3d打印技术都包含什么

3D打印技术是以数字化模型为基础，通过层层堆积的方式来制造出实物的一种完整的科学技术体系，并不是一种单独的技术手段，在此过程中会用到很多种不同的方法来完成这个过程，比如熔融沉积成型法(FDM)、光固化立体成型法(SLA/ DLP)、粉末床融合法(SLS/LPBF)等等，每一种都有自己的特点以及所适合使用的材料和应用场景；整个过程都包含着三个主要的部分：三维建模、智能切片以及精确打印之后再做一些必要的后期处理工作；而这一切都是依靠软硬件的合作来进行工作的，包括了建模软件、切片算法、高精度运动控制系统的使用以及各种类型的喷嘴或者能量源的选择。目前已经被用来进行消费电子产品结构件的验证、人体器官定制化植入物的制作以及航空航天领域中复杂的零部件生产等工作当中去。

1. 七种技术门类的具体实现方式和主要用途

挤出法代表的是FDM技术，它是利用加热后的喷头把热塑性的线材（比如PLA、ABS、TPU）精确地挤出来然后一层层堆积起来的，它的设备比较简单而且价格也不贵，所以很适合用来做教育用途或者是创客以及消费者电子产品的外壳原型快速验证；还原聚合的方法是用紫外线来使树脂发生交联反应，在SLA中使用聚焦激光在一点上扫描固化，在DLP里则是用数字微镜阵列在整个表面上曝光，这两种方法都可以做到25到50微米左右的一层厚度并且表面非常光滑，被广泛应用到了牙齿模型的设计制作、精密的手工艺品制作以及珠宝蜡模的制作当中；粉床融合的方式有SLS、LPBF和EBM三种方式，其中SLS是把尼龙粉末按照一定的比例选择性地烧结在一起形成复杂的内部结构不需要任何支撑就可以完成成型；LPBF和EBM则是用光纤激光或者电子束去熔融金属粉末（比如钛合金、不锈钢）从而直接制造出航空发动机叶片、骨骼植入物等等承受力很大的零件。

第二部分全流程四个阶段的操作要点

三维建模要考虑到可打印性，在SolidWorks或者Fusion 360里设置最小壁厚不小于1毫米、悬空角度大于45度的地方不要出现、事先加上工艺孔和装配间隙；切片的时候根据不同的技术来设定参数——FDM需要调节填充密度为20%-100%，支撑的角度为30-45度之间，打印的速度为每秒四十到八十毫米；SLA的话就要优化层厚在0.05到0.1毫米之间、曝光的时间为两到八秒一层、底层加强层数量；物理打印的时候要保证平台水平、环境温度和湿度都保持在一个稳定的范围内（SLA树脂对于湿度比较敏感）、金属LPBF要在惰性气体舱里面进行；后处理不能忽略掉：FDM零件要手动取下支撑再磨一下，SLA零件要用酒精擦拭一遍之后再用紫外线照射一次，金属零件还要经过热处理去除残留应力然后用CNC机床把重要的尺寸做出来。

第三部分的技术选择实用决策模型

如果用于功能原型的验证并且预算比较紧张的话，那么就使用FDM设备，并且配上开源切片软件PrusaSlicer就可以完成日常的研发工作了；如果是想要得到高质量的外观件或者是小批量定制产品的话，则应该选择SLA/DLP光固化方案来实现，但是需要配备通风和防护装置；对于终端的金属结构件来说，则要根据零件的大小以及力学的要求来进行选择——小而坚固的部件用LPBF技术来做比较好一些，大的修复件可以用DED定向能量沉积的方法去做；砂型粘合剂喷射适合于铸造模具的快速制造，而片材层压LOM由于成本很低的原因仍然停留在教学演示和概念模型阶段；所有的技术路线都需要有后续的后处理能力才能保证最后的产品质量不会受到影响。

因此要掌握3D打印的技术体系的话，就要抓住“技术原理、材料匹配、工艺限制、应用场合”这四个维度之间的关系，并不是死记硬背一些名词。