在科技快速发展的当下,3D打印技术正逐步从专业领域走向大众生活,成为备受关注的创新制造方式。其工作原理如同"立体复印机",可将数字设计的三维模型转化为实体物体。以下将详细介绍几种主流的3D打印技术。
熔融沉积成型(FDM)技术是大众较为熟知的3D打印方式。其工作原理可类比为"熔融挤出":将丝状热塑性材料(如PLA聚乳酸、ABS丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)送入打印喷头,经加热熔化后,按预设路径逐层挤出并堆积,最终形成目标物体。FDM设备成本较低,操作便捷性接近普通家用电器,因此在教育、创意设计及小型企业中广受欢迎。若用户需打印小摆件、模型等,FDM技术是理想选择。不过,该技术也存在局限:打印件表面可能略显粗糙,精度相对有限。
立体光固化成型(SLA)技术则依托光敏树脂的快速固化特性。设备内设有装载光敏树脂的容器与发射紫外线的激光头,激光按三维模型切片数据在树脂表面逐点扫描,被照射区域迅速固化,层层叠加后构建出立体实体。SLA技术以高精度、光滑表面著称,尤其适合珠宝模型、精细艺术品及高精度医疗器械模型等对细节要求严苛的场景。
选择性激光烧结(SLS)技术主要应用于工业领域。其原料为粉末状材料(如尼龙、金属粉末),通过激光束选择性烧结粉末颗粒,使被照射区域熔化粘结,未烧结的粉末作为支撑。打印完成后清理多余粉末,即可得到成型零件。SLS技术的优势在于可制造高强度、复杂结构的零件,且无需额外支撑结构,因此广泛用于汽车零部件、航空航天部件等功能性零件的生产。不过,该技术设备成本高、运行费用昂贵,对操作人员技术要求也较高。
数字光处理(DLP)技术与SLA原理相似,均通过光固化材料成型,但采用数字光源投影技术。其核心是DLP芯片,可将光线分割为微小像素,像投影仪般一次性将整层图案投影至光敏树脂表面,实现同步固化,因此打印速度显著快于SLA。不过,DLP技术在细节表现力上略逊于SLA,更适合快速制作对精度要求适中但需高效完成的概念模型、教学模型等。
随着技术持续演进,新的3D打印技术不断涌现。这些主流技术各具特点,在不同领域发挥着关键作用,不仅为日常生活与生产制造提供了便利,更展现了增材制造领域广阔的发展前景。