增材制造領(lǐng)域包含多種工藝，其技術(shù)原理存在顯著差異。盡管熔融沉積建模（FDM）和光固化成型（SLA）等主流技術(shù)已高度成熟，但某些特色工藝仍值得深入探討。3D層壓打印便是典型代表，其獨(dú)特性源于增材制造與減材制造的復(fù)合應(yīng)用，在3D打印技術(shù)體系中形成差異化路徑。

    技術(shù)起源與商業(yè)化進(jìn)程

    該工藝的歷史可追溯至1991年，Helisys公司首次開發(fā)出層壓物體制造技術(shù)。其核心流程為：將多層材料疊合粘接，通過激光沿預(yù)設(shè)輪廓切割，最終形成三維結(jié)構(gòu)。2003年，ConorMacCormack與FintanMacCormack兄弟對(duì)該方法進(jìn)行創(chuàng)新性改良，采用普通紙張結(jié)合噴墨打印技術(shù)，逐層構(gòu)建彩色圖案，再利用鎢制刀片剔除多余材料以呈現(xiàn)最終形態(tài)。

    MacCormack兄弟通過創(chuàng)立McorTechnologies公司實(shí)現(xiàn)技術(shù)商業(yè)化，并進(jìn)一步開發(fā)出CMYK四色印刷工藝，使制品具備高飽和度色彩表現(xiàn)，特別適用于視覺原型制作與廣告展示。這一創(chuàng)新催生了選擇性沉積層壓（SDL）技術(shù)：每張紙張先經(jīng)彩色打印，再通過區(qū)域選擇性粘合組裝，最終經(jīng)精密切割成型。粘合劑僅涂布于設(shè)計(jì)區(qū)域，顯著減少材料浪費(fèi)。那么，這項(xiàng)技術(shù)歷經(jīng)三十余年發(fā)展，當(dāng)前應(yīng)用場(chǎng)景與技術(shù)邊界如何？

    工藝原理與操作流程

    相較于傳統(tǒng)3D打印的純?cè)霾哪Ｊ?，層壓制造采用混合工藝路線。其增材環(huán)節(jié)通過粘合劑將分層材料逐片粘接，形成致密塊體；隨后進(jìn)入減材環(huán)節(jié)，由激光沿三維模型輪廓進(jìn)行精準(zhǔn)切割，雕刻出各層細(xì)節(jié)。這種增材-減材協(xié)同機(jī)制確保了層間形狀的精確契合，最終構(gòu)建出具備復(fù)雜幾何特征與清晰邊緣的實(shí)體部件。

    材料適應(yīng)性與應(yīng)用場(chǎng)景

    層壓打印技術(shù)的核心優(yōu)勢(shì)之一在于材料兼容性，可處理紙張、金屬、塑料及復(fù)合材料等多類基材。其中，紙張因?qū)訅汉缶邆漕惸静奶匦远蔀樽畛Ｓ貌牧?，通過硬化樹脂浸漬還可進(jìn)一步提升剛度。其他材料如金屬或塑料雖需特定工藝適配，但已拓展了技術(shù)應(yīng)用的材料邊界。

    該技術(shù)特別適用于快速原型制作、建筑模型構(gòu)建及全彩營(yíng)銷物料生產(chǎn)。其設(shè)備操作簡(jiǎn)便且易于集成至辦公環(huán)境，成為企業(yè)內(nèi)部原型開發(fā)的理想選擇。

    技術(shù)優(yōu)勢(shì)與現(xiàn)存局限

    優(yōu)勢(shì)層面：

    經(jīng)濟(jì)性突出：采用紙張、塑料片等低成本材料，顯著降低制造成本。

    大尺寸制程能力：支持大型部件生產(chǎn)，尤其適合原型驗(yàn)證與展示模型。

    結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性優(yōu)異：層間強(qiáng)結(jié)合力確保制品機(jī)械完整性。

    支撐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化：減少額外支撐材料消耗與后處理工序。

    表面質(zhì)量?jī)?yōu)化：自動(dòng)實(shí)現(xiàn)部件可見面光滑處理，降低人工修整需求。

    局限方面：

    材料限制：當(dāng)前主要適配紙張、塑料及特定復(fù)合材料，難以滿足高機(jī)械性能或熱性能要求。

    效率瓶頸：復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)打印耗時(shí)較長(zhǎng)，制約短期項(xiàng)目應(yīng)用。

    表面缺陷：層間接縫可能影響外觀，精細(xì)度與先進(jìn)3D打印工藝存在差距。

    廢料處理挑戰(zhàn)：切割過程產(chǎn)生大量邊角料，回收難度較高，引發(fā)環(huán)境考量。

    技術(shù)演進(jìn)與未來方向

    層壓增材制造憑借其獨(dú)特的工藝組合、低成本優(yōu)勢(shì)及易得材料體系，在快速成型與特定建模領(lǐng)域占據(jù)不可替代的地位。隨著技術(shù)迭代，如超聲波固結(jié)（一種低溫金屬3D打印工藝）等衍生技術(shù)的出現(xiàn)，有望進(jìn)一步提升現(xiàn)代制造能力，拓展其在高端制造領(lǐng)域的應(yīng)用邊界。這項(xiàng)融合傳統(tǒng)材料與數(shù)字制造的技術(shù)，正持續(xù)為工業(yè)設(shè)計(jì)與原型開發(fā)提供創(chuàng)新解決方案。