3D打印（yìn）其實並不神秘，也不是一項嶄新的技術，其實3D打印早已在工業（yè）應用的領域默默奉獻了近三（sān）十（shí）年（nián）。總的來說，物體成型的方式主要有（yǒu）以下四類：減材成型、受（shòu）壓成型、增材成（chéng）型、生長成型。

 

　　減材成型：主要是運用分（fèn）離技術把（bǎ）多餘部分的（de）材（cái）料有序地從基體上剔除出去（qù），如傳統的車（chē）、銑、磨、鑽、刨、電火花和激光切割都屬於減材成型。

　　受壓成型：主要利用材料的可塑性在特定的外力下成型，傳統的鍛壓、鑄造、粉末冶金等技術都屬於受壓（yā）成型。受壓成型多用（yòng）於毛坯階段的模型製作，但也有直接用於工件成（chéng）型的例子，如精密鑄造、精密鍛造等淨成型均屬（shǔ）於受壓成型。

　　增材成型：又稱堆積成型，主要利用機械、物理、化（huà）學等方法通過有序地添加材（cái）料而堆積（jī）成型的方法。

　　生長成型（xíng）：指利用材料的活性進行成型的方法，自然界中的生（shēng）物個體發育屬於（yú）生長成型。隨著活性材料（liào）、仿生學、生物化（huà）學和生命（mìng）科學的發展，生長成型技術將得到長足的發展。

 

　　3D打印技術從狹義上來說主要是指增材成型技術，從成型工藝上（shàng）看3D打印技術突破了（le）傳統成型方法（fǎ）通過快速自動成型係統（tǒng）與（yǔ）計算機數據模型（xíng）結合，無需任何附加的傳統模具製造和機械加工就能夠製造出各（gè）種形狀複雜（zá）的（de）原型，這使得產品的設計生產周期大大縮短，生產成本大幅下降。

　　

　　當今主流的3D打印（yìn）技術（shù）及匹配材料：

　　

　　擠壓成型：

 

　　一、熔（róng）融沉積成型工藝（yì）（FDM）

 

　　熔融沉積成型工（gōng）藝（Fused Deposition Modeling，FDM）是繼LOM工藝和SLA工藝之後（hòu）發展起來的一種3D打印技術。該技術由Scott Crump於1988年發明，隨後Scott Crump創立了（le）Stratasys公司。1992年，Stratasys公司推出了（le）世界上第一台基於FDM技術的3D打印機——“3D造型（xíng）者（3D Modeler）”，這（zhè）也標誌著FDM技術（shù）步（bù）入商用階段（duàn）。

　　國內的清華大學、北京大學、北京殷華公司、中科院廣州電子技術有限公司都是較早引（yǐn）進FDM技術並進（jìn）行研究的科研（yán）單位（wèi）。FDM工藝無需激光係統的支持，所用的成型材料也相對低廉，總體（tǐ）性價比高，這也（yě）是眾多開源桌麵3D打印機（jī）主要采用（yòng）的技術方案。

　　熔融沉積有時候又被稱為熔絲沉積，它將絲狀的熱熔性材（cái）料進行加熱融化，通過帶有微細噴嘴的擠出機把材料擠出來。噴頭可（kě）以（yǐ）沿X軸的方向進行移（yí）動，工作台則沿（yán）Y軸和Z軸方向移動（當然不同的（de）設備其機械結構（gòu）的設計也許不一樣），熔融的絲材被擠（jǐ）出後隨（suí）即會和前一層材料粘（zhān）合在一起。一層材料沉積後工作台將按預（yù）定的增量下（xià）降一（yī）個厚度，然後重複以上的步驟直到工（gōng）件完全成型。下麵我們一起來看看FDM的詳細技術（shù）原理：

　　

　　FDM詳細技術原理

 

　　熱熔性絲材（通常為ABS或PLA材料）先被纏繞在供料輥上（shàng），由步進電機驅動輥子旋轉，絲材在主動輥與從動輥的摩擦（cā）力作用下向擠出機噴頭送出（chū）。在供料輥和噴頭之間有一導向套（tào），導向套采用低摩（mó）擦力材（cái）料製成以便絲材能夠（gòu）順利準確地由供料輥送到噴頭的內腔。

