远铸简谈3D打印机类型及工作原理

3D打印英语全称Threedimensionalprinting，又称快速成型技术，属于添加剂制造的一种形式。其工作原理是使用三维软件或激光扫描进行三维建模，然后对三维模型进行分层处理，使用打印设备逐层打印，从而逐层积累成三维对象。

自3D打印发展以来，其相关技术逐渐成熟，在工业制造与研发、航空航天、汽车研发与制造、医疗器械制造等行业的应用也越来越普遍。随着3D印刷技术的发展，3D打印设备也在不断进步，3D打印机作为3D印刷的核心设备主要由高精度机械系统、数控系统、注射系统和成型环境组成。它是一个集机械、控制和计算机技术于一体的复杂机电一体化系统。

3D打印研究进展

熔融堆积成型（FDM）

3D打印是日常生活中常用的印刷方法，其耗材主要是丝状的。通过加热喷嘴机构、原材料输送装置和机电控制系统的精确控制，利用材料加热成液态或熔融状态，冷却后固化的原理，完成物体各层的印刷，实现物体的三维效果。

光固化成型(SLA)

3D打印主要以液体光敏树脂为耗材，结合数字控制技术，利用紫外线激光束诱导树脂表面的光聚合反应，实现零件薄层截面的固化。然后，工作台降低了浸泡在光敏树脂液体中的层的厚度，并使用紫外线激光固化新层，以便反复固化，从而实现零件的三维打印。

SLA技术成型工艺简单，印刷精度高，成型零件机械性能高，但印刷速度慢，要求操作人员具有较高的操作技能。目前主要用于医学研究和模具开发。

选择性激光烧结型（SLS）

3D打印材料主要为金属粉末材料，采用激光或电子束选择性固体粉末，实现固体粉末材料的三维实体制造。SLS与SLM技术使用激光作为能量源略有不同，EBM使用电子束轰击金属粉末，选择性烧结固化具有广泛的耗材和材料来源，烧结精度高，可以形成复杂的零件，制造的零件性能。

分层实体制造成型（LOM）

LOM与打印方法相比SLA，SLS它更适合制造大型零件，如汽车制造和其他工业领域。用于印刷的耗材一般是金属板、塑料板和纸材料，因此，LOM式3D打印过程中材料的选择、不同类型的粘合剂、进料方式等都要根据不同零件的需要进行适当的调整，同时要考虑成本。

制造大型零件，LOM虽然该方法具有一定的速度优势，但很难将印刷零件从废料中剥离出来，耗材材料的利用率不高，浪费严重，印刷零件表面粗糙，有明显的阶梯状线条，容易开裂。

三维喷墨打印(3DP)

3DP使用喷墨打印机喷嘴，该过程与选择性激光烧结非常相似，烧结非常相似，但激光烧结过程改为喷嘴粘合剂，光栅扫描器改为粘合剂喷头。其优点是印刷速度快，价格低，缺点是印刷产品的机械强度不高。