3D打印机的主要技术平台及优缺点详解

3D打印机的主要技术平台及优缺点

3D打印技术从狭义上来说主要是指增材成型技术，从成型工艺上看，3D打印技术突破了传统成型方法，通过快速自动成型系统与计算机数据模型结合，无需任何附加的传统模具制造和机械加工就能够制造出各种形状复杂的原型，这使得产品的设计生产周期大大缩短，生产成本大幅下降。3D打印，俗称“三维打印技术”或“快速制造技术”，是对一系列“增材制造”技术的总称。

那么，3D打印技术主要分为哪几种，优缺点是什么呢？以下详细说明：

一、FDM：熔融沉积成型工艺

熔融沉积成型工艺（Fused Deposition Model-ing, FDM）是继LOM工艺和SLA工艺之后发展起来的一种3D打印技术。该技术于1988年发明，随后Stratasys公司成立并在1992年推出了世界上第一台基于FDM技术的3D打印机——“3D造型者（3DModeler）”，这也标志着FDM技术步入商用阶段。国内的清华大学、北京大学、北京殷华公司、中科院广州电子技术有限公司都是较早引进FDM技术并进行研究的科研单位。FDM工艺无需激光系统的支持，所用的成型材料也相对低廉，总体性价比高，这也是众多开源桌面3D打印机主要采用的技术方案。

FDM成型原理：熔融沉积有时候又被称为熔丝沉积，它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。下面我们一起来看看FDM的详细技术原理（如图1）。

FDM成型技术的优点：

（1）成本低。熔融沉积造型技术用液化器代替了激光器，设备费用低；另外原材料的利用效率高且没有毒气或化学物质的污染，使得成型成本大大降低。

（2）原材料以材料卷得的形式提供，易于粉末材料搬运和储存以及快速更换；

（3）原材料在成型过程中无化学变化，相对金属粉末，树脂固化制件成型的变形小。

FDM成型技术的缺点：

（1）需要配合支撑结构打内腔模型时，支撑面效果欠佳。

（2）需要对整个截面进行逐步打印，成型时间较长，成型速度相对SLA 慢7%左右。

二、SLA与DLP：立体光固化成型工艺

SLA立体光固化成型工艺又称立体光刻成型，该工艺最早于1984年提出并获得美国国家专利，是最早发展起来的3D打印技术之一。该专利申请两年后便成立了3D Systems公司，并于1988年发布了世界上第一台商用3D打印机SLA-250。SLA工艺以光敏树脂作为材料，

在计算机的控制下紫外激光将对液态的光敏树脂进行扫描从而让其逐层凝固成型，SLA工艺能以简洁且全自动的方式制造出精度极高的几何立体模型；

DLP 投影成型技术导引:为了提高光固化成型速度，由之前激光扫描固化提高到固化更快面积更大的投影固化技术；

SLA激光光固化成型原理：

液槽中会先盛满液态的光敏树脂，氦-镉激光器或氩离子激光器发射出的紫外激光束在计算机的操纵下按工件的分层截面数据在液态的光敏树脂表面进行逐行逐点扫描，这使扫描区域的树脂薄层产生聚合反应而固化形成工件的一个薄层。

当一层树脂固化完毕后，工作台将下移一个层厚的距离以使在原先固化好的树脂表面上再覆盖一层新的液态树脂，刮板将黏度较大的树脂液面刮平然后再进行下一层的激光扫描固化。因为液态树脂具有高黏性而导致流动性较差，在每层固化之后液面很难在短时间内迅速抚平，这样将会影响到实体的成型精度。采用刮板刮平后，所需要的液态树脂将会均匀地涂在上一叠层上，这样经过激光固化后将可以得到较好的精度，也能使成型工件的表面更加光滑平整。新固化的一层将牢固地粘合在前一层上，如此重复直至整个工件层叠完毕，这样最后就能得到一个完整的立体模型。当工件完全成型后，首先需要把工件取出并把多余的树脂清理干净，接着还需要把支撑结构清除掉，最后还需要把工件放到紫外灯下进行二次固化。

SLA工艺成型效率高，系统运行相对稳定，成型工件表面光滑精度也有保证，适合制作结构异常复杂的模型，能够直接制作面向熔模精密铸造的中间模。尽管SLA的成型精度高，但成型尺寸也有较大的限制而不适合制作体积庞大的工件，成型过程中伴随的物理变化和化学变化可能会导致工件变形，因此成型工件需要有支撑结构。目前SLA工艺所支持的材料还相当有限且价格昂贵，液态的光敏树脂具有一定的毒性和气味，材料需要避光保存以防止提前发生聚合反应。SLA成型的成品硬度很低而相对脆弱（笔者在一次3D打印体验活动中看到了SLA成品触地碎裂的情况）。此外，使用SLA成型的模型还需要进行二次固化，后期处理相对复杂。

DLP投影固化成型原理:

光源透过聚光镜，使光源均匀分布，菲涅尔镜是光源垂直照射在液晶屏上，液晶屏两面分别有偏振膜，偏振膜是液晶显示成像的基础，任何液晶屏自身都有偏振膜，液晶屏的成像显示就是透明显示的，图像就会通过液晶屏照射到光敏树脂上，托板与底模之间固定高度的树脂通过投影的光发生固化成形并附着在托板上，再由托板将固化成形的部分拉起，让液体再次补充进来，托板在下降，从而托板与底模之间的薄层树脂再次发生固化并附着在之前成形的固化树脂上，周而复始，逐层固化直到完成模型整体成形。

1.光源

2.聚焦透镜

3.菲涅尔透镜

4.偏振膜

5.液晶屏

6.偏振膜

7.储液槽底模

8.光固化树脂

9.光固化成型托板

紫外线光源采用半导体LED光源，或者辅助增加高压钠灯来提高光源强度，缩短曝光固化时间。液晶屏上放着的是储液槽，储液槽下方是透明薄膜结构，要比较松弛，不要过于绷紧，不利于固化脱模。

光固化成型优点：

（1）表面质量好；

（2）整面固化，成型速度快；

光固化成型缺点：

（1）尺寸的稳定性差。成型过程中伴随着物理和化学变化，导致软薄部分易产生翘曲变形，因而极大地影响成型件的整体尺寸精度。所以需要设计成型件的支撑结构，否则会引起成型件的变形。

