超级大百科：全球最流行的七大3D打印技术详解2016年10月10日

4)直接打印砂型、砂芯。

三、SLM工艺应用范围

1)加工标准金属的外观、装配、功能原型。

2)针对特殊要求有相应的特性材料(通常用于短时间)，比如耐热树脂。

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3)产品通常不适合长期使用。

理论上讲，任何可以制作成粉末状的材料都可以用3DP工艺成型，材料选择范围很广。

二、SLM工艺的优势、劣势

1)成型速度快，价格相对低廉，粉末通过粘结剂结合，而不是其他工艺在气氛下烧结。

2014年，连续液面生长(ContinuousLiquidInteceProduction，CLIP)工艺被申请专利。2015年3月20日，Carbon3D公司的CLIP技术登上了权威学术Science的封面。CLIP本质上是SLA(或DLP)的改进，其原理并不复杂，底部的紫外光投影让光敏树脂固化，而氧固化，水槽底部的液态树脂由于接触氧气而保持稳定的液态区域，这样就了固化的连续性。

在悬臂结构处需要支撑，支撑材料通常与模型材料不同，工件成型的过程中将使用两种以上类型的光敏树脂材料。PolyJet技术可在机外混合多种基础材料，得到性能更为优异的新材料，极大扩展了该技术在各领域的应用。

4)精度和表面质量有限，可通过后期加工提高。

1)SLM工艺加工标准金属的致密度超过99%，良好的力学性能与传统工艺相当。

三、3DP工艺的应用

4)设备价格较高，打印速度较慢，材料较贵

FDM成型工艺对于悬臂部位需要支撑，产品和支撑为同一种材质。对于彩色模型，需要后期上色处理。

2)某些条件下可生产毛坯零件，借助后期加工得到工业产品。如粘结金属粉末后期烧结并渗入金属液得到可使用零件。

三、SLA工艺应用范围

3)打印过程无需支撑材料，不但免除去除支撑的过程，而且也降低了使用成本。

2)支撑零件，如夹具、固定装置等。

PolyJet技术采用的是阵列式喷头，根据模型切片数据，几百至数千个阵列式喷头逐层喷射液体光敏树脂于平台。工作时喷射打印头沿XY平面运动，当光敏聚合材料被喷射到工作台上后，滚轮把喷射的树脂表面处理平整，UV紫外光灯对光敏聚合材料进行固化。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。如此反复，直到整个工件打印制作完成。

1)可同时喷射不同材料，适合多种材料、多色材料同时打印，满足不同颜色、透明度、刚度等需求。

3)价格昂贵，速度偏低。

2)树脂种类繁多以满足各种性能需求

二、Polyjet工艺的优势、劣势

二、3DP工艺的优势、劣势

4.SLM3D打印工艺

立体喷墨打印法(Three-DimensionPrinting，3DP)是出现很早的一种3D打印技术。1993年由MIT发明，1995年ZCorporation公司获得专属授权，2011年被3DSystems收购(技术名称更改为ColorJetPrinting)推出，是世界上最早的全彩色3D打印技术。国际上著名的3dp工艺公司还有ExOne、VoxelJet等。

6)采用3DP技术的3D打印机，多用于砂模铸造、建筑、工艺品、动漫、影视等方面，目前有些3D馆也都是采用了3DP技术的3D打印机。

二、SLA工艺的优势、劣势

3)成型件强度力学性能较差，强度、刚度、耐热性能有限，产品通常不适合长期使用

3)小批量零件生产。

一、SLA工艺原理

3)制造小批量注塑模具。

2000年，以色列Objet公司申请了PolyJet聚合物喷射技术专利，该公司已于2011年被美国Stratasys公司收购。PolyJet技术的成型原理与3DP有点类似，但喷射的不是粘合剂而是树脂材料。

3)铸造模样打印。

从工作方式来看，三维印刷与传统二维喷墨打印最接近。与SLS工艺一样，3DP也是通过将粉末粘结成整体来制作零部件，不同之处在于，它不是通过激光熔融的方式粘结，而是通过喷头喷出的粘结剂。其详细工作原理为：1)3DP的供料方式与SLS一样，供料时将粉末通过水平压辊平辅于打印平台之上;2)将带有颜色的胶水通过加压的方式输送到打印头中存储;3)接下来打印的过程就很像2D的喷墨打印机了，首先系统会根据三维模型的颜色将彩色的胶水进行混合并选择性的喷在粉末平面上，粉末遇胶水后会粘结为实体;4)一层粘结完成后，打印平降，水平压棍再次将粉末铺平，然后再开始新一层的粘结，如此的反复层层打印，直至整个模型粘结完毕;5)打印完成后，回收未粘结的粉末，吹净模型表面的粉末，再次将模型用透明胶水浸泡，此时模型就具有了一定的强度。

4)选择性激光直接烧结金属原型件法：首先将低熔点金属与高熔点金属粉末混合，其中低熔点金属粉末在成形过程中主要起粘结剂作用，然后利用SLS技术成型金属零件。最后对零件后处理，包括浸渍低熔点金属、高温烧结、热等静压(HotisostaticPressing，HIP)。