　　噴頭的上方有電阻（zǔ）絲式加熱器，在加熱器的作用（yòng）下絲材被加熱到熔融狀態，然後通過擠出機把材料擠壓（yā）到工作台上，材料冷卻後便形形成了工件的截麵輪廓。

　　采用FDM工藝製作具有懸空結構的工件原型時需要有支撐結構的支持，為了節省材料成本和提高（gāo）成型的效率，新型的FDM設備會（huì）采用了雙噴頭的設計，一個（gè）噴（pēn）頭負責擠出成型材料，另外（wài）一個噴頭負責擠出支（zhī）撐材料。

　　一般來說，用於成型的材料絲（sī）相（xiàng）對更精細（xì）一些，而且價（jià）格較（jiào）高，沉積效率也較低。用於製（zhì）作支撐（chēng）材料的絲材（cái）會相對較粗一些，而且成本較低，但沉積效率會更高（gāo）些。支撐材料一（yī）般會選用水溶性材料或比成型材料熔點低的材料，這樣在（zài）後期（qī）處理時通（tōng）過物理或化學的方式（shì）就能很方便地把支撐結（jié）構去除幹（gàn）淨。

 

　　適用材料：熱塑性塑料，共晶（jīng）係統金屬、可食用材料

 

　　線狀成型：

 

　　一、電子束自由（yóu）成形製造（EBF）

 

　　電子（zǐ）束自（zì）由成形Electron beam freeform fabrication（EBF）是一種采用電子束作為熱（rè）源，利用（yòng）離（lí）軸金屬絲建造（zào）零件的工藝。采用該增材製造工藝製造的近淨成形（xíng）零（líng）件需要通過減材工藝（yì）進行後續的精（jīng）加工。

　　其原理為（wéi）在真空環境中，高能量密度的電子束轟擊金（jīn）屬表麵形成（chéng）熔池，金屬絲材通過送絲裝置送入熔池並熔化，同時熔池按照預先規劃的路徑（jìng）運動，金屬材料逐層凝固堆積，形成致密的冶金結合，直至製造出金屬零件或毛坯。

　　該工藝最初為美國NASA 蘭（lán）利研究中（zhōng）心開發，其合同商 Sciaky 是當前該工藝開發方麵的最領先公司，目（mù）前（qián）已經加入DARPA“創新金屬加工 - 直接（jiē）數字（zì）化沉積（CIMP-3D）”中（zhōng）心的研究。該工藝的研究主要用於航空航天領域。

　　

　　EBF詳細技術原理

　　EBF工藝可替代鍛造技術（shù），大幅降低成本和縮（suō）短交付（fù）周期。它不（bú）僅能（néng）用於低成本製造和飛（fēi）機結構件設計，也為宇航員在國際空間站（zhàn）或月球或火星表麵加工備用結（jié）構件和新型工具提（tí）供了一種便捷的途徑。

　　EBF技術可以直接成形鋁、鎳、鈦（tài）、或（huò）不鏽鋼等金屬材料，而且可將兩種材料混合在一起（qǐ），也可將一種材料嵌入另一種，例如可（kě）將一部分光纖玻璃嵌入鋁製件中，從而使（shǐ）傳感器（qì）的區（qū）域安裝成為可能。EBF3 係統已經在 NASA 噴氣式飛機上進行（háng）測（cè）試（shì），並經曆了短暫的失（shī）重狀態。

 

　　適用材料：幾乎任何合金

 

　　粒狀物料（liào）成型：

 

　　一、直接金屬激光燒結技術（DMLS）

 

　　通過使用高能量的激光束（shù）再由3D模型數據（jù）控製來局部熔化金屬基體，同時燒結固化粉末金屬材料並自動地層層堆疊，以生成致密的幾何形狀的實體零件。這種零件製（zhì）造工藝被稱為“直（zhí）接金屬激光燒結技術（Direct Metal Laser-Sintering）”。