（2）可使用的材料种类较小。目前可使用材料主要为感光性液态树脂材料，并且因为材料本身特性问题，不能对成型件进行抗力和热量的测试。

（3）液态树脂具有气味和毒性，并且需要避光保护，以防止其提前发生聚合反应，选择时有局限性。

（4）需要二次固化。在很多情况下，经过快速成型系统光固化后的原型树脂并未完全被激光固化，所以通常需要二次固化。

三、SLS：选择性激光烧结工艺

SLS技术起源于1986年，于1988年研制成功了第一台SLS成形机。随后，由美国的DTM 公司将其商业化，于1992年推出了该工艺的商业化生产设备SinterStation 2000成形机。在过去的20多年里，SLS技术在各个领域得到广泛的应用，研究选择性激光烧结设备工艺的单位有美国的DTM公司、3D Systems公司、德国的EOS公司，在国内也有许多科研单位开展了对SLS工艺的研究，如南京航空航天大学、中北大学、华中科技大学、武汉滨湖机电产业有限公司、北京隆源自动成型有限公司、湖南华曙高科等；

图所示为SLS的成型原理

SLS选择性激光烧结工艺成型原理：

选择性激光烧结加工的过程先采用压辊将一层粉末平铺到已成型工件的上表面，数控系统操控激光束按照该层截面轮廓在粉层上进行扫描照射而使粉末的温度升至熔化点，从而进行烧结并于下面已成型的部分实现粘合。当一层截面烧结完后工作台将下降一个层厚，这时压辊又会均匀地在上面铺上一层粉末并开始新一层截面的烧结，如此反复操作直接工件完全成型。在成型的过程中，未经烧结的粉末对模型的空腔和悬臂起着支撑的作用，因此SLS

成型的工件不需要像SLA成型的工件那样需要支撑结构。SLS工艺使用的材料与SLA相比相对丰富些，主要有石蜡、聚碳酸酯、尼龙、纤细尼龙、合成尼龙、陶瓷，甚至还可以是金属。当工件完全成型并完全冷却后，工作台将上升至原来的高度，此时需要把工件取出使用刷子或压缩空气把模型表层的粉末去掉。

SLS选择性激光烧结优点：

（1）可以采用多种材料。从理论上说，任何加热后能够形成原子间粘结的粉末材料都可以作为SLS的成型材料。

（2）过程与零件复杂程度无关，无须支撑结构，且制件的强度高。

（3）材料利用率高，为烧结的粉末可重复使用，材料无浪费。

SLS选择性激光烧结缺点：

（1）原型结构疏松、多孔，且有内应力，制作易变性；

（2）需要预热和冷却浪费很长时间；

（4）且制成陶瓷、金属制件的成型表面粗糙多孔，后期较难处理；

（5）材料不易存储，且材料成型过程产生有毒气体及粉尘，污染环境。

四、PolyJet聚合物喷射工艺

PolyJet聚合物喷射技术是以色列Objet公司于2000年初推出的专利技术，PolyJet技术也是当前最为先进的3D打印技术之一，2012年Stratasys 和Objet宣布进行合并，交易额为14亿美元，合并后的公司名仍为Stratasys。此项合作也将Polyjet技术推向了更高更广的3D打印市场，令3D打印热进一步升温，且会加快数字制造商用化的进程；

PolyJet聚合物喷射技术成型原理：

PolyJet的喷射打印头沿X轴方向来回运动，工作原理与喷墨打印机十分类似，不同的是喷头喷射的不是墨水而是光敏聚合物。当光敏聚合材料被喷射到工作台上后，UV紫外光灯将沿着喷头工作的方向发射出UV紫外光对光敏聚合材料进行固化。完成一层的喷射打印和固化后，设备内置的工作台会极其精准地下降一个成型层厚，喷头继续喷射光敏聚合材料进行下一层的打印和固化。就这样一层接一层，直到整个工件打印制作完成。工件成型的过程中将使用两种不同类型的光敏树脂材料，一种是用来生成实际的模型的材料，另一种是类

似胶状的用来作为支撑的树脂材料。这种支撑材料由过程控制被精确地添加到复杂成型结构模型的所需位置，例如是一些悬空、凹槽、复杂细节和薄壁等结构。当完成整个打印成型过程后，只需要使用Water Jet水枪就可以十分容易地把这些支撑材料去除，而最后留下的是拥有整洁光滑表面的成型工件。

PolyJet聚合物喷射优点：

（1）质量高：领最薄层厚能达到16微米; 可以确保获得复杂、精确的部件与模型；

（2）清洁：适合于办公室环境，采用非接触树脂载入/卸载，容易清除支持材料；

（3）多彩多样：FullCure 材料品种多样，可适用于不同几何形状、机械性能及颜色的部件，所有类型的模型均使用相同的支持材料，因此可快速便捷地变换材料。

PolyJet聚合物喷射缺点：

（1）Polyjet打印使用费用较高，如果要考虑成本因素，就要斟酌了；

（2）光敏聚合物类材料打印模型适合试验设计性，而不适合功能性和耐用性成品，如果需要对模型成品的强度和稳定性有较高要求，就不太合适；

五、3DP 三维印刷成型工艺

3DP三维印刷成型技术导引：三维印刷工艺（Three-Dimension Printing,3DP）由美国麻省理工大学的Emanual Sachs教授发明于1993年，3DP的工作原理类似于喷墨打印机，是形式上最为贴合“3D打印”概念的成型技术之一。3DP工艺与SLS工艺也有着类似的地方，采用的都是粉末状的材料，如陶瓷、金属、塑料，但与其不同的是3DP使用的粉末并不是通过激光烧结粘合在一起的，而是通过喷头喷射胶粘剂将工件的截面“打印”出来并一层层堆积成型的；

3DP三维印刷成型工艺成型原理：

首先设备会把工作槽中的粉末铺平，接着喷头会按照指定的路径将液态胶粘剂（如硅胶）喷射在预先粉层上的指定区域中，此后不断重复上述步骤直到工件完全成型后除去模型上多余的粉末材料即可。3DP技术成型速度非常快，适用于制造结构复杂的工件，也适用于制作复合材料或非均匀材质材料的零件。

