3D打印（3DP）是一系列快速成型技術的統稱，它是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，由快速原型機在X-Y平面內通過掃描形式形成工件的截面形狀，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。目前市場上常見的有FDM（熔融沉積）技術、SLS（粉末材料選擇性激光燒結）技術、SLA（光敏樹脂選擇性固化，簡稱光固化）技術和與SLA相似的DLP（數字光投影）技術等，其中SLS和SLA與激光技術密不可分。

熔融技術

FDM技術是通過加熱裝置，將ABS、PLA等絲狀的熱熔性材料加熱融化，同時三維噴頭在計算機的控制下，根據截面輪廓信息，將材料選擇性地涂敷在工作臺上，快速冷卻后形成一層截面。一層成型完成后，機器工作臺下降一個高度（即分層厚度）再成型下一層，直至形成整個實體造型。

這種技術不需要激光器等貴重元器件，因此價格便宜。同時其最大的優點在于加工過程中無毒無異味，對健康沒有負面影響。但加工效率低，精度差，表面粗糙是他無法解決的問題。

粉末燒結技術

SLS技術采用鋪粉將一層粉末材料平鋪在已成型零件的上表面，并加熱至恰好低于該粉末燒結點的某一溫度，控制系統控制激光束（一般采用紅外激光）按照該層的截面輪廓在粉層上掃描，使粉末的溫度升到熔化點，進行燒結并與下面已成型的部分實現粘結。一層完成后，工作臺下降一層厚度，鋪料輥在上面鋪上一層均勻密實粉末，進行新一層截面的燒結，直至完成整個模型。

這種技術可以采用多種材料，其中金屬粉末材料加工是目前3D打印技術中最熱門的發展方向之一，而且它的材料利用率是幾種常見3D打印技術中最高的。但也存在成品表面粗糙、燒結過程有異味、無法直接成型高性能的金屬盒陶瓷零件，成型大尺寸零件時容易發生翹曲變形的優點。尤其是加工前需要2小時的預熱時間；零件構建后更要花5至10小時時間冷卻，才能從粉末缸中取出，這大大降低了加工效率。

光固化技術

SLA技術是在液槽中充滿液態光敏樹脂，其在激光器所發射的紫外激光束照射下，會快速固化。在成型開始時，可升降工作臺處于液面以下，剛好一個截面層厚的高度。通過透鏡聚焦后的激光束，按照機器指令將截面輪廓沿液面進行掃描。掃描區域的樹脂快速固化，從而完成一層截面的加工過程，得到一層塑料薄片。然后，工作臺下降一層截面層厚的高度，再固化另一層截面。這樣層層疊加構成建構三維實體。

這一技術發展時間最長，工藝最成熟，應用最廣泛，且加工精度最高，表面也比較光滑。但需要設計支撐結構，而支撐結構需要在未完全固化時去除，容易破壞成型件。同時，由于SLA系統是需要對液體進行操作的精密設備，因此對周圍環境要求嚴苛。其加工的樹脂材料存在價格貴，固化后較脆、易斷裂，可加工性差、不利于長時間保存的缺陷。

DLP激光成型技術和SLA立體平版印刷技術相似，都是利用外部光源逐層固化液態的光聚合物，不過它使用的光源是高分辨率的數字光處理器(DLP)投影儀。由于DLP在每層固化時是整片固化，而SLA技術是利用激光從點到線，從線到面，因此DLP的速度比SLA技術速度快得多。該技術成型精度較高，在材料屬性、細節和表面光潔度方面可匹敵注塑成型的耐用塑料部件。

DLP較其它類型的3D打印技術有其獨特的優勢。首先，沒有移動光束，振動偏差小沒有活動噴頭，完全沒有材料阻塞問題，沒有加熱部件，提高了電氣安全性，打印準備時間短，節省能源，首次耗材添加量遠少于其它設備，節省用戶成本。其次，可制造較為精細的零部件，以珠寶為例，量產的打印戒指可在一定程度上降低生產成本，并且打印完成后可直接進行失蠟鑄造，產品的生產周期相對于傳統工藝，縮短了一倍以上的時間。受價格越來越低、打印成本越來越低、操作越來越簡單等因素，基于DLP成型技術的3D打印機越來越被消費者所接受。目前，DLP 3D打印技術應用領域較多，醫療、建筑、運輸、航天、考古、教育、工業制造、珠寶首飾、玩具等領域都有涉及。

來源：of week

編輯：董強