主流3D打印技术FDM、SLA、SLS与3DP解析

    今日为大家系统介绍当前主流的四种3D打印技术——FDM、SLA、SLS和3DP的成型原理与工艺特性。

    1.熔融沉积成型（FusedDepositionModeling,FDM）

    FDM或许是当前应用最广泛的技术之一，众多消费级3D打印机均采用此工艺，因其实现难度相对较低。FDM的加热喷头将热熔性材料（如ABS、PA、POM）加热至临界半流体状态，随后在软件控制下沿CAD确定的二维轨迹运动，同步挤压出半流动材料，使其瞬间凝固形成具有轮廓的薄层。

    该过程与二维打印机的运作逻辑高度相似，区别在于打印头输出的并非油墨，而是ABS树脂等材料的熔融物。同时，3D打印机的打印头或底座具备垂直方向移动能力，可实现材料的逐层快速堆积——每层均按CAD模型确定的轨迹打印出特定形状，最终叠加形成设计好的三维物体。

    2.光固化立体成型（Stereolithography,SLA）

    据维基百科记载，1984年问世的首台快速成型设备即采用光固化立体造型工艺。在当前的快速成型设备中，SLA技术的研究深度与应用广度均处于领先地位。其核心基于光敏树脂在紫外光照射下的聚合反应特性。

    与多数3D打印工艺类似，SLA设备在打印前会将物体的三维数字模型进行切片处理。随后，在计算机控制下，紫外激光沿零件各分层截面的轮廓，对液态树脂进行逐点扫描。被扫描的树脂薄层通过聚合反应，由点及线、由线及面，最终形成零件的一个固化截面；未被扫描的树脂则保持液态。

    每层固化完成后，升降工作台会下降一个层厚的距离，在已固化的树脂表面覆盖新的液态树脂层，进行下一轮扫描固化。新固化层与前一层牢固粘合，如此循环直至零件原型制造完成。SLA工艺的优势在于可实现高精度与优质表面质量，尤其适合制造复杂（如空心零件）或精细（如工艺品、首饰）的部件。

    3.选择性激光烧结（SelectiveLaserSintering,SLS）

    数字模型的分层切割与逐层制造是3D打印工艺的共性基础，此处不再赘述。SLS工艺与SLA光固化工艺的核心相似点在于通过激光固化物质，但SLS采用红外激光束，材料范围扩展至塑料、蜡、陶瓷、金属及其复合物的粉末。

    具体流程为：先在工作台上铺一层极薄（亚毫米级）的原料粉末，随后在计算机控制下，激光束通过扫描器以特定速度和能量密度，按分层面的二维数据扫描。被扫描的粉末区域经烧结后形成一定厚度的实体片层，未被扫描的区域仍保持松散粉末状态。每层烧结完成后，工作台根据截层厚度升降，铺粉滚筒重新铺平粉末并压实，开始新一轮扫描。最终，去除多余粉末并经过打磨、烘干等后处理，即可获得成品零件。

    4.三维印刷工艺（3DPrinting,3DP）

    3DP又称粘合喷射或喷墨粉末打印，其工作原理与传统的二维喷墨打印最为接近。与SLS工艺相同，3DP技术通过将粉末粘结成整体来制造零部件，但粘结方式并非激光熔融，而是通过喷头喷射粘结剂完成。

    在计算机控制下，喷头按模型截面的二维数据运行，在特定位置选择性喷射粘结剂，最终构成一层结构。每层粘结完成后，成型缸下降一个等于层厚的距离，供粉缸上升并推出多余粉末，铺粉辊将粉末推至成型缸并铺平压实。如此循环，直至完成整个物体的粘结。

    作为3D打印技术的重要分支，3DP凭借快捷、适用范围广、精细度高等独特优势，成为继SLS、FDM之后最具发展潜力的快速成型技术之一，受到众多顶尖3D打印企业的关注。