3d打印技术包括哪些

3D打印技术并不是一种单独的技术手段，它包含了材料挤出、还原聚合、粉床融合、材料喷射、粘合剂喷射、定向能量沉积以及片材层压这七种被国际上所认可的标准分类方法，在此之上又衍生出了熔融沉积成型(FDM)、立体光固化(SLA)/数字光处理(DLP)、选择性激光烧结(SLS)/激光粉末床熔化(LPBF)等多种具体的加工方式来完成不同层次的产品生产任务。其中熔融沉积成型可以使用热塑性的线材来进行快速原型制作，并且在教育领域有着非常重要的应用价值；立体光固化或者数字光处理则是依靠光敏树脂以及紫外灯泡来实现微米级别的精度控制以及光滑细腻的效果；选择性激光烧结或者是激光粉末床熔化都可以用来制造尼龙或者其他工程塑料制成的复杂结构件；而粘合剂喷射(HP MJF)、电子束熔化(EBM)以及多材料喷射(PolyJet)等等新型技术也正逐渐地融入到整个制造业当中去。

1. 主流的技术原理和主要的应用场景

熔融沉积成型(FDM)是利用加热后的喷头把ABS、PLA等热塑性的线材融化之后按照一定的路径挤出，并一层层地堆积起来形成物体的一种方法，它的设备价格便宜而且使用难度小，在高校创客空间以及产品的外型检验上都可以用到；SLA则是用紫外激光对液态光敏树脂进行精确扫描以达到单层固化的效果，其厚度可以控制在25-100微米之间，主要用于牙齿模型、精密手板和珠宝蜡模的制造；DLP则使用数字光投影仪来进行整个层面的曝光工作，比SLA快三到五倍左右，在消费级高精度桌面机中比较常见；而SLS不需要任何支撑材料就可以让尼龙粉末在二氧化碳激光的选择性烧结下得到强度很高的功能性零件，在汽车风道或者无人机结构件的小批量生产当中被广泛应用。

第二部分是关于金属和复合材料成形技术的发展途径

激光粉末床熔化(LPBF)、选择性激光熔化(SLM)以及电子束熔化(EBM)都是用高功率光纤激光器把金属粉末全部融化掉，致密程度可以达到99.5%以上，并且能够满足航空发动机零件所需要的力学性能；而粘结剂喷射(MJF)则是在一个真空环境下进行工作，在此过程中电子束的能量密度更大一些，特别适合于钛合金骨骼植入物或者火箭发动机燃烧室这样的部件没有内应力地制造出来；另外一种叫做粘结剂喷射(MJF)，它是通过先喷涂一层聚合物粉末然后再用喷嘴喷洒出熔剂和细化剂来完成整个过程，在加热固化之后就可以得到成品了，相比于传统的选择性激光烧结(SLS)方法来说它的成本降低了大约四成左右，并且已经被应用到了惠普Jet Fusion系列工业生产线当中去。

第三部分 新兴领域和工艺边界的扩展

材料喷射式的PolyJet技术可以同时喷涂不同种类的光敏树脂并且立刻进行紫外线照射固话，在短时间内就可以得到各种各样的物理性质变化，比如刚性的、柔性的、透明的或者是类似橡胶材质等等效果，在医疗仿真器官模型以及消费电子产品按键手感测试中都有所应用；CLIP连续液面生长法打破了传统的逐层停止模式，通过透氧膜制造出一个“死区”，使得树脂能够一直保持在液态状态直到被完全固化为止，并且它的打印速度是传统SLA方法的25到100倍左右；片材层压（LOM）则使用普通的纸张或者金属箔作为底板，在经过激光切割出所需要的形状之后再用加热的方式把它们粘合在一起，虽然精度不高但是工作效率却很高，适合用来制作大尺寸沙盘模型和教学教具等快速产出的产品。

第四部分 技术选择的主要考虑因素

根据材料要求、精度等级、力学性能、生产数量以及后处理能力等因素来决定使用哪种技术：如果主要是为了低成本快速验证的话，那么FDM是最合适的选择；想要得到高光泽度和细微特征的话，SLA/DLP会比较好；需要功能性的塑料零件但是没有模具预算的话，SLS就是比较好的选择；涉及到金属承载结构并且有严格的认证要求的时候，LPBF或者EBM是不能被替代的；而对于具有全彩色外观或者是软硬共存结构的需求时，PolyJet和MJF就具有独特的优点了。每一种技术都有自己的成熟度曲线和工艺窗口，在实际的应用当中常常要配合CNC精加工或者热处理来进行最后的交付。

因此3D打印技术体系已经形成了一个从教育普及到航空航天制造都具备的能力光谱，并且它的价值不只体现在可以打印出东西上，更重要的是可以根据需求进行精确匹配。