　　通過選用不同的燒結材料和（hé）調節工藝參數，可以生成性能差異變（biàn）化（huà）很（hěn）大的零件，從具有（yǒu）多孔性的透氣鋼，到耐腐蝕的不鏽鋼再到組織致（zhì）密的模具（jù）鋼。這種離散法製造技術甚至能（néng）夠直接製造出非常複雜（zá）的零件，避免了采用銑削和（hé）放電（diàn）加工，為設計提供了更大的自由度。

　　

DMLS詳細技（jì）術原理

　　早些年隻有相（xiàng）對軟的材料適用這種技術，而（ér）隨著技術的不斷進步，適用（yòng）領域也擴展到了塑（sù）料、金屬（shǔ）壓鑄和衝壓等各種（zhǒng）量產模具。應用這項技術的優（yōu）點不僅是周期（qī）短，而且使模具設計（jì）師能夠把心思集中在如何建構最佳（jiā）的幾何造型，而不用考慮加工的可行性上。結合CAD和CAE技術可以製造出任意冷卻水路的模具結構。

　　DMLS是金屬粉體成（chéng）型，有同軸（zhóu）送粉和輥（gǔn）筒送粉兩類。同軸送粉的技術適合製造分層厚度在1mm以上物件，大型的金屬件，目前我國（guó）最大的工件居然是核（hé）電部件，在四川（chuān）製造。一些航空（kōng）部件西工（gōng）和北理工開始（shǐ）產業化了。輥筒送粉的（de）產品精（jīng）細度高，適（shì）合（hé）製造小型部件，因為製造過程部件很（hěn）容易熱變形。製造（zào）空間超過電腦機箱大小都（dōu）是很困難的。以（yǐ）上幾類3D打印其實都是對應了材料（liào）的熱曲線，需要材料配合，以金屬粉體為例，既涉及到粉體粒徑形貌又涉及到粒徑搭配，還需要熱處理（lǐ）使得馬氏體和奧氏體之間結（jié）構轉化。

　　DMLS技術由德國EOS公司開發，與SLS和SLM技術原理非常類似 。EOS公司出品的EOSINT M 係（xì）列機型（xíng）也非常類似3D Systems 公司（sī）的（de） sPro 係列機型（xíng）。M係列能打印鋁，鈷鉻合金，鈦，鎳合金和鋼。

 

　　適用材料：幾乎任何合金

 

　　二、電子束熔化成型（EBM）

 

　　電子束（shù）選區熔化（Electron Beam Melting，EBM）技術是（shì）增材製造技術的（de）主要方向之一。目前世界（jiè）上僅有瑞典的Arcam AB公司可提供（gòng）商業化設備。

　　其工作原理主要是利用金屬粉末在電子束轟（hōng）擊下熔化的原理，先在鋪粉平麵上鋪展一層粉末並壓實；然後，電子束在計算機的控製下按照輪（lún）廓截（jié）麵信（xìn）息進（jìn）行有選擇的燒結，金（jīn）屬粉末在電（diàn）子束的轟擊下燒結在（zài）一起，並與下麵已成型的部（bù）分（fèn）粘接，層層堆積，直至整個零件全部燒結（jié）完成；最後去（qù）除多餘粉末便得到想要的零件。

　　

EBM詳細技術原理

　　EBM技術采用金屬粉末為原材料，其應用範圍相當廣泛，尤其在難熔、難加工材料方麵有突出用（yòng）途，包括鈦合金、鈦基金屬間化合物、不鏽鋼、鈷鉻合金、鎳合金等，其製品能實現高度複雜性並達到較高的力學（xué）性能。此（cǐ）技術可用於航（háng）空飛行器及發動機多聯葉片、機匣、散熱（rè）器、支座、吊耳等（děng）結構的製造（zào）。

 

　　適用材料：鈦合金

 

　　三、選擇（zé）性激光熔融技術（SLM）

 

