几种3d打印技术总结（常见3D打印技术及其优缺点对比）

3D打印技术（英语：3D printing），即快速成形技术的一种，它是一种数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，现正逐渐用于一些产品的直接制造。特别是一些高价值应用（比如髋关节或牙齿，或一些飞机零部件）已经有使用这种技术打印而成的零部件。

3D打印技术出现在20世纪90年代中期，实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。它与普通打印工作原理基本相同，打印机内装有液体或粉末等“打印材料”，与电脑连接后，通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。这打印技术称为3D立体打印技术。

3D打印快速成型的技术特点有：

1、制造快速

3D打印技术是并行工程中进行复杂原型或者零件制造的有效手段，能使产品设计和模具生产同步进行，从而提高企业研发效率，缩短产品设计周期，极大的降低了新品开发的成本及风险，对于外形尺寸较小，异形的产品尤其适用。

2、CAD/CAM技术的集成

设计制造一体化一直来说是一个难点，计算机辅助工艺（CAPP）在现阶段由于还无法与CAD、CAM完全的无缝对接，这也是制约制造业信息化一直以来的难点之一，而3D打印技术集成CAD、CAM、激光技术、数控技术、化工、材料工程等多项技术，使得设计制造一体化的概念完美实现。

3、完全再现三维数据

经过快速成型制造完成的零部件，完全真实的再现三维造型，无论外表面的异形曲面还是内腔的异形孔，都可以真实准确的完成造型，基本上不再需要再借助外部设备进行修复。

4、成型材料种类繁多

各类3D打印设备上所使用的材料种类有很多，树脂、尼龙、塑料、石蜡、纸以及金属或陶瓷的粉末，基本上满足了绝大多数产品对材料的机械性能需求。

5、创造显著的经济效益

与传统机械加工方式比较，开发成本上节约10倍以上，同样，3D打印技术缩短了企业的产品开发周期，使的在新品开发过程中出现反复修改设计方案的问题大大减少，也基本上消除了修改模具的问题，创造的经济效益是显而易见的。

6、应用行业领域广

3D打印技术经过这些年的发展，技术上已基本上形成了一套体系，同样，可应用的行业也逐渐扩大，从产品设计到模具设计与制造，材料工程、医学研究、文化艺术、建筑工程等等都逐渐的使用3D打印技术，使得3D打印技术有着广阔的前景。

常用3D打印技术

FDM(Fused DepositionModeling，熔融沉积)

SLA(Stereo LithographyApparatus，光敏树脂选择性固化)

SLS(Selective LaserSintering，粉末材料选择性激光烧结)

3DP(3Three DimensionPrinting，3D喷射打印)

FDM(熔融沉积)

原理：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。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(熔融沉积)的优缺点

优点：

操作简单，维护成本低，系统运行安全。可以使用无毒的原材料，设备系统可在办公环境中安装使用。

工艺干净、简单、易于操作且不产生垃圾。

独有的水溶性支撑技术，使得去除支撑结构简单易行，可快速构建瓶状或中空零件以及一次成型的装配结构件。

原材料以材料卷的形式提供，易于搬运和快速更换。

可选用多种材料，如聚乳酸、各种色彩的工程塑料ABS、PA、PP、PE、PC、PPSF以及医用ABS等。

缺点：

成型精度相对SLA工艺较低

成型表面光洁度不如SLA工艺。

成型速度相对较慢。

SLA/DLP(光固化技术 )

立体光固化成型工艺(Stereolithography Apparatus，SLA)，又称立体光刻成型。该工艺最早由Charles W.Hull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。Charles W.Hull在获得该专利后两年便成立了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工艺也成为了目前世界上研究最为深入、技术最为成熟、应用最为广泛的一种3D打印技术。

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从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，刮板将粘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。

