40張動圖！秒懂3D列印原理！

3D列印是製造業領域的一項新興技術，被稱為「具有工業革命意義的製造技術」。近年來，隨著工業技術的進步，3D列印技術得到迅速發展並得到媒體的廣泛關注。面對眾多的3D列印技術，各位小夥伴是不是有點hold不住了？

沒關係，本篇文章為大家整理十大3D列印技術，用動圖的方式生動呈現出其原理，讓你快速了解3D列印是怎麼回事。

文中，給大家分享的是3D列印原理高分子篇和金屬篇，主要介紹SLA、CLIP、3DP、PolyJet、FDM五大技術，以及NPJ、SLM、SLS、LMD和EBM五大金屬3D列印原理。

1、SLA（StereoLithography）

SLA即光固化成型技術，指利用紫外光照射液態光敏樹脂發生聚合反應，來逐層固化並生成三維實體的成型方式，SLA製備的工件尺度精度高，是商業化的最早3D列印技術。

以下是SLA工藝工程：

紫外激光源

光固化反應

逐層掃描成型

2、CLIP

CLIP即連續液體界面提取技術，是在Carbon 3D公司在SLA技術的基礎上開發的具有革命性的3D列印技術，將3D列印的速度提高了100倍！

CLIP從底部投影，使光敏樹脂固化，不需要固化的部分通過控制氧氣，形成死區，抑制光固化反應而保持穩定的液態區域，這樣就保證了固化的連續性。

光固化反應

氧氣抑制光固化過程

光固化死區演示

CLIP成型過程

3、3DP（Three-DimensionalPrinting）

3DP即三維列印快速成型技術，其與傳統二維噴墨列印接近，從噴頭噴出粘結劑（彩色粘結劑可以列印出彩色製件），將平台上的粉末粘結成型，通常用採用石膏粉作為成型材料。3DP技術目前主要應用有兩個：全彩3D列印及砂模鑄造。

以下是Exone公司用3DP技術進行砂模鑄造的過程：

粘結劑噴射

加熱固化

列印成型

鑄造成型

4、PolyJet

PolyJet即聚合物噴射技術，其成型原理類似3DP技術，但噴射的不是粘合劑而是光固化樹脂，噴射完成後通過紫外光照射固化成型。

PolyJet成型原理

PolyJet採用陣列式噴頭，甚至可以同時噴射不同材料，實現多種材料、多色材料同時列印。

陣列噴頭工作過程

PolyJet列印過程

5、FDM（FusedDeposition Modeling）

FDM即熔融層積技術，利用高溫將材料熔化，通過列印頭擠出成細絲，在構件平台堆積成型。FDM是最簡單也是最常見的3D列印技術，通常應用於桌面級3D列印設備。

以下是FDM技術的工作原理：

模型處理

耗材擠出成型

逐層列印過程

去除支撐

表面處理

金屬3D列印技術可以直接用於金屬零件的快速成型製造，具有廣闊的工業應用前景，是國內外重點發展的3D列印技術，下面跟大家分享NPJ、SLM、SLS、LMD和EBM五大金屬3D列印原理。

6.NPJ（Nano Particle Jetting）

NPJ技術是以色列公司Xjet最新開發出的金屬3D列印成型技術，與普通的激光3D列印成型相比，其使用的是納米液態金屬，以噴墨的方式沉積成型，列印速度比普通激光列印快5倍，且具有優異的精度和表面粗糙度。

以下是Xjet設備工作過程：

金屬顆粒細化

金屬顆粒分布在液滴中

液滴噴射成型過程

液相排出過程

燒結後的製件

7.SLM（Selective Laser Melting）

SLM即選區激光熔化成型技術，是目前金屬3D列印成型中最普遍的技術，採用精細聚焦光斑快速熔化預置金屬粉末，直接獲得任意形狀以及具有完全冶金結合的零件，得到的製作緻密度可達99%以上。

激光振鏡系統是SLM的關鍵技術之一，以下是SLM Solution公司的振鏡系統工作圖：

激光發射

激光傳輸

掃描振鏡

激光掃描熔化

金屬粉末熔化過程

金屬3D列印過程中，由於製件通常較複雜，需要列印支撐材料，製件完成後需要去除支撐，並對製件的表面進行處理。

取出製件

去除支撐

後處理

8.SLS（Selective Laser Sintering）

SLS即選區激光燒結成型技術，與SLM技術類似，區別是激光功率不同，通常用於高分子聚合物的3D列印成型。

以下是SLS製備塑料製件的過程：

模型分層切片

製件的取出

後處理

SLS也可用於製造金屬或陶瓷零件，但所得到的製件緻密度低，且需要經過後期緻密化處理才能使用。

SLS製造金屬零件

9.LMD（Laser Metal Deposition）

LMD即激光熔覆成型技術，該技術名稱繁多，不同的研究機構獨立研究並獨立命名，常用的名稱包括：LENS, DMD, DLF, LRF等，與SLM最大不同在於，其粉末通過噴嘴聚集到工作檯面，與激光匯於一點，粉末熔化冷卻後獲得堆積的熔覆實體。

以下是LENS技術的工作過程：

同軸送粉

構建過程

10.EBM（Electron Beam Melting）

EBM即電子束熔化技術，其工藝過程與SLM非常相似，區別在於，EBM所使用的能量源為電子束。EBM的電子束輸出能量通常比SLM的激光輸出功率大一個數量級，掃描速度也遠高於SLM，因此EBM在構建過程中，需要對造型台整體進行預熱，防止成型過程中溫度過大而帶來較大的殘餘應力。

以下是EBM工作過程：

整體預熱

成型過程

熔化過程中粉末的變化

本文來源：3D世界、金屬加工

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