【科普】40张动图！秒懂3D打印原理！

  3D打印是制造业领域的一项新兴技术，被称为“具有工业革命意义的制造技术”。近年来，随工业技术的进步，3D打印技术获得迅速发展并得到媒体的广泛关注。面对众多的3D打印技术，各位小伙伴是不是有点hold不住了？

  没关系，本篇文章为大家理十大3D打印技术，用动图的方式生动呈现出其原理，把高大上的3D打印技术拉下神坛！

  文中，给大家伙儿一起来分享的是3D打印原理高分子篇和金属篇，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。

  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。

  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。

  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技术目前主要使用在有两个：全彩3D打印及砂模铸造。

  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采用阵列式喷头，还可以同时喷射不一样的材料，实现多种材料、多色材料同时打印。

  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。

  金属3D打印技术能直接用于金属零件的快速成型制造，具有广阔的工业应用前景，是国内外重点发展的3D打印技术，下面跟大家伙儿一起来分享NPJ、SLM、SLS、LMD和EBM五大金属3D打印原理。

  NPJ技术是以色列公司Xjet最新开发出的金属3D打印成型技术，与普通的激光3D打印成型相比，其使用的是纳米液态金属，以喷墨的方式沉积成型，打印速度比普通激光打印快5倍，且具备优秀能力的精度和表面粗糙度。

  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：

  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，并对制件的表明上进行处理。

  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。

  SLS也可用来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。

  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。

  EBM即电子束熔化技术，其工艺过程与SLM非常相似，不同之处在于，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，防止成型的过程中温度过大而带来较大的残余应力。

  DXV推出的这一组令人感到惊艳的3D打印系列水龙头，包括了格子、剪纸和层状金属条三个相当独特的形状。利用选择性激光烧结三维打印技术制造，它通过计算机引导的高热量、高压力激光束，融合金属粉末烧结二十四小时左右成形，而后再手工打磨及抛光。

  荷兰艺术家 David Grass 所设计的钟乳石系列灯泡，以3D打印技术复制了各个知名大楼建筑造型，装在天花板上，上下颠倒的模样，颇有电影全面启动或颠倒世界的fu。

  土耳其工业设计师 Deniz Karasahin 设计的手臂固定器Osteoid，帮助加速受伤的骨头与关节复原，可依据患者手臂形状量身订做，贴合而不闷，材质可回收。

  设计师 Colleen Jordan 利用3D打印技术将一盆盆极为迷你的花盆化身成戒指上的钻石，喜欢植物的人类能在这里头种花种草种水果，把象征活力与自然的植物戴在身上，帮助自身保持一整天的好心情！

  这支名为「Fahz」的花瓶是由美国设计师 Nicholas Desbiens 和 Martha Desbiens 所共同设计，他们利用3D打印的技术精准特性，把人像轮廓隐藏在花瓶侧边的曲线中，只要将其放在干净单纯的背景前，便很容易能看出他们充满玩心的创意之处。

  很多人都觉得3d打印以后必定会称谓未来的趋势，so，如果应用在名片的制作上岂不是很炫酷、很拽吗？让我们来看看巴塞罗那的Studio Clam为zoombcn利用3d打印技术制作的立体创意名片吧。

  打印技术越来越造福于人类了。设计师William Root运用3D打印技术制造出外骨假肢，通过激光扫描患者完整的那条腿，程序根据解剖学自动分析，描绘出对称的那条腿的模型，做到外形和线D打印出的气质与质感兼具的时尚礼服

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