3DP三维印刷成型优点：

（1）成型速度快；

（2）在粘结剂中添加颜料，可以制作彩色原型，这是该工艺最具竞争力特点之一。

（3）成型过程不需要支撑，多余粉末的去除比较方便，特别适合于做内腔

3DP三维印刷成型缺点：

（1）强度较低，只能做概念型模型，而不能做功能性试验；

（2）材料问题，在成型时对加工环境要求较高，并容易产生粉尘等污染；

3D打印技术的缺点及解决办法

一、结合现有3D打印技术的研究现状，阐述现有3D打印技术的缺点，以及该缺点的解决办法，针对现有某一种3D打印方法进行改进。简述3D打印技术未来的发展方向（2000字以上）。现有3D打印技术的缺点及解决方法 1、材料的限制目前主流的3D打印技术可以实现聚合物塑料、某些金属或者陶瓷打印，但目前无法实现打印的材料还非常多。材料的限制主要表现为两个方面的限制，一方面，目前的3D打印技术可打印的材料种类有限，无法完全适应工业生产中所需的各种各样的材料的打印。这使得3D 打印技术只能应用于一些特定场合，普及推广仍有很大的障碍。另一方面，针对特定的3D打印机，可打印的材料种类更是特定的几种或几类，这使得针对每种或每类材料，就需要设计专属的3D打印机，通用性不如传统的机械加工好。虽然目前在多材料打印上已经取得了一定的进展，但除非这些进展达到成熟并有效，否则材料依然会是3D打印的一大障碍。解决方法：针对以上两方面问题，可以以这样的思路寻求解决方案。一、研发新材料，这也是国家目前大力发展的方向。通过研发新型的打印性能好、材料性能还能达到传统材料要求材料，提高3D打印技术的通用性。二、提高3D打印机本身的通用性。可以从模块化设计角度出发，本体结构保持一致，对不同种类或类型的材料，只改变部分部件如喷头，而且部件的拆装性能要好，方便更换。 2、打印效率低效率低可以从两个角度进行分析。一、与传统机械加工比较，机械加工是在毛坯的基础上减材形成，通常毛坯和零件之间相差的材料较少，即需要去除的材料少，加工比较快；而3D打印技术必须将所有零件实体所需材料通过增材方式堆叠，材料体积大。所以从去除或堆叠得材料体积量来比较，增材的体积量通常比减材的体积量要大。二、从成型运动方面考虑，传统的机械加工主运动多为旋转运动，而3D打印技术为直线运动，旋转运动更容易达到更大的速度，而且保持一定的稳定性，3D打印技术的扫描运动为直线运动，很难达到较大的速度。因此，3D打印技术不仅所需加工的体积量大，而且运动速度受限，所以综合加工效率低。解决方法：针对问题一，可以考虑在一定的规则毛坯材料上增材，减少需要打印的材料量，主要是用于大批量生产情况下，预先设计一系列实体轮廓中所包含的最小毛坯，在毛坯的基础上打印。针对问题二，从机构学角度，可以设计可高速运动的机构，如并联机构。另外也需要协调设计材料，增快其熔融速度或凝固速度。还可以从软件及轨迹规划角度着手，采用梯度

不同类型3D打印机成型原理及优缺点的介绍

不同类型3D打印机成型原理及优缺点的介绍现在是一个科技的时代，3D的发展范围也在不断扩大，3D电影、3D建模、3D打印等等。在3D打印设备运用越来越广的今天3D打印机成型的原理你了解到了吗?更好的了解3D打印机成型原理才可以更好的运用它。今天巨影小编就带大家了解一下在这个3D的时代，3D打印设备的形成原理是什么。 3D打印技术从狭义上来说主要是指增材成型技术，从成型工艺上看，3D打印技术突破了传统成型方法，通过快速自动成型系统与计算机数据模型结合，无需任何附加的传统模具制造和机械加工就能够制造出各种形状复杂的原型，这使得产品的设计生产周期大大缩短，生产成本大幅下降。3D打印设备，俗称“三维打印技术”或“快速成型”，是对一系列“增材制造”技术的总称。

FDM成型原理：熔融沉积有时候又被称为熔丝沉积，它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成型技术的优点： 1、成本低。熔融沉积造型技术用液化器代替了激光器，设备费用低;另外原材料的利用效率高且没有毒气或化学物质的污染，使得成型成本大大降低。 2、原材料以材料卷得的形式提供，易于粉末材料搬运和储存以及快速更换; 3、原材料在成型过程中无化学变化，相对金属粉末，树脂固化制件成型的变形小。 FDM成型技术的缺点： 1、需要配合支撑结构打内腔模型时，支撑面效果欠佳。

SLA 3D打印技术介绍优缺点分析以及行业应用

SLA 3D打印技术介绍优缺点分析以及行业应用我们都知道3D打印机器使用的方法有很多种，像SLA、SLM、SLS等等，每种技术都有各自的特点，今天就给大家科普一下SLA 3D打印技术。 SLA技术，全称为立体光固化成型法（StereolithographyAppearance），是用激光聚焦到光固化材料表面，使之由点到线，由线到面顺序凝固，周而复始，这样层层叠加构成一个三维实体。 SLA是最早实用化的快速成形技术，采用液态光敏树脂原料，工艺原理如图所示。其

工艺过程是，首先通过CAD设计出三维实体模型，利用离散程序将模型进行切片处理，设计扫描路径，产生的数据将精确控制激光扫描器和升降台的运动;激光光束通过数控装置控制的扫描器，按设计的扫描路径照射到液态光敏树脂表面，使表面特定区域内的一层树脂固化后，当一层加工完毕后，就生成零件的一个截面;然后升降台下降一定距离，固化层上覆盖另一层液态树脂，再进行第二层扫描，第二固化层牢固地粘结在前一固化层上，这样一层层叠加而成三维工件原型。将原型从树脂中取出后，进行最终固化，再经打光、电镀、喷漆或着色处理即得到要求的产品。 SLA光固化成型原材料一般为液态的光敏树脂，是由光引发剂，单体聚合物与预聚体组成的混合物，可在特定波长紫外光（250 nm～400 nm）照射下立刻引起聚合反应，完成固化，从而能够产出高精度的物体。 SLA技术主要用于制造多种模具、模型等;还可以在原料中通过加入其它成分，用SLA 原型模代替熔模精密铸造中的蜡模。SLA技术成形速度较快，精度较高，但由于树脂固化过程中产生收缩，不可避免地会产生应力或引起形变。因此开发收缩小、固化快、强度高的光敏材料是其发展趋势。

