40张高清动图，秒懂3D打印原理！

这是金属加工（mw1950pub）发布的第10972篇文章

编者按

3D打印并非一项新技术，它于上世纪末已经实现了工业级生产，近年来，3D打印再次回到人们的视野中。这项技术尚不具备大规模生产能力，但在小批量、多样化生产中极具优势，典型应用如近期意大利企业为医院生产的呼吸阀。今天，小编给金粉们推荐这篇文章以动图形式展示了十种3D打印模式的原理，分为高分子篇和金属片两部分，还挺有意思的，赶紧看看。

本文主要介绍SLA、CLIP、3DP、PolyJet、FDM五大技术，以及NPJ、SLM、SLS、LMD和EBM五大金属3D打印原理。

1. SLA（StereoLithography）

SLA即光固化成型技术，指利用紫外光照射液态光敏树脂发生聚合反应，来逐层固化并生成三维实体的成型方式，SLA制备的工件尺度精度高，是商业化的最早3D打印技术。

以下是SLA工艺工程：

↑↑紫外激光源↑↑

↑↑光固化反应↑↑

↑↑逐层扫描成型↑↑

2. CLIP

CLIP即连续液体界面提取技术，是在Carbon 3D公司在SLA技术的基础上开发的具有革命性的3D打印技术，将3D打印的速度提高了100倍！

CLIP从底部投影，使光敏树脂固化，不需要固化的部分通过控制氧气，形成死区，抑制光固化反应而保持稳定的液态区域，这样就保证了固化的连续性。

↑↑光固化反应↑↑

↑↑氧气抑制光固化过程↑↑

↑↑光固化死区演示↑↑

↑↑CLIP成型过程↑↑

3. 3DP（Three-DimensionalPrinting）

3DP即三维打印快速成型技术，其与传统二维喷墨打印接近，从喷头喷出粘结剂（彩色粘结剂可以打印出彩色制件），将平台上的粉末粘结成型，通常用采用石膏粉作为成型材料。3DP技术目前主要应用有两个：全彩3D打印及砂模铸造。

以下是Exone公司用3DP技术进行砂模铸造的过程：

↑↑粘结剂喷射↑↑

↑↑加热固化↑↑

↑↑打印成型↑↑

↑↑铸造成型↑↑

4. PolyJet

PolyJet即聚合物喷射技术，其成型原理类似3DP技术，但喷射的不是粘合剂而是光固化树脂，喷射完成后通过紫外光照射固化成型。

↑↑PolyJet成型原理↑↑

PolyJet采用阵列式喷头，甚至可以同时喷射不同材料，实现多种材料、多色材料同时打印。

↑↑阵列喷头工作过程↑↑

↑↑PolyJet打印过程↑↑

5. FDM（FusedDeposition Modeling）

FDM即熔融层积技术，利用高温将材料熔化，通过打印头挤出成细丝，在构件平台堆积成型。FDM是最简单也是最常见的3D打印技术，通常应用于桌面级3D打印设备。

以下是FDM技术的工作原理：

↑↑模型处理↑↑

↑↑耗材挤出成型↑↑

↑↑逐层打印过程↑↑

↑↑去除支撑↑↑

↑↑表面处理↑↑

金属3D打印技术可以直接用于金属零件的快速成型制造，具有广阔的工业应用前景，是国内外重点发展的3D打印技术，下面跟大家分享NPJ、SLM、SLS、LMD和EBM五大金属3D打印原理。

6. NPJ（Nano Particle Jetting）

NPJ技术是以色列公司Xjet开发出的金属3D打印成型技术，与普通的激光3D打印成型相比，其使用的是纳米液态金属，以喷墨的方式沉积成型，打印速度比普通激光打印快5倍，且具有优异的精度和表面粗糙度。

以下是Xjet设备工作过程：

↑↑金属颗粒细化↑↑

↑↑金属颗粒分布在液滴中↑↑

↑↑液滴喷射成型过程↑↑

↑↑液相排出过程↑↑

↑↑烧结后的制件↑↑

7. SLM（Selective Laser Melting）

SLM即选区激光熔化成型技术，是目前金属3D打印成型中最普遍的技术，采用精细聚焦光斑快速熔化预置金属粉末，直接获得任意形状以及具有完全冶金结合的零件，得到的制作致密度可达99%以上。

激光振镜系统是SLM的关键技术之一，以下是SLM Solution公司的振镜系统工作图：

↑↑激光发射↑↑

↑↑激光传输↑↑

↑↑扫描振镜↑↑

↑↑激光扫描熔化↑↑

↑↑金属粉末熔化过程↑↑

金属3D打印过程中，由于制件通常较复杂，需要打印支撑材料，制件完成后需要去除支撑，并对制件的表面进行处理。

↑↑取出制件↑↑

↑↑去除支撑 ↑↑

↑↑后处理↑↑

8. SLS（Selective Laser Sintering）

SLS即选区激光烧结成型技术，与SLM技术类似，区别是激光功率不同，通常用于高分子聚合物的3D打印成型。

以下是SLS制备塑料制件的过程：

↑↑模型分层切片↑↑

↑↑制件的取出↑↑

↑↑后处理↑↑

SLS也可用于制造金属或陶瓷零件，但所得到的制件致密度低，且需要经过后期致密化处理才能使用。

↑↑SLS制造金属零件↑↑

9. LMD（Laser Metal Deposition）

LMD即激光熔覆成型技术，该技术名称繁多，不同的研究机构独立研究并独立命名，常用的名称包括：LENS, DMD, DLF, LRF等，与SLM最大不同在于，其粉末通过喷嘴聚集到工作台面，与激光汇于一点，粉末熔化冷却后获得堆积的熔覆实体。

以下是LENS技术的工作过程：

↑↑同轴送粉↑↑

↑↑构建过程↑↑

10. EBM（Electron Beam Melting）

EBM即电子束熔化技术，其工艺过程与SLM非常相似，区别在于，EBM所使用的能量源为电子束。EBM的电子束输出能量通常比SLM的激光输出功率大一个数量级，扫描速度也远高于SLM，因此EBM在构建过程中，需要对造型台整体进行预热，防止成型过程中温度过大而带来较大的残余应力。

以下是EBM工作过程：

↑↑整体预热↑↑

↑↑成型过程↑↑

↑↑熔化过程中粉末的变化↑↑

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来源：3D世界 本文编辑：雪梨 媒体合作: 010-88379864

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