4)注射模具。

一、SLM工艺的原理

一、3DP工艺的原理

1)熔模铸造法：首先采用SLS技术成型高聚物(聚碳酸酯PC、聚苯乙烯PS等)原型零件，然后利用高聚物的热降解性，采用铸造技术成型金属零件;

1986年，3DSystems公司创始人CharlesHull发明了光固化成型技术。光固化成型法(StereoLithography，SL或SLA)是指利用紫外光照射液态光敏树脂发生聚合反应，来逐层固化并生成三维实体的成型方式。目前，3D打印技术以SLA的研究最为深入，也商业化的最早。

2)可实现有渐变色的全彩色3D打印，可以完美体现设计师在色彩上的设计意图。

2)加工精度高，打印层厚低至16微米，产品细节体现非常好。

SLM是利用金属粉末在激光束的热作用下完全熔化、经冷却凝固而成型的一种技术。SLM与SLS制件过程非常相似，这里不再赘述。但是，SLM工艺一般需要添加支撑结构，其主要作用体现在：1)承接下一层未成型粉末层，防止激光扫描到过厚的金属粉末层，发生塌陷;2)由于成型过程中粉末受热熔化冷却后，内部存在收缩应力，导致零件发生翘曲等，支撑结构连接已成型部分与未成形部分，可有效这种收缩，能使成型件保持应力平衡。

SLA打印工艺原理

SLA工艺原理如下图所示。液槽中盛满液态光敏树脂，紫外波长的激光束在偏转镜作用下于液面上，按截面轮廓信息扫描，光点经过的地方，受辐射的液体就固化。这样，一次平面扫描便加工出一个与分层平面图形相对应的层面，并与前一层已固化部分牢固地粘结起来，如此反复直到整个工件完成。采用SLA工艺的工件一般还需要后续处理，包括清洗、去支撑、打磨、再固化等，以得到符合要求的产品。

FDM工艺利用紫外线照射液体光敏树脂使其固化，加工过程中平台会逐层沉入树脂槽。

CLIP工艺打印原理

1)全彩色外观样件、装配原型。

1)精度高、表面光滑、可加工大尺寸产品

三、Polyjet工艺应用范围

5.CLIP3D打印工艺

3)选择性激光间接烧结原型件法：高与金属的混合粉末或高包覆金属粉末经SLS成型，经脱脂、高温烧结、浸渍等工艺成型金属零件;

在不同的3D打印公司，对PolyJet工艺的称呼不尽相同(如3DSystems公司称MJP：MultiJetPrinting)，但其工作原理是一致的。

1.SLA3D打印工艺

4)可实现大型件的打印(目前最大可打印4米)。

这项技术最重要的两个优势，一个是打印速度快到了性程度，比传统的3D打印机要快25100倍，理论上有提高到1000倍的潜力。另外一个是分层理论上可以无限细腻：传统3D打印需要把3D模型切成很多层，类似于叠加幻灯片，这个原理就决定了粗糙无法消除，而连续液面生产模式在底部投影的光图像可以做到连续变化，相当于从叠加幻灯片进化成了叠加视频，虽然毫无疑问这个更多

3)打印产品表面质量好、精度高，可用于铸造模具。

2.Polyjet3D打印工艺

3.3DP3D打印工艺

5)产品力学性能差，强度、韧性相对较低，通常只能做样品展示，无法适用于功能性试验。

2)砂型铸造法：首先利用覆膜砂成型零件型腔和砂芯(即直接制造砂型)，然后浇铸出金属零件;

1)快速加工高精度、高表面质量、多细节手板样件，可用于外观验证、装配校核，某些情况下可用于功能测试。

4)材料价格贵，更换材料、打印过程材料消耗比SLA大，产品成本高。

CLIP工艺主要依赖于一种特殊的既透明又透气的窗口，该窗口同时允许光线和氧气通过。该机器能够控制氧的确切量和氧气被允许进入树脂池的时间。氧气因此起到了某些区域树脂固化的作用，而与此同时光线会固化那些没有在氧气里的区域。也就是说，氧气能够在树脂内营造一个光固化的“盲区”，这种“盲区”最小可达几十微米厚(约为2-3个红细胞的直径)。在这些区域里的树脂根本不能可能发生光聚合反应。然后该设备会使用UV光像放电影那样把3D模型的一系列横截面投射到里面。

1)加工多材料、多颜色混合原型，也可以加工透明产品，常用于外观与装配测试。

1995年，Fraunhofer激光器研究所(FraunhoferInstituteforLaserTechnology，ILT)最早提出了选择性激光熔融技术(SelectiveLaserMelting，SLM)，用它能直接成型出接近完全致密度的金属零件。SLM技术克服了SLS技术制造金属零件工艺过程复杂的困扰。用SLS技术制造金属零件的方法主要有：

2)精度高、表面细节好的铸造模具。

一、Polyjet工艺的原理

2)可加工材料种类持续增加，所加工零件可后期焊接。

伴随着3D打印技术的不断发展，3D打印产业也逐渐涌现出各种新型的高端技术。新技术的诞生，无疑促进了整个3D打印行业的加速发展，虽然这给业内的各大企业带来了不小的压力，但这更是改变了3D打印一直被冷落的尴尬局面。今天，小编就带你看遍目前世界工业界最流行的几种3D打印工艺技术：