3D打印技术的优缺点以及应用领域

3D打印技术的优缺点以及应用领域 3D打印技术经过这些年的发展,技术上已基本上形成了一套体系,同样,可应用的行业也逐渐扩大,从产品设计到模具设计与制造,材料工程、医学研究、文化艺术、建筑工程等等都逐渐的使用3D打印机技术,使得3D打印机技术有着广阔的前景。不断提高3D打印技术的应用水平就是推动这项技术发展的重点。优点:一就是最直接的好处就就是节省材料,不用剔除边角料,提高材料利用率,通过摒弃生产线而降低了成本;二就是能做到很高的精度与复杂程度,除了可以表现出外形曲线上的设计;三就是不再需要传统的刀具、夹具与机床或任何模具,就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件;四就是它可以自动、快速、直接与精确地将计算机中的设计转化为模型,甚至直接制造零件或模具,从而有效的缩短产品研发周期;五就是3D打印能在数小时内成形,它让设计人员与开发人员实现了从平面图到实体的飞跃;六就是它能打印出组装好的产品,因此它大大降低了组装成本,它甚至可以挑战大规模生产方式。缺点:任何一个产品都应该具有功能性,而如今由于受材料等因素限制,通过3D打印制造出来的产品在实用性上要打一个问号。①强度问题:房子、车子固然能“打印”出来,但就是否能抵挡得住风雨,就是否能在路上顺利跑起来？②精度问题:由于分层制造存在“台阶效应”,每个层次虽然很薄,但在一定微观尺度下,仍会形成具有一定厚度。的一级级“台阶”,如果需要制造的对象表面就是圆弧形,那么就会造成精度上的偏差;③材料的局限性:目前供3D打印机使用的材料非常有限,无外乎石膏、无机粉料、光敏树脂、塑料等。能够应用于3D 打印的材料还非常单一,以塑料为主,并且打印机对单一材料也非常挑剔。目前,3D打印技术已在工业造型、机械制造、航空航天、军事、建筑、影视、家电、轻工、医学、考古、文化艺术、雕刻、首饰等领域都得到了广泛应用。并且随着这一技术本身的发展,其应用领域将不断拓展。3D打印技术的实际应用主要集中在以下几个方面: 产品设计领域在新产品造型设计过程中的应用3D打印技术为工业产品的设计开发人员建立了一种崭新的产品开发模式。运用3D打印技术能够快速、直接、精确地将设计思想转化为具有一定功能的实物模型(样件),这不仅缩短了开发周期,而且降低了开发费用,也使企业在激烈的市场竞争中占有先机。建筑设计领域建筑模型的传统制作方式,渐渐无法满足高端设计项目的要求。全数字还原不失真的立体展示与风洞及相关测试的标准,现如今众多设计机构的大型设施或场馆都利用3D打印技术先期构建精确建筑模型来进行效果展示与相关测试,3D 打印技术所发挥的优势与无可比拟的逼真效果为设计师所认同。机械制造领域由于3D打印技术自身的特点,使得其在机械制造领域内,获得广泛的应用,多用

(完整版)3D打印的十大优势和五大限制

3D打印的十大优势和五大限制 3D打印机不像传统制造机器那样通过切割或模具塑造制造物品。通过层层堆积形成实体物品的方法从物理的角度扩大了数字概念的范围。对于要求具有精确的内部凹陷或互锁部分的形状设计，3D打印机是首选的加工设备，它可以将这样的设计在实体世界中实现。下面是来自各个行业、具有不同背景和专业技术水平的人用类似的方式描述，3D打印帮助他们减少主要成本、时间和复杂性障碍。我们一起来看一下3D打印具有哪些优势。 3D打印的优势传统制造业无法企及优势1：制造复杂物品不增加成本就传统制造而言，物体形状越复杂，制造成本越高。对3D打印机而言，制造形状复杂的物品成本不增加，制造一个华丽的形状复杂的物品并不比打印一个简单的方块消耗更多的时间、技能或成本。制造复杂物品而不增加成本将打破传统的定价模式，并改变我们计算制造成本的方式。优势2：产品多样化不增加成本一台3D打印机可以打印许多形状，它可以像工匠一样每次都做出不同形状的物品。传统的制造设备功能较少，做出的形状种类有限。3D打印省去了培训机械师或购置新设备的成本，一台3D打印机只需要不同的数字设计蓝图和一批新的原材料。优势3：无须组装 3D打印能使部件一体化成型。传统的大规模生产建立在组装线基础上，在现代工厂，机器生产出相同的零部件，然后由机器人或工人（甚至跨洲）组装。产品组成部件越多，组装耗费的时间和成本就越多。3D打印机通过分层制造可以同时打印一扇门及上面的配套铰链，不需要组装。省略组装就缩短了供应链，节省在劳动力和运输方面的花费。供应链越短，污染也越少。优势4：零时间交付 3D打印机可以按需打印。即时生产减少了企业的实物库存，企业可以根据客户订单使用3D打印机制造出特别的或定制的产品满足客户需求，所以新的商业模式将成为可能。如果人们所需的物品按需就近生产，零时间交付式生产能最大限度地减少长途运输的成本。优势5：设计空间无限传统制造技术和工匠制造的产品形状有限，制造形状的能力受制于所使用的工具。例如，传统的木制车床只能制造圆形物品，轧机只能加工用铣刀组装的部件，制模机仅能制造模铸形状。3D打印机可以突破这些局限，开辟巨大的设计空间，甚至可以制作目前可能只存在于自然界的形状。 3D打印的十大优势和五大挑战

