積龐大的工件，成型過程中伴隨的（de）物理變化和（hé）化學變化（huà）可能會（huì）導致工件變形，因此（cǐ）成型工件需（xū）要有支撐結構。

　　目（mù）前（qián），SLA工（gōng）藝（yì）所支持的材料還相當有限且價格昂貴，液態的光敏樹脂具有一定的毒（dú）性和（hé）氣味，材料需要避光保存以防止提前（qián）發生聚合（hé）反應。SLA成型的成品硬度很（hěn）低而相對脆弱，小編在一（yī）次3D打印體驗活動（iCader帶您走進中科院探秘3D打印”活動簡報：華南地區的3D打（dǎ）印技術產業聯盟呼之欲出）中看到（dào）了SLA成品觸（chù）地（dì）碎裂的情況。此外，使用（yòng）SLA成型的模型還需要進（jìn）行二次固化，後期處理相對複雜。

 

　　適用材料：光硬化樹脂（photopolymer）

 

　　二、PolyJet聚（jù）合物噴射技術（UV紫外線成型技（jì）術（shù））

 

　　PolyJet聚合物噴射技術（shù）是以色列Objet公司於2000年初推出的專利技術，PolyJet技術也（yě）是當前最為先進的3D打印技術之一，它的成型原理（lǐ）與3DP有點（diǎn）類似（sì），不過（guò）噴射的不是（shì）粘合劑（jì）而是聚合成（chéng）型材料，如圖所示為PolyJet聚合物（wù）噴射係統的結構：

　　

PolyJet聚（jù）合物噴射技術（shù）原理

　　PolyJet的噴射（shè）打印頭沿X軸方向來回運動，工作原理與噴墨打印機十分類似，不同的是（shì）噴頭噴（pēn）射（shè）的不是墨水而是光敏聚合物。當光敏聚合材（cái）料被噴射（shè）到工作台上後，UV紫外光（guāng）燈將沿（yán）著噴頭工作的方向發射出UV紫外光對光敏聚合材料進行固化。

　　完成一層的（de）噴射打印和固化後，設備內置的工作台會極其（qí）精準地下降一個成型層厚（hòu），噴頭繼續噴射光敏（mǐn）聚合材料進行下（xià）一層的打印和固化（huà）。就這樣一層接一層，直到整個工（gōng）件打印製（zhì）作（zuò）完（wán）成。

　　工件（jiàn）成型的過程中將使用兩種不同類（lèi）型的光敏（mǐn）樹脂材料，一種是用來生成實際的模型的材（cái）料，另一種是類（lèi）似膠狀（zhuàng）的用來（lái）作為支撐的樹脂材料。

　　這種支撐材料由過程控製被精確的添（tiān）加到複雜成型（xíng）結（jié）構（gòu）模型的所需位置，例如是一些（xiē）懸空、凹槽、複雜細節和薄壁等（děng）等的結構。當完成整個（gè）打印成型過程（chéng）後，隻（zhī）需要使用Water Jet水槍就可以十（shí）分容易地把這些支撐材料去除，而最後留（liú）下的（de）是（shì）擁有整潔（jié）光滑表麵的成型工件。

　　使用PolyJet聚合物噴射（shè）技術（shù）成型的工件精度非常高，最薄層厚能達到16微米。設備提供封閉的成型工作（zuò）環境（jìng），適合於普（pǔ）通的辦公室環境。此外，PolyJet技術還支持多種（zhǒng）不同性質的材料同時成型，能夠製作非常複雜的模型。

 

　　適（shì）用材料：光硬化（huà）樹脂（zhī）（photopolymer）

 

　　三、數字光處理技術（DLP）

 

　　在數字光（guāng）處理技術中，大桶的物體聚合（hé）物被暴露在數字光處理投影機的（de）安全燈環境下（xià），暴露的液體聚合物快速變硬，然後設（shè）備的構建盤以較小的增量向下移動，液體（tǐ）聚合物再次暴露在光線下（xià）。這個過程不（bú）斷重複，直到模型建成。最（zuì）後（hòu）排出桶中的液體聚合物，留下實體模型。采用DLP 技（jì）術的代表設備是德國EnvisionTec 公司的Ultra 3D 打印數字光處理（lǐ）快速成型（xíng）係統。

　　DLP 激光成型技術和SLA 立體平（píng）版印刷技術比較相似，也是采用光敏樹脂作為打印材料，不同的是SLA 的光線是聚成一點在麵上移（yí）動，而DLP 在（zài）打印平台的頂部放置一台高分辨率的數字光處理器（DLP）投影儀，將光打在一個（gè）麵上來固化液（yè）態光聚合物，逐層（céng）的進行（háng）光（guāng）固化，因此速度比同類型（xíng）的（de）SLA 立體（tǐ）平版印刷（shuā）技術速度更快（kuài）。

　　DLP 的應（yīng）用非常廣泛，該技術最早是由德州儀器（qì）開發的，它至今仍然是（shì）此（cǐ）項技術的主要供應商。最近（jìn）幾年（nián）該技術放入3D 打印中（zhōng），利用機器（qì）上的紫外光（白光燈（dēng）），照出一個截麵的圖像，把液態的光敏樹（shù）脂固化。該技術（shù）成型精度高，在材料屬性（xìng）、細節（jiē）和表麵光潔度方麵可匹敵注塑成型的耐用塑料部件。

　　SLA與（yǔ）DLP打印所需的液態光敏樹脂材料也因生產商家和機型的（de）不同而各有特點，比如EnvisionTec 的各類機型都可以使用EC-500 型蠟基（jī）液體樹脂材料製造各（gè）類精致飾品模型以用於失蠟法鑄造，但其每千克材料成本高達幾千元。其民用代表（biǎo）機型有B9 Creator（2500美元），Form1（3300美金（jīn））等。