　　SLM技術由德國（guó）夫琅和費學（xué）院於1995年與（yǔ）當時的F&S Stereolithographietechnik公司合作研發並申請獲得相關專利。2000年早期F&S與德國MCP HEK公司（後來稱為MTT科技公司，又改為SLM Solutions公司）達成商業合作。如今，SLM技術的創始人Dieter Schwarze博士在SLM Solutions公司，而Matthias Fockele博士則創立了Realizer公司。

　　SLM技術是利用金屬粉末在激光束的熱作用下完全熔化、經冷卻凝固而成（chéng）型的一種技術。在高激光能（néng）量（liàng）密度作用下，金屬粉末完全熔化，經散熱冷卻後可實現與固體金（jīn）屬冶金焊合（hé）成型。SLM技術正是通過此過程，層層（céng）累積成型出三維實（shí）體的快速成型技術。

　　

SLM詳細技術原理

　　3D Systems公司也出品了采用SLM技術的金屬3D打印機：sPro125和（hé）250。3D Systems 公（gōng）司稱它（tā）們為直接金屬選擇性激光熔融（Direct Metal SLM）。它們能生產高精度，高複雜度的金屬零件。打印層厚可達20微米，可打印的金屬包括鈦，不鏽鋼（gāng），鈷鉻合金，工具鋼等，所（suǒ）以能夠應用在航空（kōng）領域（比（bǐ）如帶冷卻倉的超高效散熱片的一體（tǐ）化打（dǎ）印），以及醫療保健領域（比如超複雜形狀的金屬下顎）等等。

 

　　適用材料：鈦合金、鈷鉻（gè）合金、不鏽鋼、鋁

 

　　四、選擇性（xìng）熱燒結成型技術（SHS）

 

　　Selective sintering（選擇性熱燒結）技術始於3D印刷工場，這家創新的丹麥企業成立（lì）於2009年（nián），旨在創造一種“辦公室3d打印機”，實（shí）惠的價格和高質量的印刷（shuā）。

　　他們的專利SHS（選擇（zé）性熱燒結）在2011年推出3D印刷技術在EUROMOLD。它類（lèi）似於激光燒結，但（dàn）是，而不是使用激光SHS使用（yòng）的熱打印頭。被（bèi）保持在升高的溫度下，這（zhè）樣的機械掃描頭隻需要提升的溫度稍高於粉末的熔融溫度，以選擇性地（dì）結合，粉末床。

　　它是如何工作的？然（rán）後它被切成層，使用另（lìng）一種方案，在CAD軟件設計的三維模型。當按下“打印”按鈕，打印機（jī）蔓延在整個構建室一層薄薄的塑料粉末（mò）。感熱式打印頭開始來回移動，從打（dǎ）印頭的熱熔融（róng）到塑料（liào）粉末層中的每個橫截（jié）麵。再次三維打印機，塑料粉（fěn）末，準備新的層，感熱式打（dǎ）印頭，繼續加熱到粉末層。最終的三（sān）維模型是在編譯室 - 由未熔化粉末包圍。未（wèi）使用的粉是100％可回收，沒有（yǒu）必要額外的支持材料。

　　隨著選擇性熱燒結技術的3D打印機可以使（shǐ）任何複雜的幾何形狀（最小壁厚為1毫米）的形成。可以加載多個3D模型，並打（dǎ）印在（zài）同一時間。

 

　　適用材料：熱塑性粉末

 

　　五、選擇性激光燒結工藝（SLS）

 

　　選擇性激光燒結工藝（Selective Laser Sintering，SLS），該工藝最早是由美國（guó）德克薩斯大學奧斯汀分校的C.R.Dechard於1989年在其碩士論文中提出的，隨後C.R.Dechard創立了（le）DTM公司並於（yú）1992年發布了基於SLS技術的工業級商用3D打印機Sinterstation。

　　二十年多年來奧斯汀分校和DTM公司（sī）在SLS工藝領域（yù）投入了（le）大量的研究工作，在設備研製和（hé）工藝、材料開發上都取得了豐碩的成果。德國的EOS公司針對SLS工藝也進行了大（dà）量的研究工作並且已開發（fā）出一係列的工（gōng）業級SLS快速成型設備，在2012年的歐洲模具展上EOS公司（sī）研發的3D打印（yìn）設備大放異彩。