3D打印的优缺点

优缺点在3D打印技术可以打印假肢、汽车、飞机的今天，它还在创造无限的可能。首先3D打印技术可以加工传统方法难以制造的零件。过去传统的制造方法就是一个毛坯，把不需要的地方切除掉，是多维加工的，或者采用模具，把金属和塑料融化灌进去得到这样的零件，这样对复杂的零部件来说加工起来非常困难。立体打印技术对于复杂零部件而言具有极大的优势，立体打印技术可以打印非常复杂的东西。其次实现了首件的净型成形，这样后期辅助加工量大大减小，避免了委外加工的数据泄密和时间跨度，尤其适合一些高保密性的行业，如军工、核电领域。再次由于制造准备和数据转换的时间大幅减少，使得单件试制、小批量出产的周期和成本降低，特别适合新产品的开发和单件小批量零件的出产。这些速度快、高易用性等优势使得3D打印成为一种潮流，并且在很多领域得到了应用。如今3D打印机已经在建筑设计、医疗辅助、工业模型、复杂结构、零配件、动漫模型等领域都已经有了一定程度的应用。尤其在飞机、核电和火电等使用重型机械、高端精密机械的行业，3D打印技术“打印”的产品是自然无缝连接的，结构之间的稳固性和连接强度要远远高于传统方法。事实上，3D打印技术要成为主流的生产制造技术还尚需时日。 3D打印机21世纪初的实际使用仍属于快速成型范畴，即为企业在生产正式的产品前提供产品原型的制造，业内也将这类原型称作手板。据统计，3D打印机生产的产品中80%依旧是产品原型，仅有20%是最终产品。虽然3D打印机技术在21世纪初已取得不小的进步，比如材料增多、打印机和原材料价格逐渐下降，但在2012年左右，依旧是一项年轻的技术，在没有变得更加成熟和廉价前，并不会被企业大规模采用。 3D打印的优缺点同样突出上海同济大学教授、现代制造技术研究所名誉所长张曙认为：“过去，我们只是当3D打印是一种快速成形技术，但现在工业领域的应用，可以让设计、创意与生产分开，可以实现减少库存的生产，等于提供了新的商务模式，就势必会引起制造业的变革。但3D打印的技术还存在很多难题，加工精度、材料应用等方面，在制造业的应用不是一时半刻能够实现的”。 3D打印原理之一从技术角度来看，3D打印是快速成型技术的一种，快速成型工艺目前有立体平板印刷术（SLA 法）、分层激光烧结法（SLS法）、逐层轮廓成型法（LOM法）、光掩膜法（SGC法）、融化沉积法（FDM法）、陶瓷壳发（DSPC法）等。之前中央十套《我爱发明》（点击查看视频）节目中提到就是分层激光烧结法，用来烧结塑料制品效果不错，后来又实验来做了个钻头，效果就很差了。 3D打印的作品质量差强人意从这里其实可以看出3D打印主要的适用范围以及缺点。对于一般要求较低、专业性不强的部件，3D打印可以满足要求，设计师能通过这种方法将电脑上的图形快速转换成物理实物模型，方便对设计和功能进行验证，缩短产品开发周期，及时发现问题，如果用传统方法，需要经过绘图、工艺设计、模具制造等多个环节，花费较多的时间和较高的成本。市场上的好多3D 打印机打印的物件只能当作模型使用，只有荷兰FELIX 3D公司研发的Felix 2.0 高精度 3D 打印机打印的物件可以作为零部件使用。 3D打印实际就是快速成型技术如果是做钻头这种高硬度的产品，3D打印明显力不从心。这个不是改进技术就能够解决的，

FDM和SLA3D打印技术类型的优缺点

3D打印(也称为增材制造)是一种基于数字模型文件的通用技术，该技术使用类似粉末的金属或非金属以及其他粘合材料逐层打印来构建模型。FDM(熔融沉积快速成型)和SLA(光固化成型)是市场上最常见的两种3D打印技术。由于这两种技术都有很长的发展历史，FDM 和SLA也是当前最成熟的3D打印技术，因此专业人士或业余爱好者在使用3D打印机时通常会选择这两种技术作为入门级选择。尽管FDM和SLA打印技术都可以打印出各种模型，但是在实际生产中，如何选择最合适的3D打印机和材料时，仍然需要注意许多细节。那么，一起来看看两种不同技术的优缺点吧。基于FDM技术的3D打印机的工作原理是将熔化的热塑性塑料逐层挤出到3D打印平台上，直到完成最终的3D模型。使用FDM技术的3D打印机材料种类更多，如PLA、ABS、尼龙等。同时，由于FDM技术是开源的，用户可以根据不同的需求更改打印设置和硬件配件，以适应更多特殊情况。SLA 3D打印机使用UV激光或投光器连续跟踪对象的每个切片层，将光敏树脂固化为硬化塑料，直到完成最终的3D模型。

▲FDM(熔融沉积快速成型) ▲SLA(光固化成型) FDM技术优势一般情况下，FDM 3D打印机的尺寸比SLA打印机大。FDM 3D打印机除了可以进行大型，实用零件和模型的原型设计和打印外，还可以应用于批量生产。单一3D打印材料通

常具有较小的阻力和摩擦力，较高的强度以及一定的耐腐蚀性。复合材料通常是指包含增强材料的粉末或纤维混合物，例如聚碳酸酯和碳纤维，可以打印出更坚固，优质和稳定的零件。FDM 3D打印范围从模型展示，汽车的小型替换零件到航空航天公司的固定装置，使其成为需要机械功能和高性能的对象的强大选择。还有一些高精度的FDM 3d打印机，因此打印部件的表面是光滑且均匀的， FDM技术的缺点由于打印分辨率低，常见的FDM 3d打印机有时会在模型表面上形成很少的覆膜，也称为“层纹”。这就需要对零件进行额外的抛光和研磨，以获得更光滑的表面。通常，FDM 3D打印也容易出现温度波动，从而导致热塑性长丝的冷却速度变慢/速度加快以及表面划界。常见的问题是故障和零件翘曲。 3D打印机在打印过程中同时由多个内部组件工作，在打印过程中，喷嘴，挤出或热端组件的任何问题都可能出现。硬件和耗材规格的设置也对3D打印模型有一定影响，在准备和切片3D模型时，必须特别注意打印设置。 SLA技术优势 SLA 3D打印可以达到至少25微米的分辨率，从而获得光滑细致的表面。表面细节是FDM所无法比拟的，类似于传统注塑成型的外观。因此，SLA 3D最适合用于产品展示或概念模型制作。SLA 3D打印机的错误要小得多，因为UV激光被用作数据校准部件。因此，它也已成为印刷高精度模型的理想选择，例如珠宝，医疗植入物，复杂的建筑模型和其他小零件。

