3D打印技術從（cóng）狹義上來說主要（yào）是指增材成型技術（shù），從成型工（gōng）藝上看，3D打印技術突破了傳統成型方法，通過快速自動（dòng）成型係統（tǒng）與計算機數據模型結合，無需任何附加的傳統模具製造和機械加工就能夠製造出各（gè）種形狀複雜的原型，這使得產品的設計生（shēng）產周期大大縮短，生產成本大幅下降。3D打印，俗稱“三維打印（yìn）技術”或 “快（kuài）速製造技術”，是（shì）對一係列“增材製造”技術的總稱。

 

那麽，3D打印技術主要分為哪幾種，優缺點是什（shí）麽呢？

1，熔（róng）融沉積成型工藝（Fused Deposition Model-ing, FDM）

 

是繼LOM工藝和（hé）SLA工藝之後發展起來的一種3D打印技術。該技術於1988年發明，隨後Stratasys公司成立並在1992年推出了世界上第一台基於FDM技術的3D打印機——“3D造型者（3DModeler）”，這也標誌著FDM技術步（bù）入商用階段。國內的清華大學、北京大學、北京殷華公司、中（zhōng）科院廣州電子技術有限公司都是較早引進FDM技術並進行研究的科研單位。FDM工（gōng）藝無（wú）需（xū）激光係統的支持，所用的成（chéng）型材料也相對低廉，總體性（xìng）價比高，這也是眾多開源桌麵3D打印（yìn）機主要采用的技術（shù）方案。

FDM成型原（yuán）理：熔融沉積有時候又被（bèi）稱為熔絲沉積，它將絲狀（zhuàng）的熱熔性材料進行加熱融化，通過（guò）帶有微（wēi）細（xì）噴嘴的擠出機把材料擠（jǐ）出來。噴頭可以沿（yán）X軸的方（fāng）向（xiàng）進行移動，工作台則沿Y軸和Z軸方向移動（當然不同的設（shè）備其機械結構的設計也許不一樣），熔融的（de）絲材被擠出後隨即會和前一層材料（liào）粘合在一起。一層材（cái）料沉積後工作台將按預（yù）定（dìng）的增量下降一個厚（hòu）度，然（rán）後（hòu）重複以上的步驟直到工件完全成型。

FDM成型技術的優點：

（1）成（chéng）本低。熔融沉（chén）積造型技術用液（yè）化（huà）器代替了激光器，設備費用低；另外原材料的利（lì）用效率高且沒有毒氣或化學物質的汙染，使（shǐ）得成型成本大大降低。

（2）原材料以材料卷得的形式提供，易於粉末材料搬運和儲存以及快速更換；   （3）原材料在成型過程中無化學變化，相對金屬粉末，樹（shù）脂固化製件（jiàn）成型的變形小。 

FDM成型（xíng）技術的缺點：

（1）需要配合支（zhī）撐結構打內腔模型時，支撐麵效果欠佳。

（2）需要對整（zhěng）個截麵進行逐步打印，成型時間較長，成（chéng）型速度相對SLA 慢（màn）7%左右。

 

2，SLA與DLP：立體光固化成型工（gōng）藝

SLA立體光固化成型工藝又稱立體光刻（kè）成型，該工藝最早於1984年提（tí）出並獲得（dé）美國國（guó）家專利，是最早發展起來（lái）的3D打印技術之一。該專利申請兩（liǎng）年後便成立了3D Systems公司，並於1988年發布（bù）了世界上（shàng）第一台商用3D打印（yìn）機SLA-250。SLA工（gōng）藝以光敏樹脂作為（wéi）材料，

在計算機（jī）的控製下紫外激光將對液態的光敏樹脂進行掃描從而讓其（qí）逐層凝固成型，SLA工藝能以簡潔且全自動（dòng）的方（fāng）式製造出精度極高的幾何立體模型；

DLP 投影成型技術導引:為了提高光（guāng）固（gù）化成型速（sù）度，由之前激光掃描固化提高到固化更快麵積更大的（de）投影固化技術；

SLA激光（guāng）光固化成型原理：

液槽中會先盛滿液態的光敏樹脂，氦-鎘激（jī）光器或（huò）氬離子激光器發射出的紫外激光束在計算機的操縱下按工件的分層截麵數據在液態的光敏樹（shù）脂表麵進行逐行逐點（diǎn）掃描，這使掃描（miáo）區域的樹脂薄層產生聚合反應而固化形成工（gōng）件的一個薄層。