　　在國內也有許多科研單位開展了對SLS工藝（yì）的研究（jiū），如南京航空航天大學（xué）、中北大學、華中科技大學、武（wǔ）漢濱湖機電產業有限公司、北京隆源自動成型有限公司、湖南華曙高科（kē）等。

　　SLS工藝（yì）使（shǐ）用的是粉末狀材料，激光器在（zài）計（jì）算機的操控下對粉末進行掃描照射而實現材料的燒結粘合，就這樣材料層層堆積實現成型（xíng），如圖所示為SLS的成（chéng）型原理：

　　

SLS詳細技術原理

　　選擇（zé）性激光燒結加工的過程先采用壓輥將一層粉末平鋪到已成（chéng）型工件的上表麵，數（shù）控係統操（cāo）控激光束按照該層（céng）截（jié）麵輪廓在粉層上進行掃（sǎo）描照射而使粉末的溫度升至熔化點，從（cóng）而進行（háng）燒結並於下麵已成型的部分實現粘合。

　　當一層截（jié）麵（miàn）燒結完後工作台將（jiāng）下降一個層厚，這時壓輥又會均（jun1）勻（yún）地在上麵鋪上一（yī）層粉末並開始新（xīn）一層截麵的燒結，如此反複（fù）操（cāo）作直接工（gōng）件完全成（chéng）型（xíng）。

　　在成（chéng）型的過程中，未經燒結的粉末對模型的空腔和懸臂起著支撐（chēng）的作用，因此SLS成型（xíng）的工件不（bú）需要像SLA成型（xíng）的工（gōng）件那樣需要支撐結構。SLS工藝使用的材料與SLA相比相（xiàng）對豐（fēng）富些，主要有石蠟、聚碳酸酯、尼龍、纖細尼龍、合成尼龍（lóng）、陶瓷甚至還可（kě）以是金屬。

　　當工件完全成（chéng）型並完全冷卻（què）後，工作台將上（shàng）升（shēng）至原（yuán）來的高度，此時需要把工件取出使用刷子或（huò）壓縮空氣把模型表層的粉末去（qù）掉（diào）。

　　SLS工藝支持多種材料，成型工件無需支撐結構，而且材料利用率較高。盡管這樣SLS設備的價（jià）格和材料價格仍然十分昂貴，燒結前材料需要預熱，燒結（jié）過程中材料會揮發出異（yì）味，設備工（gōng）作環境要求相對苛（kē）刻。

 

　　適用材料：熱塑性塑料、金屬粉末、陶瓷粉末

 

　　粉末層噴頭成型技術：

 

　　一、三維印刷（shuā）工藝（3DP）

 

　　石膏3D打印（yìn）又叫粉末層噴頭3D打印（Three-Dimension Printing，3DP），該技術由美國麻省理工大學的Emanual Sachs教授發（fā）明於1993年，3DP的工作原理類似於噴墨打印機，是形式（shì）上最為貼合“3D打印”概念的成型技術（shù）之一。3DP工藝與SLS工藝也有著類似的地方，采用的都是粉末狀的材料，如陶瓷（cí）、金屬、塑料，但與其不同的是3DP使用的粉末並不是（shì）通過激光燒結粘合在一起的，而是通過噴頭噴射粘合劑將工件的（de）截麵“打印”出來並一層層堆積成型（xíng）的，如（rú）圖（tú）所示（shì）為3DP的技術原理：

　　

3DP詳細技術原理

　　首先設備會把工作槽中的粉末鋪平，接著（zhe）噴頭會按照指定的路徑將液態粘合劑（如矽膠）噴射在預先粉層上的指定區域中（zhōng），此後（hòu）不斷重複（fù）上述步驟直到工件完全成（chéng）型後除去（qù）模型上多餘的粉末材料即（jí）可。3DP技術成型（xíng）速度（dù）非常（cháng）快，適用（yòng）於製造結構複雜的（de）工件，也適用於製作複（fù）合材料（liào）或（huò）非均（jun1）勻材質材料的零件。