高性价比的3d打印机需要的常见3d打印技术优缺点对比

高性价比的3d打印机需要的常见3d打印技术优缺点对比高性价比的3d打印机的3d打印机必然也是需要依靠3d打印技术的，高性价比的3d打印机需要的3d打印技术巨影小编已经分析过了，接下来巨影小编就分析一下高性价比的3d打印机需要的常见3d 打印技术的优缺点对比。高性价比的3d打印机需要的常见3d打印技术是指增材制造技术，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，因此又称为添加制造。这使得产品的设计生产周期大大缩短，生产成本大幅下降。常用3D打印技术 FDM(Fused DepositionModeling，熔融沉积) SLA(Stereo LithographyApparatus，光敏树脂选择性固化) SLS(Selective LaserSintering，粉末材料选择性激光烧结) 3DP(3Three DimensionPrinting，3D喷射打印) 常用3D打印技术的优缺点对比一、FDM(熔融沉积)

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。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成型。 FDM(熔融沉积)的优缺点优点：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，如聚乳酸、各种色彩的工程塑料ABS、PA、PP、PE、PC、PPSF以及医用ABS等。缺点：

3D打印技术的优缺点以及应用领域分析

3D打印技术的优缺点以及应用领域分析 3D打印技术经过这些年的发展，技术上已基本上形成了一套体系，同样，可应用的行业也逐渐扩大，从产品设计到模具设计与制造，材料工程、医学研究、文化艺术、建筑工程等等都逐渐的使用3D打印机技术，使得3D打印机技术有着广阔的前景。不断提高3D打印技术的应用水平是推动这项技术发展的重点。优点：一是最直接的好处就是节省材料，不用剔除边角料，提高材料利用率，通过摒弃生产线而降低了成本；二是能做到很高的精度和复杂程度，除了可以表现出外形曲线上的设计；三是不再需要传统的刀具、夹具和机床或任何模具，就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件；四是它可以自动、快速、直接和精确地将计算机中的设计转化为模型，甚至直接制造零件或模具，从而有效的缩短产品研发周期；五是3D打印能在数小时内成形，它让设计人员和开发人员实现了从平面图到实体的飞跃；六是它能打印出组装好的产品，因此它大大降低了组装成本，它甚至可以挑战大规模生产方式。缺点：任何一个产品都应该具有功能性，而如今由于受材料等因素限制，通过3D打印制造出来的产品在实用性上要打一个问号。①强度问题：房子、车子固然能“打印”出来，但是否能抵挡得住风雨，是否能在路上顺利跑起来？②精度问题：由于分层制造存在“台阶效应”，每个层次虽然很薄，但在一定微观尺度下，仍会形成具有一定厚度。的一级级“台阶”，如果需要制造的对象表面是圆弧形，那么就会造成精度上的偏差；③材料的局限性：目前供3D打印机使用的材料非常有限，无外乎石膏、无机粉料、光敏树脂、塑料等。能够应用于3D打印的材料还非常单一，以塑料为主，并且打印机对单一材料也非常挑剔。目前，3D打印技术已在工业造型、机械制造、航空航天、军事、建筑、影视、家电、轻工、医学、考古、文化艺术、雕刻、首饰等领域都得到了广泛应用。并且随着这一技术本身的发展，其应用领域将不断拓展。3D打印技术的实际应用主要集中在以下几个方面：产品设计领域在新产品造型设计过程中的应用3D打印技术为工业产品的设计开发人员建立了一种崭新的产品开发模式。运用3D打印技术能够快速、直接、精确地将设计思想转化为具有一定功能的实物模型(样件)，这不仅缩短了开发周期，而且降低了开发费用，也使企业在激烈的市场竞争中占有先机。建筑设计领域建筑模型的传统制作方式，渐渐无法满足高端设计项目的要求。全数字还原不失真的立体展示和风洞及相关测试的标准，现如今众多设计机构的大型设施或场馆都利用3D打印技

3D打印机的主要技术平台及优缺点

3D打印机的主要技术平台及优缺点 3D打印技术从狭义上来说主要是指增材成型技术，从成型工艺上看，3D打印技术突破了传统成型方法，通过快速自动成型系统与计算机数据模型结合，无需任何附加的传统模具制造和机械加工就能够制造出各种形状复杂的原型，这使得产品的设计生产周期大大缩短，生产成本大幅下降。3D打印，俗称“三维打印技术”或“快速制造技术”，是对一系列“增材制造”技术的总称。那么，3D打印技术主要分为哪几种，优缺点是什么呢？以下详细说明：一、FDM：熔融沉积成型工艺熔融沉积成型工艺（Fused Deposition Model-ing, FDM）是继LOM工艺和SLA工艺之后发展起来的一种3D打印技术。该技术于1988年发明，随后Stratasys公司成立并在1992年推出了世界上第一台基于FDM技术的3D打印机——“3D造型者（3DModeler）”，这也标志着FDM技术步入商用阶段。国内的清华大学、北京大学、北京殷华公司、中科院广州电子技术有限公司都是较早引进FDM技术并进行研究的科研单位。FDM工艺无需激光系统的支持，所用的成型材料也相对低廉，总体性价比高，这也是众多开源桌面3D打印机主要采用的技术方案。 FDM成型原理：熔融沉积有时候又被称为熔丝沉积，它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。下面我们一起来看看FDM的详细技术原理（如图1）。

