全球主流3D打印技術(shù)詳解

【中國(guó)包裝網(wǎng)訊】隨著3D打印的快速發(fā)展，3D打印技術(shù)已逐漸應(yīng)用于實(shí)際產(chǎn)品的制造。接下來(lái)小編就為大家主要介紹一下，目前全球的主流3D打印技術(shù)都包括哪些？

(1)熔融沉積造型(Fused deposition modeling，F(xiàn)DM)

FDM 可能是目前應(yīng)用最廣泛的一種工藝，在消費(fèi)級(jí)3D打印機(jī)中得到非常普遍的應(yīng)用。

FDM加熱頭把熱熔性材料(塑料、樹(shù)脂、尼龍、蠟等)加熱到臨界狀態(tài)，使其呈現(xiàn)半流體狀態(tài)，然后加熱頭會(huì)按照GCODE格式文件規(guī)定的軌跡運(yùn)動(dòng)，將半流動(dòng)狀態(tài)的材料擠壓出來(lái)，被擠壓出來(lái)的材料瞬時(shí)凝固，形成有輪廓形狀的薄層。

FDM技術(shù)桌面級(jí)3D打印機(jī)主要以ABS和PLA為材料。

ABS強(qiáng)度較高，但是有毒性，使用ABS打印模型時(shí)容易產(chǎn)生異味，必須擁有良好的通風(fēng)環(huán)境。此外，ABS熱收縮性較大，影響成品精度；

PLA是一種生物可分解塑料，無(wú)毒性，環(huán)保，制作時(shí)幾乎無(wú)味，成品形變也較小，所以目前國(guó)內(nèi)外主流桌面級(jí)3D打印機(jī)均以PLA為主要材料。

(2)光固化立體造型(Stereolithography，SLA)

與其它3D打印工藝一樣，SLA 光固化設(shè)備會(huì)在開(kāi)始"打印"物體前，將物體的三維數(shù)字模型切片，然后紫外激光會(huì)沿著零件各分層截面輪廓，對(duì)液態(tài)樹(shù)脂進(jìn)行逐點(diǎn)掃描，被掃描到的樹(shù)脂薄層會(huì)產(chǎn)生聚合反應(yīng)，由點(diǎn)逐漸形成線，最終形成零件的一個(gè)薄層的固化截面，而未被掃描到的樹(shù)脂保持原來(lái)的液態(tài)。

1984年美國(guó)人胡爾研發(fā)出第一臺(tái)快速成形設(shè)備，當(dāng)時(shí)采用的就是光固化立體造型工藝?，F(xiàn)在的快速成型設(shè)備中，以SLA的研究最為深入，運(yùn)用也最為廣泛。該工藝的材料基礎(chǔ)是能在紫外光照射下產(chǎn)生聚合反應(yīng)的光敏樹(shù)脂。

(3)選擇性激光燒結(jié)技術(shù)(Selective Laser Sintering，SLS)

激光燒結(jié)技術(shù)是成型原理最復(fù)雜，條件最高，設(shè)備及材料成本最高的3D打印技術(shù)，也是目前對(duì)3D打印技術(shù)發(fā)展影響最為深遠(yuǎn)的技術(shù)。目前SLS技術(shù)的材料可以是尼龍、蠟、陶瓷、金屬等粉末，可應(yīng)用材料的種類(lèi)越來(lái)越多元化。

將一層很薄(亞毫米級(jí))的原料粉未鋪在工作臺(tái)上，待材料預(yù)熱到接近熔化點(diǎn)后，通過(guò)激光束照射，將分層面的二維數(shù)據(jù)掃描，使粉末熔化，激光掃描過(guò)的粉末就燒結(jié)成一定厚度的實(shí)體片層，未掃描的地方仍然保持松散的粉末狀。一層掃描完畢，根據(jù)物體截層厚度升降工作臺(tái)，鋪粉滾軸再次將粉末鋪平，然后再開(kāi)始新一層的掃描。如此反復(fù)，直至掃描完所有層面。去掉多余粉末，再經(jīng)過(guò)打磨、烘干等適當(dāng)?shù)暮筇幚?，即可獲得零件。

SLS激光燒結(jié)工藝與SLA 光固化工藝有相似之處，即都需要借助激光將物質(zhì)固化為整體。不同的是，SLS 工藝使用的是紅外激光束，材料則由光敏樹(shù)脂變成了塑料、蠟、陶瓷、金屬或其復(fù)合物的粉末。

(4)數(shù)字光處理(Digital Light Processing，DLP)

DLP是一種用"光"作為動(dòng)力的3D打印技術(shù)，光照射到液態(tài)的光敏樹(shù)脂(對(duì)光很敏感的一種液態(tài)材料)上，光敏樹(shù)脂就會(huì)固化，從而成型。DLP使用高分辨率的數(shù)字光處理器投影儀，把有輪廓的光，投影到光敏樹(shù)脂表面，使表面特定區(qū)域內(nèi)的一層樹(shù)脂固化，當(dāng)一層加工結(jié)束后，就會(huì)生成物體的一個(gè)截面;然后平臺(tái)移動(dòng)一層，固化層上掩蓋另一層液態(tài)樹(shù)脂，在進(jìn)行第二層投影，第二固化層牢固地粘結(jié)在前一固化層上，這樣一層層疊加而成三維工件原型。

DLP數(shù)字光處理與SLA光固化成型技術(shù)相似。不同的是，DLP是一下子可以成型一個(gè)面，而SLA只可以成型一個(gè)點(diǎn)，故DLP比SLA要快。SLA用特定波長(zhǎng)與強(qiáng)度的光聚焦到光固化材料表面，使之按由點(diǎn)到線，由線到面順序凝固，打印出一層，然后升降臺(tái)在垂直方向移動(dòng)一個(gè)層片的高度，再固化另一個(gè)層面。這樣層層疊加而成一個(gè)三維實(shí)體。

除了以上所介紹，還有3DP三維印刷工藝、以及CLIP 連續(xù)液面生產(chǎn)工藝等。