 

　　適用材料：石膏（gāo）、熱塑性塑（sù）料、金屬粉末（mò）、陶瓷粉末

 

　　層壓成型技術：

 

　　一、分層實體成型工藝（LOM）

 

　　分層實體成型工藝（yì）（Laminated Object Manufacturing，LOM），這（zhè）是曆史最為悠久的3D打印成型技術，也是最（zuì）為成熟的3D打印技術（shù）之一。LOM技術自1991年問世以來得到迅速（sù）的發展。由於分層實體（tǐ）成型多使用紙材、PVC薄膜（mó）等材料，價（jià）格低廉且成型精度高，因此（cǐ）受（shòu）到了（le）較（jiào）為廣泛（fàn）的關注，在產品概念設計可視化、造型（xíng）設計評估、裝配檢驗、熔模鑄造（zào）等方麵（miàn）應用廣泛。下麵我們一起（qǐ）了解一下LOM技術的原理，如圖（tú）所示為LOM技（jì）術的基本原（yuán）理：

　　

LOM詳細技術原理

　　分層實體成型係統主要包括計算機、數控係統、原材料存儲與（yǔ）運送部件、熱粘壓部件、激光切係統、可升降（jiàng）工作台等部分（fèn）組成。

　　其（qí）中（zhōng）計算機負（fù）責接收和存（cún）儲成型工件的三維模型數據，這些數據主要是沿模型高度方向提取的一係列截麵輪廓。原材料存儲與運送（sòng）部件（jiàn）將把存儲在其中（zhōng）的原材料（底麵（miàn）塗有粘合劑的薄膜材料）逐步送至工作台上方。

　　激光切割器（qì）將沿著工件截麵輪廓線對薄膜進行切割（gē），可升降的（de）工作台能（néng）支（zhī）撐成型的工件，並（bìng）在每層成型之後降低（dī）一個材料厚度以便送進將要進行粘合和切割的新（xīn）一層材料，最後熱粘壓部件將會（huì）一層一層地把成型區域（yù）的薄膜粘合在一（yī）起（qǐ），就（jiù）這樣重複上述的步驟直到工件完全成型。

　　LOM工藝采用的原料價格便宜，因此製作成本（běn）極為低廉，其適用於大尺寸工件的成型，成型過程無需設置支撐結構，多餘的（de）材料也（yě）容易剔除，精度也比較理想。盡管如此，由於LOM技術成型材料的利用率不（bú）高，材料浪費嚴重頗被詬病，又隨著新（xīn）技術的發展LOM工藝（yì）將有可能被逐步淘汰。

 

　　適用材料：紙（zhǐ）、金屬膜、塑料薄膜

 

　　光（guāng）聚（jù）合成型技術：

 

　　一、立體光固化成型工藝（SLA）

 

　　立（lì）體光固化成型工藝（yì）（Stereolithography Apparatus，SLA），又稱立體光刻成型。該工藝最早由Charles W.Hull於1984年提出並獲得美國國家專利，是最早發展起來（lái）的3D打印技術之一。Charles W.Hull在獲得該專利後兩年便成立（lì）了3D Systems公司（sī）並於1988年發布了世界上第一台商用3D打印機SLA-250。SLA工藝也成為了目（mù）前世（shì）界上（shàng）研究最為深入、技術最為成熟、應用最（zuì）為廣泛（fàn）的一種（zhǒng）3D打印技術。

　　SLA工藝（yì）以光敏（mǐn）樹脂作為材料，在計算機的控製（zhì）下紫外激光將對（duì）液態的光敏樹脂進行掃描從而讓其逐層凝固成型（xíng），SLA工藝（yì）能（néng）以簡潔（jié）且全自動的方式製造出（chū）精度極高的幾何立體模型。下麵我（wǒ）們（men）一起（qǐ）了解（jiě）一下SLA技術的原理，如圖所（suǒ）示為SLA技術的（de）基本原理：

