第1个回答 2024-04-09
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：
↑↑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↑↑