SLA(光固化技术 )的优缺点

优点：

1.成型过程自动化程度高。

2.尺寸精度高,SLA原型的尺寸精度可以达到±0.02mm。

3.表面质量优良。

4.系统分辨率较高，可以制作结构比较复杂的模型或零件。

缺点：

1.零件较易弯曲和变形，需要支撑。

2.设备运转及维护成本较高。

3.可使用的材料种类较少。

4.液态树脂具有气味和毒性，并且需要避光保护。

5.打印后零件较脆、易断裂。

3.SLS /SLM( 粉末烧结技术 )

选择性激光烧结工艺(Selective Laser Sintering，SLS)，该工艺最早是由美国德克萨斯大学奥斯汀分校的C.R.Dechard于1989年在其硕士论文中提出的，随后C.R.Dechard创立了DTM公司并于1992年发布了基于SLS技术的工业级商用3D打印机Sinterstation。

原理：选择性激光烧结加工过程是采用铺粉棍将一层粉末材料平铺在已成型零件的上表面，并加热至恰好低于该粉末烧结点的某一温度，控制系统控制激光束按照该层的截面轮廓在粉末上扫描，使粉末的温度升至熔化点，进行烧结，并与下面已成型的部分实现粘结。当一层截面烧结完成后，工作台下降一个层的厚度，铺料辊又在上面铺上一层均匀密实的粉末，进行新一层截面的烧结，直至完成整个模型。

SLS（选择性激光烧结 )的优缺点

优点：

1.无需设计SLA模式那样的支撑。

2.成型材料范围广。

3.成型产品强度较好，介于铸造与锻造之间

缺点：

1.设备成本非常高

2.成型过程中会产生有毒的气体

3.成型表面较粗糙有配合的面需要二次处理

4.3DP( 3D 喷射打印技术 )

聚合物喷射技术是以色列Objet公司于2000年初推出的专利技术，PolyJet技术也是当前最为先进的3D打印技术之一，它的成型原理与3DP有点类似，不过喷射的不是粘合剂而是聚合成型材料。

原理：3D打印材料以超薄层被喷射到构建托盘上，用紫外线固化，并且可以同时喷射两种不同机械特性的材料。完成一层的喷射打印和固化后，设备内置的工作台会极其精准地下降一个成型层厚，喷头继续喷射光敏聚合材料进行下一层的打印和固化。就这样一层接一层，直到整个工件打印制作完成。

3DP(3D喷射打印技术)的优缺点

优点：

同时制作两种及以上材料组合件。

皮革纹理清晰，尤其适合内饰件试制(方向盘、扶手、排档等)。

密封条、密封圈试制。

一次性制作复杂分总成零件。

更细致表现细节。

内外饰小模型制作。

缺点：

材料强度受限制

传统加工与3D打印对比

3D打印技术的魅力在于它不需要在工厂操作，桌面打印机可以打印出小物品，而且人们可以将其放在办公室一角、商店甚至房子里；而自行车车架、汽车方向盘甚至飞机零件等大物品，则需要更大的打印机和更大的放置空间。

3D打印技术最突出的优点是无需机械加工或任何模具，就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件，从而极大地缩短产品的研制周期，提高生产率和降低生产成本。

与传统技术相比，3D打印技术还拥有如下优势：通过摒弃生产线而降低了成本；大幅减少了材料浪费；而且还可以制造出传统生产技术无法制造出的外形，让人们可以更有效地设计出飞机机翼或热交换器；另外，在具有良好设计概念和设计过程的情况下，3D打印技术还可以简化生产制造过程，快速有效又廉价地生产出单个物品。

3D打印技术还有其他重要的优点。大多数金属和塑料零件为了生产而设计，这就意味着它们会非常笨重，并且含有与制造有关但与其功能无关的剩余物。3D打印技术不是这样的。在三维打印技术中，原材料只为生产所需要的产品，借用3D打印技术，团队生产出的零件更加精细轻盈。当材料没有了生产限制后，就能以最优化的方式来实现其功能，因此，与机器制造出的零件相比，打印出来的产品的重量要轻60%，并且同样坚固。

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