　　

SLA詳細技術原理

　　液槽中會先盛滿（mǎn）液（yè）態的光敏樹脂，氦—鎘激光器或氬離子激光器發射出的紫外（wài）激光束在計算機的操（cāo）縱（zòng）下按工件的分層截麵數（shù）據在液態的光（guāng）敏（mǐn）樹脂表麵進行逐行逐點掃描，這使掃描區域（yù）的樹脂薄層產生（shēng）聚合反應而固化從形成工件的一個薄層（céng）。

　　當一層樹脂固化完畢後，工作台將下移一（yī）個（gè）層厚的距離以使在原先固化好的樹脂表麵上再覆蓋一層（céng）新的液態樹脂，刮板（bǎn）將粘度較大的樹脂液（yè）麵刮平然後再進行下一層的激光掃描固化（huà）。因為液態（tài）樹（shù）脂具有高粘性而導致流動性較（jiào）差，在每層固化之後液麵很難在短時間內（nèi）迅速撫平，這樣（yàng）將會影響到實體的成型精度。采用刮板刮平後所需要的液態樹脂將會（huì）均勻地塗在上一疊層（céng）上，這樣經過激光固化後將可以得到較好的（de）精度，也能使成型工件的表麵更（gèng）加光滑平整。

　　新固化的一層將牢固地粘合在前一層上，如此重複直至（zhì）整（zhěng）個工（gōng）件（jiàn）層疊完畢，這樣最後就能得到一個完整的立體模型。

　　當工件完全成型後，首先需要把工（gōng）件取出並把多餘的樹脂清理幹淨，接著還（hái）需要把支撐結構清除掉，最後還需要把工件（jiàn）放到紫外燈下進行二次固化。

　　SLA工藝成型效率高，係統運行相對穩定，成型工件（jiàn）表（biǎo）麵光滑精度也有保證，適（shì）合製作結構異（yì）常複雜（zá）的模型，能夠直接製作麵向熔（róng）模精密（mì）鑄造的中間模（mó）。盡管（guǎn）SLA的成（chéng）型精度高，但成型尺寸也有較大（dà）的（de）限製而不適合製（zhì）作體積（jī）龐大的工件，成型過程中伴隨的（de）物理變化和（hé）化學變化可能會導致工件變（biàn）形，因此成型工件需要有支撐結構（gòu）。

　　目前，SLA工藝所支持的材料還相當有限且價格昂貴，液態的光敏樹脂具有一定的毒性和氣味，材料需（xū）要避光（guāng）保存以防（fáng）止提前發生聚合反應（yīng）。SLA成型的成品硬度很低（dī）而（ér）相對脆弱，小編在一次3D打印體驗活動（iCader帶您走進中科院探（tàn）秘3D打印”活動簡報：華南（nán）地區的3D打印技（jì）術（shù）產業聯盟呼之欲出）中看到了SLA成（chéng）品觸地（dì）碎裂（liè）的情（qíng）況。此外，使用SLA成型的（de）模型還（hái）需要進行二次固化，後期處理相對複雜。

 

　　適用材料：光（guāng）硬化樹脂（photopolymer）

 

　　二、PolyJet聚（jù）合物噴射技術（UV紫外線成型技術）

 

　　PolyJet聚合物（wù）噴射技術是以（yǐ）色列（liè）Objet公司於2000年初推出的專利技術，PolyJet技術也是當前最為先進的3D打印技術之一，它的成型原理與3DP有點（diǎn）類（lèi）似，不過噴（pēn）射（shè）的不是粘合劑而是聚合成型材料（liào），如圖所（suǒ）示為PolyJet聚合物噴射係統的結構（gòu）：

　　

PolyJet聚合物噴射技術原理

　　PolyJet的噴射打印頭（tóu）沿X軸（zhóu）方向來回運動，工作原理與噴墨打（dǎ）印（yìn）機十分類似，不同的是噴頭噴射的不是（shì）墨水而是光（guāng）敏聚合物。當光敏聚合材料被（bèi）噴射到工作台上（shàng）後，UV紫外（wài）光燈將沿著噴頭工作的方向發射出UV紫外光對光敏（mǐn）聚合材料（liào）進行固化。