3D打印技术的优缺点以及应用领域

3Ｄ打印技术的优缺点以及应用领域３D打印技术经过这些年的发展，技术上已基本上形成了一套体系,同样,可应用的行业也逐渐扩大,从产品设计到模具设计与制造,材料工程、医学研究、文化艺术、建筑工程等等都逐渐的使用3D打印机技术，使得３D打印机技术有着广阔的前景。不断提高3D打印技术的应用水平是推动这项技术发展的重点。优点：一是最直接的好处就是节省材料,不用剔除边角料，提高材料利用率，通过摒弃生产线而降低了成本；二是能做到很高的精度和复杂程度,除了可以表现出外形曲线上的设计;三是不再需要传统的刀具、夹具和机床或任何模具,就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件;四是它可以自动、快速、直接和精确地将计算机中的设计转化为模型，甚至直接制造零件或模具，从而有效的缩短产品研发周期；五是3D打印能在数小时内成形,它让设计人员和开发人员实现了从平面图到实体的飞跃；六是它能打印出组装好的产品，因此它大大降低了组装成本,它甚至可以挑战大规模生产方式。缺点:任何一个产品都应该具有功能性,而如今由于受材料等因素限制，通过3Ｄ打印制造出来的产品在实用性上要打一个问号。①强度问题:房子、车子固然能“打印”出来,但是否能抵挡得住风雨，是否能在路上顺利跑起来?②精度问题:由于分层制造存在“台阶效应”，每个层次虽然很薄,但在一定微观尺度下,仍会形成具有一定厚度。的一级级“台阶”，如果需要制造的对象表面是圆弧形,那么就会造成精度上的偏差;③材料的局限性:目前供3Ｄ打印机使用的材料非常有限,无外乎石膏、无机粉料、光敏树脂、塑料等。能够应用于3D打印的材料还非常单一，以塑料为主，并且打印机对单一材料也非常挑剔。目前，3D打印技术已在工业造型、机械制造、航空航天、军事、建筑、影视、家电、轻工、医学、考古、文化艺术、雕刻、首饰等领域都得到了广泛应用。并且随着这一技术本身的发展,其应用领域将不断拓展。3D打印技术的实际应用主要集中在以下几个方面: 产品设计领域在新产品造型设计过程中的应用3D打印技术为工业产品的设计开发人员建立了一种崭新的产品开发模式。运用3D打印技术能够快速、直接、精确地将设计思想转化为具有一定功能的实物模型(样件)，这不仅缩短了开发周期,而且降低了开发费用,也使企业在激烈的市场竞争中占有先机。建筑设计领域建筑模型的传统制作方式,渐渐无法满足高端设计项目的要求。全数字还原不失真的立体展示和风洞及相关测试的标准,现如今众多设计机构的大型设施或场馆都利用3D打印技术先期构建精确建筑模型来进行效果展示与相关测试，３Ｄ打印技术所发挥的优势和无可比拟的逼真效果为设计师所认同。机械制造领域由于3D打印技术自身的特点,使得其在机械制造领域内,获得广泛的应用，多用于制造单件、小批量金属零件的制造。有些特殊复杂制件,由于只需单件生产,

3D打印机的优点有哪些

自打3D打印出技术引入国内，3D打印机被技术专家开发后，极大的缓和这种状况，采用3D打印机模型制作，有着优势显然变多了，与传统的制做繁杂步骤相比较，优点有以下几点： 1、制做混乱的物件没有附加的费用。就传统的制造来讲，物件样式越混乱，制造费用就越高。对于3D打印机，不增多制做样式混乱的对象的成本费。用混乱的样式制做一个亮丽的物件不比打印出一个简便的盒子耗费越多的时长、技术或成本费。在没增多成本费的状况下制做混乱的项目将击碎传统的的定价形式，影响我们计算制造费用的方式。 2、3D打印机打印出安全卫生，可靠系数高。工业喷嘴使用周期长，稳定性高。搭配专业粉尘过滤设施，构建健康安全净洁的打印出环境，操作便捷!高精度，后期处理简单!工作台很大，打印出模型没有样式限制。 3、产品多样性并不会增多成本费。3D打印机能够打印出诸多样式，而且每一次都能够像巧匠似的制做不一样的样式。传统的的制造设备功能较少，样式和品种有限。3D打印节约了培训技工或购买新设备的耗费，3D打印机只需要一张不一样的数据宏伟蓝图和一些新的原材料。 4、3D打印机支撑材料无毒害环保。取出来简单，无须手工操作，用水，支撑材料可清理干净。有利于快速简单结束后处理工作，增强镂空结构和悬空结构的设计自由。

5、无需组装。立体印刷能够使零件一体化。传统的的大规模生产源于装配线，当中机器产生相似的部件，之后由机器人或工人组装。产品的部件越多，组装它所需的时长和成本费就越高。3D打印机能够在无需安装的状况下根据分层制做来同时打印出门和支撑铰链。去除安装缩短了供应链，节约了人工和运输费用。供应链越短，污染源越少。 6、它能合理解决快速响应市场的3D打印机的制造要求。并有利于设计、验证和纠正产品问题，改善工艺制造方案。它还能符合小批量生产的使用要求，易于响应消费者个性化要求的定做，控制成本，避免风险。伴随3D打印行业的发展，3D打印机的优点就可以更多的展现出来，将会更好的服务于我们的生活。创想三维也在中国3D打印出发展的路途上贡献着自己的一份力量。创想三维是知名的3D打印机制造商，专注于3D打印机的研发和生产，产品线覆盖“FDM和光固化”两大系列，拥有40余项消费级、工业级、教育级3D打印机专利，公司致力于3D打印机的市场化应用，为个人、家庭、学校、企业提供高效实

