解析四种3D打印的成型技术过程

魔猴君  知识堂   1058天前

今天为大家介绍下如今主流的四种3D打印技术，有FDM、SLA、SLS和3DP他们的成型技术过程。

1.熔融沉积成型（Fused deposition modeling FMD）

FMD可能是目前应用最广泛的一种工艺，很多消费级的3D打印机都是采用的这种工艺，因为它实现起来相对容易。FMD加热头把热熔性材料（ABS，PA,POM）加热到临界状态，使其呈现半流体状态，然后加热头会在软件控制下沿CAD确认的二维几何轨迹运动，同时喷头将半流动状态的材料挤压出来，材料瞬时凝固形成有轮廓形状的薄层.

这个过程与二维打印机的打印过程很相似，只不过从打印头出来的不是油墨，而是ABS树脂等材料的熔融物，同时由于3D打印机的打印头或底座能够在垂直方向移动，所以它能让材料逐层进行快速堆积，并每层都是CAD模型确定的轨迹打印出形状，所以最终能够打印出设计好的三维物体。

2．光固化立体成型（Stereolithography，SLA）

据维基百科记载，1984年的第一台快速成形设备采用的就是光固化立体造型工艺，现在的快速成型设备中，以SLA的研究最为深入运用也最为广泛。平时我们通常将这种工艺简称“光固化”，该工艺的基础是能在紫外光照射下产生聚合反应的光敏树脂

与其它3D打印工艺一样，SLA光固化设备也会在开始“打印”物体前，将物体的三维数字模型切片。然后在电脑控制下，紫外激光会沿着零件各分层截面轮廓，对液态树脂进行逐点扫描。被扫描到的树脂薄层会产生聚合反应，由点逐渐形成线，最终形成零件的一个薄层的固化截面，而未被扫描到的树脂保持原来的液态。

当一层固化完毕，升降工作台移动一个层片厚度的距离，在上一层已经固化的树脂表面再覆盖一层新的液态树脂，用以进行再一次的扫描固化。新固化的一层牢固地粘合在前一层上，如此循环往复，直到整个零件原型制造完毕。

SLA工艺的特点是，能够呈现较高的精度和较好的表面质量，并能制造形状特别复杂（如空心零件）和特别精细（如工艺品、首饰等）的零件。

3、选择性激光烧结（SLS）

数字模型分层切割与逐层制造是3D打印工艺的基础，这里往后就不再赘述了。除此之外，SLS工艺与SLA光固化工艺还有相似之处。即都需要借助激光将物质固化为整体。不同的是，SLS工艺使用的是红外激光束，材料则由光敏树脂变成了塑料、蜡、陶瓷、金属或其复合物的粉末.

先将一层很薄（亚毫米级）的原料粉未铺在工作台上，接着在电脑控制下的激光束通过扫描器以一定的速度和能量密度，按分层面的二维数据扫描。激光扫描过的粉末就烧结成一定厚度的实体片层，未扫描的地方仍然保持松散的粉末状。一层扫描完毕，随后对下一层进行扫描。先根据物体截层厚度升降工作台，铺粉滚筒再次将粉末铺平，然后再开始新一层的扫描。如此反复，直至扫描完所有层面。去掉多余粉末，再经过打磨、烘干等适当的后处理，即可获得零件。

4、三维印刷工艺（3D printing，3DP）3DP

也被称为粘合喷射、喷墨粉末打印。这种3D打印技术的工作方式和传统的二维喷墨打印最为接近。和SLS工艺相同，3DP技术也是通过将粉末粘结成整体来制作零部件，但是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来完成粘结工作。

喷头在电脑控制下，按照模型截面的二维数据运行，选择性地在相应位置喷射粘结剂，最终构成层。在每一层粘结完毕后，成型缸下降一个等于层厚度的距离，供粉缸上升一段高度，推出多余粉末，并由铺粉辊推到成型缸，铺平再被压实。如此循环，直至完成整个物体的粘结。

3DP技术作为3D打印技术之一，是继SLS、FDM等应用最为广泛的快速成型工艺技术后发展前景最为看好的一项快速成型技术。凭借快捷、适用范围广、精细度高等独特的优势，3DP技术得到很多优秀的3D打印行业公司的关注。