　　完成一層的噴（pēn）射打印（yìn）和（hé）固化後，設備內置的工作台會極其精準地下降一個成型層厚，噴頭繼續噴射光敏聚合材料進行下一層的打印和固化。就這樣一（yī）層接一層，直到整個工件打印製（zhì）作完成。

　　工件成型（xíng）的過程中將使用兩種不同類型的光敏樹脂材料（liào），一種（zhǒng）是用來生成實際的模型的材料，另一種是類似膠狀的用來作為（wéi）支撐的樹脂材（cái）料。

　　這種支撐材料由過程控（kòng）製被精確的添加到複雜成（chéng）型結構模（mó）型的（de）所需位置，例如是一些懸空、凹槽、複雜細節和薄壁等等的結構。當完成整個打印成型過程（chéng）後，隻需要使（shǐ）用Water Jet水槍就（jiù）可以十分容易地把這些支撐材料（liào）去除，而最後（hòu）留下的是擁有整潔光滑表（biǎo）麵的成型工件。

　　使（shǐ）用PolyJet聚合物噴射技術成型的（de）工件（jiàn）精度非常高，最薄層厚（hòu）能（néng）達到16微米。設備提供封閉的成型工作環境，適合於（yú）普通的辦公室環境（jìng）。此外，PolyJet技術還支持多種不同性質的材料同時成型，能夠製作非常複雜的模型。

 

　　適（shì）用材料：光硬化樹脂（photopolymer）

 

　　三（sān）、數字光（guāng）處理技術（DLP）

 

　　在數字光處理技術中，大桶的物體聚合（hé）物被暴（bào）露在數字光處理投影機的安全燈環境下，暴露的液體聚合（hé）物快速變硬，然後（hòu）設備的構建盤以較小的增量向下移動（dòng），液體聚合物再次暴露在光線下。這個過（guò）程不斷重複，直到模型建（jiàn）成。最後排出桶中的液體聚合物，留下實體模型。采用DLP 技術的代表設備是德國EnvisionTec 公（gōng）司的Ultra 3D 打印數字光（guāng）處理快速成型係統。

　　DLP 激光成型技術（shù）和SLA 立體平版印（yìn）刷技術（shù）比較相（xiàng）似，也是（shì）采用光敏樹脂作為打（dǎ）印材料，不同的是SLA 的光線（xiàn）是聚成一點在麵上移動，而（ér）DLP 在打印平台的頂部放置一台高分辨率（lǜ）的數字光處（chù）理器（qì）（DLP）投影儀，將光（guāng）打在一個麵上來固化液態光聚合物（wù），逐層的（de）進行光（guāng）固化，因此速度（dù）比同類型的SLA 立體平版印刷技術速度更快。

　　DLP 的應用非（fēi）常廣（guǎng）泛，該（gāi）技術最早是由德州儀器開發（fā）的，它至今仍然是此項技術的（de）主要供應商。最近幾年該技術放入3D 打印中，利用機器上的紫（zǐ）外光（白光燈），照出一個截麵的（de）圖像，把（bǎ）液態的光敏（mǐn）樹脂固化。該技術成型精度高（gāo），在材料屬性、細節（jiē）和表麵光潔度（dù）方麵可匹敵注塑成型的耐用塑料部件。

　　SLA與DLP打印（yìn）所需的液態（tài）光敏樹脂材料（liào）也因生產商家和機（jī）型的不同而各有特點，比如EnvisionTec 的各類機型都可以使用（yòng）EC-500 型蠟基液體樹脂材料製造各類（lèi）精致（zhì）飾品模型以用於失蠟法鑄造（zào），但其每千克材料成本高達幾千元。其（qí）民（mín）用代表機型（xíng）有B9 Creator（2500美（měi）元），Form1（3300美金）等。