图片名称

NEWS

Follow Huashenghang's latest consultation

多行文本内容元素

富文本内容绑定数据后可解析HTML语言内容

科普：常见3D打印技术

3D打印（ThreeDimension Printing，简称3DP）技术，又称添加制造或增材制造（AdditiveManufacturing，简称AM）技术。是指通过连续的物理层叠加，逐层增加材料来生成三维实体的技术，与传统的去除材料加工技术不同。

一、SLA光固化3D打印机

SLA技术是第一代光固化主流技术，它在国内有多种翻译叫法，如立体光刻、立体印刷、光造型等等。SLA成型技术不仅世界上最早出现并实现商品化的一种快速成形技术，也是研究最深入、应用最广泛的快速成形技术之一。

SLA成型技术的基本原理，就是主要通过利用紫外激光（355nm或405nm）为光源，并用振镜系统来控制激光光斑扫描，激光束在液态树脂表面勾画出物体的第一层形状，然后制作平台下降一定的距离（0.05-0.025mm之间），再让固化层浸入液态树脂中，如此反复，最终完成实体打印。

二、DLP光固化3D打印机

数字光处理（Digital Light Processing，缩写：DLP）是在SLA技术出现的十余年后才出现的，该技术也是业界公认的第二代光固化成型技术，距今也有20多年的发展历史了。DLP技术主要是通过投影仪来逐层固化光敏聚合物液体，从而创建出3D打印对象的一种快速成型技术。

这种成型技术首先利用切片软件把模型切薄片，投影机播放幻灯片，每一层图像在树脂层很薄的区域产生光聚合反应固化，形成零件的一个薄层，然后成型台移动一层，投影机继续播放下一张幻灯片，继续加工下一层，如此循环，直达打印结束，所以不但成型精度高，而且打印速度也非常快。

三、LCD光固化3D打印机

LCD光固化成型技术其实是2013年才刚刚出现的，特点是技术开源的核心零部件相对便宜，但核心部件属于易耗品。

我们先来说说他成型原理。其实与DLP成型技术相比，最简单的理解，就是DLP技术的光源用LCD来代替，其他基本差不多。LCD液晶板成像原理，利用光学投射穿过红绿蓝三原色滤镜过滤掉红外线和紫外线（红外线和紫外线对LCD 片有一定的损害作用）后，再将三原色投射穿过三片液晶板上，合成投影成像。

由于该成型技术需要使用大功率紫外光照射，并利用透过的极少量紫外光进行固化成型。而LCD液晶屏本身就是怕紫外线的，被照射后会快速老化，同时该核心部件除了要经受耐热和高温散热的考验外，还要承受几十瓦405LED灯珠的数小时高强度烘烤，因此使用寿命非常短。若经常使用的话，其核心部件LCD屏往往在一到两个月就会被损坏，如果使用不当，可能几个小时就需要更换。

四、FDM(熔融沉积)3D打印机

熔融沉积成型工艺(Fused Deposition Modeling，FDM)是继LOM工艺和SLA工艺之后发展起来的一种3D打印技术。该技术由Scott Crump于1988年发明，随后Scott Crump创立了Stratasys公司。1992年，Stratasys公司推出了世界上第一台基于FDM技术的3D打印机——“3D造型者(3D Modeler)”，这也标志着FDM技术步入商用阶段。

原理：将丝状的热熔性材料进行加热融化，通过带有微细喷嘴的挤出机把材料挤出来。喷头可以沿X轴的方向进行移动，工作台则沿Y轴和Z轴方向移动(当然不同的设备其机械结构的设计也许不一样)，熔融的丝材被挤出后随即会和前一层材料粘合在一起。一层材料沉积后工作台将按预定的增量下降一个厚度，然后重复以上的步骤直到工件完全成型。

FDM(熔融沉积)的优缺点

优点：整个系统构造原理和操作简单，维护成本低，系统运行安全。可以使用无毒的原材料，设备系统可在办公环境中安装使用。工艺干净、简单、易于操作且不产生垃圾。独有的水溶性支撑技术，使得去除支撑结构简单易行，可快速构建瓶状或中空零件以及一次成型的装配结构件。原材料以材料卷的形式提供，易于搬运和快速更换。可选用多种材料，如各种色彩的工程塑料ABS、PC、PPSF以及医用ABS等。

缺点：成型精度相对SLA工艺较低，精度0.178mm。成型表面光洁度不如SLA工艺。成型速度相对较慢。

五、SLA与DLP两种成型技术的区别

SLA和DLP使用的耗材都是光固化树脂，并且两种成型技术原理非常类似，因此业界在研究3d打印成型技术时，往往喜欢将这两种技术当成同类技术看待，但二者在很多方面其实仍然有差异的。

1.机械结构。DLP用的是投影仪的数字光源，而SLA用的是紫外线激光光源。

2.成型速度。由于DLP的工作原理是利用数字微镜元件将产品截面图形投影到液体光敏树脂表面，使照射的树脂逐层进行光固化，所以打印速度非常快；而SLA则是使用激光束在液态树脂表面勾画出物体，由点到线，再由线到面形成实体模型，因此工作效率要远低于前者。

3.打印精度。理论上说，二者的精度均能达到微米级的打印精度，DLP可达到的最小光斑尺寸±50微米，而SLA可达到的最小光斑尺寸±100微米。由于SLA激光器功率高从而容易导致成型光斑误差大，另外微米级精度对于SLA的主要部件激光器以及振镜的要求很高，一般国内振晶很难达到要求，要达到微米级成本就会大幅度增加。而相比来说，DLP就比较容易达到微米级。综上，DLP的打印精度高于SLA。

4.打印尺寸大小。DLP受数字光镜分辨率限制，相比SLA只能打印尺寸较小产品。

总得来说，这两种技术均各有优劣，不过在实际使用中，DLP 3D打印机显然更有优势。