3D打印是制造業(yè)領(lǐng)域的一項(xiàng)新興技術(shù)，被稱為“具有工業(yè)革命意義的制造技術(shù)”。近年來，隨著工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步，3D打印技術(shù)得到迅速發(fā)展并得到媒體的廣泛關(guān)注，各類3D打印技術(shù)被紛紛報(bào)道。
下面，給大家分享的是3D打印原理高分子篇和金屬篇，主要介紹SLA、CLIP、3DP、PolyJet、FDM五大高分子技術(shù)，以及NPJ、SLM、SLS、LMD和EBM五大金屬3D打印原理
1、SLA（StereoLithography）
SLA即光固化成型技術(shù)，指利用紫外光照射液態(tài)光敏樹脂發(fā)生聚合反應(yīng)，來逐層固化并生成三維實(shí)體的成型方式，SLA制備的工件尺度精度高，是商業(yè)化的最早3D打印技術(shù)。
以下是SLA工藝工程：
紫外激光源
光固化反應(yīng)
逐層掃描成型
2、CLIP（ContinuousLiquid Interface Production technology）
CLIP即連續(xù)液體界面提取技術(shù)，是在Carbon 3D公司在SLA技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)的具有革命性的3D打印技術(shù)，將3D打印的速度提高了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(qū)，抑制光固化反應(yīng)而保持穩(wěn)定的液態(tài)區(qū)域，這樣就保證了固化的連續(xù)性。
光固化反應(yīng)
氧氣抑制光固化過程
光固化死區(qū)演示
CLIP成型過程
3、3DP（Three-DimensionalPrinting）
3DP即三維打印快速成型技術(shù)，其與傳統(tǒng)二維噴墨打印接近，從噴頭噴出粘結(jié)劑（彩色粘結(jié)劑可以打印出彩色制件），將平臺(tái)上的粉末粘結(jié)成型，通常用采用石膏粉作為成型材料。3DP技術(shù)目前主要應(yīng)用有兩個(gè)：全彩3D打印及砂模鑄造。
以下是Exone公司用3DP技術(shù)進(jìn)行砂模鑄造的過程：
粘結(jié)劑噴射
加熱固化
打印成型
鑄造成型
4、PolyJet
PolyJet即聚合物噴射技術(shù)，其成型原理類似3DP技術(shù)，但噴射的不是粘合劑而是光固化樹脂，噴射完成后通過紫外光照射固化成型。
PolyJet成型原理
PolyJet采用陣列式噴頭，甚至可以同時(shí)噴射不同材料，實(shí)現(xiàn)多種材料、多色材料同時(shí)打印。
陣列噴頭工作過程
PolyJet打印過程
5、FDM（FusedDeposition Modeling）
FDM即熔融層積技術(shù)，利用高溫將材料熔化，通過打印頭擠出成細(xì)絲，在構(gòu)件平臺(tái)堆積成型。FDM是最簡單也是最常見的3D打印技術(shù)，通常應(yīng)用于桌面級(jí)3D打印設(shè)備。
以下是FDM技術(shù)的工作原理：
模型處理
耗材擠出成型
逐層打印過程
去除支撐
表面處理
金屬3D打印技術(shù)可以直接用于金屬零件的快速成型制造，具有廣闊的工業(yè)應(yīng)用前景，是國內(nèi)外重點(diǎn)發(fā)展的3D打印技術(shù)，下面跟大家分享NPJ、SLM、SLS、LMD和EBM五大金屬3D打印原理。
6.NPJ（Nano Particle Jetting）
NPJ技術(shù)是以色列公司Xjet最新開發(fā)出的金屬3D打印成型技術(shù)，與普通的激光3D打印成型相比，其使用的是納米液態(tài)金屬，以噴墨的方式沉積成型，打印速度比普通激光打印快5倍，且具有優(yōu)異的精度和表面粗糙度。
以下是Xjet設(shè)備工作過程：
金屬顆粒細(xì)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(jié)后的制件
2.SLM（Selective Laser Melting）
SLM即選區(qū)激光熔化成型技術(shù)，是目前金屬3D打印成型中最普遍的技術(shù)，采用精細(xì)聚焦光斑快速熔化預(yù)置金屬粉末，直接獲得任意形狀以及具有完全冶金結(jié)合的零件，得到的制作致密度可達(dá)99%以上。
激光振鏡系統(tǒng)是SLM的關(guān)鍵技術(shù)之一，以下是SLM Solution公司的振鏡系統(tǒng)工作圖：
激光發(fā)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打印過程中，由于制件通常較復(fù)雜，需要打印支撐材料，制件完成后需要去除支撐，并對制件的表面進(jìn)行處理。
取出制件
去除支撐
后處理
3.SLS（Selective Laser Sintering）
SLS即選區(qū)激光燒結(jié)成型技術(shù)，與SLM技術(shù)類似，區(qū)別是激光功率不同，通常用于高分子聚合物的3D打印成型。
以下是SLS制備塑料制件的過程：
模型分層切片
激光燒結(jié)過程
制件的取出
后處理
SLS也可用于制造金屬或陶瓷零件，但所得到的制件致密度低，且需要經(jīng)過后期致密化處理才能使用。
SLS制造金屬零件
4.LMD（Laser metal Deposition）
LMD即激光熔覆成型技術(shù)，該技術(shù)名稱繁多，不同的研究機(jī)構(gòu)獨(dú)立研究并獨(dú)立命名，常用的名稱包括：LENS, DMD, DLF, LRF等，與SLM最大不同在于，其粉末通過噴嘴聚集到工作臺(tái)面，與激光匯于一點(diǎn)，粉末熔化冷卻后獲得堆積的熔覆實(shí)體。
以下是LENS技術(shù)的工作過程：
同軸送粉
構(gòu)建過程
5.EBM（Electron Beam Melting）
EBM即電子束熔化技術(shù)，其工藝過程與SLM非常相似，區(qū)別在于，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(gè)數(shù)量級(jí)，掃描速度也遠(yuǎn)高于SLM，因此EBM在構(gòu)建過程中，需要對造型臺(tái)整體進(jìn)行預(yù)熱，防止成型過程中溫度過大而帶來較大的殘余應(yīng)力。
以下是EBM工作過程：
整體預(yù)熱
成型過程
熔化過程中粉末的變化
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