當一層（céng）樹脂固化完畢後，工作台將下（xià）移一個（gè）層厚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（yè）態樹脂，刮（guā）板將黏度較大的樹脂液麵刮平然後再進（jìn）行下一層的激光掃描固化。因為液態樹脂具有高黏性而導致（zhì）流動性較差，在每層固化之（zhī）後液麵很難（nán）在（zài）短時間內（nèi）迅速撫平，這樣將會影響（xiǎng）到實體的成（chéng）型精度。采用刮板刮平後，所需要的液態樹脂將（jiāng）會均勻地塗在上一疊層上，這樣經過激光固化後將可以得到較好的精度，也能使成型工件的表（biǎo）麵更加光滑平整。新固化的一層將牢固地（dì）粘合在（zài）前一層上，如此（cǐ）重複直至整個工件層疊完（wán）畢，這樣最後就能得到一個完整的立體（tǐ）模型（xíng）。當工件（jiàn）完全成型後，首先需要把工件取出並把多餘的（de）樹脂清理（lǐ）幹淨，接著還需要把支撐結構清除（chú）掉，最後還需要把工件放到紫外燈下進（jìn）行二次固化。

 

3，SLS：選擇性燒結成型法

 

粉末材料（liào）選擇性燒（shāo）結采用二氧（yǎng）化碳（tàn）激光器對粉末材料（塑料（liào）粉（fěn）等與粘結劑的混合粉）進行選（xuǎn）擇性燒結，是一種由離散點一層層堆集成三（sān）維實體的快速成型方法。 

粉末材料選擇性燒結采用二氧化碳激光器對（duì）粉末材料（塑料粉、陶瓷與粘結劑的混合粉、金屬與粘結劑的混合粉等）進行選擇性燒結，是一種由離散點一（yī）層層對集成三維實體的工藝方法。 

在開始加（jiā）工之前，先將充有氮氣的工作（zuò）室升溫，並保持（chí）在（zài）粉末的熔點一下。成型時，送料筒上升，鋪粉滾筒移動，先（xiān）在工（gōng）作平（píng）台上鋪一層粉末材料，然後激光束在計算機控製下按照截麵（miàn）輪廓對實心部分所（suǒ）在的粉末進行燒結（jié），使粉末溶化繼而形成一層固體輪廓。 

第一層燒結完成後，工作台（tái）下降一（yī）截麵層的高度，在鋪上一層粉末，進行下一（yī）層燒結，如此循環，形成三維的原型零件。最後經過5-10小時冷卻，即可從粉末缸中取出零件。未經燒結的粉末能承托正在燒結（jié）的工件，當燒結工序完成後，取出零件。 

粉末材料選擇性燒結工藝（yì）適合成型（xíng）中小件，能直接的到塑料、陶瓷或金屬零件（jiàn），零件（jiàn）的翹曲變形比液態光敏樹脂選擇性（xìng）固化（huà）工藝要小。但這種工藝仍需對（duì）整個截麵進（jìn）行掃描和燒結，加上工作室需要升溫和冷卻，成型時間較長。此外，由於受到粉末顆粒大小及激光點的限（xiàn）製，零件的表麵一般呈多孔性。 

在燒結陶瓷、金屬與粘結劑（jì）的混合粉並（bìng）得到原型零（líng）件後，須（xū）將（jiāng）它置於加熱爐中（zhōng），燒掉其中的粘結劑，並在孔隙中滲入填充物，其（qí）後處理複雜。粉末材料選擇（zé）性燒結快速原型工藝適合於產品設計的可視化表現和製作功能測試零（líng）件。由（yóu）於它可采用各種不同（tóng）成分的金屬粉末進行（háng）燒（shāo）結、進行滲銅等後處理，因而其製成的產品可具有與金屬零件相近的機械性能，但由於成型表麵較粗糙（cāo），滲（shèn）銅等工藝（yì）複雜，所以有待進一（yī）步提高。 

選擇（zé）性激光燒結（SLS）優點 

（1）可以采用多種材料（liào）。從理論上說，任何加熱後能夠形成原子間粘結的粉末材料（liào）都可以作為SLS的成型材料。 

（2）過（guò）程與零件複雜程度無關，製件的強度高。 

（3）材料利用率高（gāo），為燒結的粉（fěn）末可重複使用，材料（liào）無（wú）浪費。

（4）無須支撐結構。 

（5）與其他成型方法（fǎ）相比，能生產較硬的模具。

SLS的缺點 

（1）原型結構疏鬆、多孔，且（qiě）有內應力，製作易變性。 

（2）生成陶瓷、金屬製件的（de）後處理較難。 

（3）需要預熱和冷（lěng）卻。 

（4）成型表麵（miàn）粗糙多孔，並受粉末顆粒大小及激光光斑的限製。 

（5）成型過程產生有毒氣體及粉塵，汙染環境。