今日為大家系統(tǒng)介紹當(dāng)前主流的四種3D打印技術(shù)——FDM、SLA、SLS和3DP的成型原理與工藝特性。

    1.熔融沉積成型（FusedDepositionModeling,FDM）

    FDM或許是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的技術(shù)之一，眾多消費(fèi)級(jí)3D打印機(jī)均采用此工藝，因其實(shí)現(xiàn)難度相對(duì)較低。FDM的加熱噴頭將熱熔性材料（如ABS、PA、POM）加熱至臨界半流體狀態(tài)，隨后在軟件控制下沿CAD確定的二維軌跡運(yùn)動(dòng)，同步擠壓出半流動(dòng)材料，使其瞬間凝固形成具有輪廓的薄層。

    該過程與二維打印機(jī)的運(yùn)作邏輯高度相似，區(qū)別在于打印頭輸出的并非油墨，而是ABS樹脂等材料的熔融物。同時(shí)，3D打印機(jī)的打印頭或底座具備垂直方向移動(dòng)能力，可實(shí)現(xiàn)材料的逐層快速堆積——每層均按CAD模型確定的軌跡打印出特定形狀，最終疊加形成設(shè)計(jì)好的三維物體。

    2.光固化立體成型（Stereolithography,SLA）

    據(jù)維基百科記載，1984年問世的首臺(tái)快速成型設(shè)備即采用光固化立體造型工藝。在當(dāng)前的快速成型設(shè)備中，SLA技術(shù)的研究深度與應(yīng)用廣度均處于領(lǐng)先地位。其核心基于光敏樹脂在紫外光照射下的聚合反應(yīng)特性。

    與多數(shù)3D打印工藝類似，SLA設(shè)備在打印前會(huì)將物體的三維數(shù)字模型進(jìn)行切片處理。隨后，在計(jì)算機(jī)控制下，紫外激光沿零件各分層截面的輪廓，對(duì)液態(tài)樹脂進(jìn)行逐點(diǎn)掃描。被掃描的樹脂薄層通過聚合反應(yīng)，由點(diǎn)及線、由線及面，最終形成零件的一個(gè)固化截面；未被掃描的樹脂則保持液態(tài)。

    每層固化完成后，升降工作臺(tái)會(huì)下降一個(gè)層厚的距離，在已固化的樹脂表面覆蓋新的液態(tài)樹脂層，進(jìn)行下一輪掃描固化。新固化層與前一層牢固粘合，如此循環(huán)直至零件原型制造完成。SLA工藝的優(yōu)勢(shì)在于可實(shí)現(xiàn)高精度與優(yōu)質(zhì)表面質(zhì)量，尤其適合制造復(fù)雜（如空心零件）或精細(xì)（如工藝品、首飾）的部件。

    3.選擇性激光燒結(jié)（SelectiveLaserSintering,SLS）

    數(shù)字模型的分層切割與逐層制造是3D打印工藝的共性基礎(chǔ)，此處不再贅述。SLS工藝與SLA光固化工藝的核心相似點(diǎn)在于通過激光固化物質(zhì)，但SLS采用紅外激光束，材料范圍擴(kuò)展至塑料、蠟、陶瓷、金屬及其復(fù)合物的粉末。

    具體流程為：先在工作臺(tái)上鋪一層極?。▉喓撩准?jí)）的原料粉末，隨后在計(jì)算機(jī)控制下，激光束通過掃描器以特定速度和能量密度，按分層面的二維數(shù)據(jù)掃描。被掃描的粉末區(qū)域經(jīng)燒結(jié)后形成一定厚度的實(shí)體片層，未被掃描的區(qū)域仍保持松散粉末狀態(tài)。每層燒結(jié)完成后，工作臺(tái)根據(jù)截層厚度升降，鋪粉滾筒重新鋪平粉末并壓實(shí)，開始新一輪掃描。最終，去除多余粉末并經(jīng)過打磨、烘干等后處理，即可獲得成品零件。

    4.三維印刷工藝（3DPrinting,3DP）

    3DP又稱粘合噴射或噴墨粉末打印，其工作原理與傳統(tǒng)的二維噴墨打印最為接近。與SLS工藝相同，3DP技術(shù)通過將粉末粘結(jié)成整體來制造零部件，但粘結(jié)方式并非激光熔融，而是通過噴頭噴射粘結(jié)劑完成。

    在計(jì)算機(jī)控制下，噴頭按模型截面的二維數(shù)據(jù)運(yùn)行，在特定位置選擇性噴射粘結(jié)劑，最終構(gòu)成一層結(jié)構(gòu)。每層粘結(jié)完成后，成型缸下降一個(gè)等于層厚的距離，供粉缸上升并推出多余粉末，鋪粉輥將粉末推至成型缸并鋪平壓實(shí)。如此循環(huán)，直至完成整個(gè)物體的粘結(jié)。

    作為3D打印技術(shù)的重要分支，3DP憑借快捷、適用范圍廣、精細(xì)度高等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，成為繼SLS、FDM之后最具發(fā)展?jié)摿Φ目焖俪尚图夹g(shù)之一，受到眾多頂尖3D打印企業(yè)的關(guān)注。