3d打印技术的优势和发展前景

3d打印将精准的数字技术、工厂的可重复性和工匠的设计自由结合在一起，解放了人类创造东西的能力。本期彩猫君为你讲述关于“ 3（打印技术”方面知识。 1何谓3d打印 3d打印机诞生于20世纪80年代中期，是由美国科学家最早发明的。传统的喷墨打印机和 3d打印机最大的区别是维度问题，喷墨打印机是二维打印的，而3d打印机是指利用3d打印技术生产出真实三维物体的一种设备。有趣的是，在人类历史的大部分时间里，我们是通过切割原料或通过模具成型来制造新的实体物品，而3d打印机则是依据计算机指令，通过层层堆积原材料制造产品，是增材制造”。3d打印独特的制造技术让我们能够生产前所未有的各种形状的物品。 2 3d打印的过程原理 3d打印存在着许多不同的技术。它们的不同之处在于以可用的材料的方式，并以不同层构建创建部件。3d打印常用材料有尼龙玻纤、耐用性尼龙材料、石膏材料、铝材料、钛合金、不锈钢、镀银、镀金、橡胶类材料。如今的3d打印技术，不仅可以在制造过程中控制所用材料，还可以将精度保证在分子和原子的级别上。通过3d打印机制造的产品将集新材料、纳米尺度以及印刷电子器件等特点于一身，从而展示出令人神往的新特性。 3d打印过程如下：3d打印机在设计文件指令的引导下，先喷出固体粉末或熔融的液态材料，使其固化为一个特殊的平面薄层。第一层固化后，3d打印机打印头返回，在第一层外部形成另一薄层。第二层固化后，打印头再次返回，并在第二层外部形成另一薄层。如此往复，最终薄层累积成为三维物体。与传统制造机器那样通过切割或模具塑造制造物品的方法不同，3d打印机通过层层堆积形成实体物品的方法从物理的角度扩大了数字概念的范围。对于要求具有精确的内部凹陷或互锁部分的形状设计，3d打印机是首选的加工设备，它可以将这样的设计在实体世界中实现。 3 3d打印技术的应用及其意义目前，3d打印主要应用于两大领域：一是工程类制造；二是民用发展。在工程类制造方面，一方面是应用于国防军工、航空航天等高端制造的重要零部件生产，这些部件生产要求高，传统工艺往往无法达到或者即使达到但成本过高；另一方面是用于工程制造的小批量或者单件产品生产。 3d打印技术的发展前景如此之广阔，发展势头如此之强劲，那么其对现有的生产关系及模式有何影响呢？据社会科学家研究推测，3d打印机的推广应用具有重要的革命性意义，主要体现在以下三个方面：第一，制造工艺的深刻变革。3d打印的特点在于通过逐层堆积材料进行加工，而不是通过去除多余材料进行加工。因此，这项工艺也被称作堆积制造”或添加制造”。这改变了通过对原材料进行切削、组装进行生产的加工模式，节省了材料和加工时间，带来了制造工艺的深刻变革。第二，制造技术的重大飞跃。3d打印技术是一种新兴的高科技技术，综合应用了cad/cam技术、激光技术、光化学以及材料科学等诸多方面的技术和知识，3d打印技术的不断成熟将推动包括新材料技术、智能制造技术和堆积制造技术实现大的飞跃。第三，制造模式的一次革命”。3d打印作为一种新的加工工艺，将改变第

常见3D打印技术FDM、SLS、SLA原理及优缺点分析

常见3D打印技术FDM、SLS、SLA原理及优缺点分析FDM熔融层积成型技术 FDM熔融层积成型技术是将丝状的热熔性材料加热融化，同时三维喷头在计算机的控制下，根据截面轮廓信息，将材料选择性地涂敷在工作台上，快速冷却后形成一层截面。一层成型完成后，机器工作台下降一个高度（即分层厚度）再成型下一层，直至形成整个实体造型。 FDM技术的优点： 1）操作环境干净、安全，材料无毒，可以在办公室、家庭环境下进行，没有产生毒气和化学污染的危险。 2）无需激光器等贵重元器件，因此价格便宜。 3）原材料为卷轴丝形式，节省空间，易于搬运和替换。 4）材料利用率高，可备选材料很多，价格也相对便宜。 FDM技术的缺点： 1）成形后表面粗糙，需后续抛光处理。最高精度只能为0.1mm。 2）速度较慢，因为喷头做机械运动。 3）需要材料作为支撑结构。 SLS打印技术 SLS打印技术采用铺粉将一层粉末材料平铺在已成型零件的上表面，并加热至恰好低于该粉末烧结点的某一温度，控制系统控制激光束按照该层的截面轮廓在粉层上扫描，使粉末的温度升到熔化点，进行烧结并与下面已成型的部分实现粘结。一层完成后，工作台下降一层厚度，铺料辊在上面铺上一层均匀密实粉末，进行新一层截面的烧结，直至完成整个模型。 SLS技术的优点： 1）可用多种材料。其可用材料包括高分子、金属、陶瓷、石膏、尼龙等多种粉末材料。 2）制造工艺简单。由于可用材料比较多，该工艺按材料的不同可以直接生产复杂形状的原型、型腔模三维构建或部件及工具。 3）高精度。一般能够达到工件整体范围内（0.05-2.5）mm的公差。 4）无需支撑结构。叠层过程出现的悬空层可直接由未烧结的粉末来支撑。

3D打印的优缺点

3D打印的优缺点在3D打印技术可以打印假肢、汽车、飞机的今天，它还在创造无限的可能。首先3D打印技术可以加工传统方法难以制造的零件。过去传统的制造方法就是一个毛坯，把不需要的地方切除掉，是多维加工的，或者采用模具，把金属和塑料融化灌进去得到这样的零件，这样对复杂的零部件来说加工起来非常困难。立体打印技术对于复杂零部件而言具有极大的优势，立体打印技术可以打印非常复杂的东西。其次实现了首件的净型成形，这样后期辅助加工量大大减小，避免了委外加工的数据泄密和时间跨度，尤其适合一些高保密性的行业，如军工、核电领域。再次由于制造准备和数据转换的时间大幅减少，使得单件试制、小批量出产的周期和成本降低，特别适合新产品的开发和单件小批量零件的出产。这些速度快、高易用性等优势使得3D打印成为一种潮流，并且在很多领域得到了应用。如今3D打印机已经在建筑设计、医疗辅助、工业模型、复杂结构、零配件、动漫模型等领域都已经有了一定程度的应用。尤其在飞机、核电和火电等使用重型机械、高端精密机械的行业，3D打印技术“打印”的产品是自然无缝连接的，结构之间的稳固性和连接强度要远远高于传统方法。事实上，3D打印技术要成为主流的生产制造技术还尚需时日。 3D打印机21世纪初的实际使用仍属于快速成型范畴，即为企业在生产正式的产品前提供产品原型的制造，业内也将这类原型称作手板。据统计，3D打印机生产的产品中80%依旧是产品原型，仅有20%是最终产品。虽然3D打印机技术在21世纪初已取得不小的进步，比如材料增多、打印机和原材料价格逐渐下降，但在2012年左右，依旧是一项年轻的技术，在没有变得更加成熟和廉价前，并不会被企业大规模采用。 3D打印的优缺点同样突出上海同济大学教授、现代制造技术研究所名誉所长张曙认为：“过去，我们只是当3D打印是一种快速成形技术，但现在工业领域的应用，可以让设计、创意与生产分开，可以实现减少库存的生产，等于提供了新的商务模式，就势必会引起制造业的变革。但3D打印的技术还存在很多难题，加工精度、材料应用等方面，在制造业的应用不是一时半刻能够实现的”。 3D打印原理之一从技术角度来看，3D打印是快速成型技术的一种，快速成型工艺目前有立体平板印刷术（SLA法）、分层激光烧结法（SLS法）、逐层轮廓成型法（LOM法）、光掩膜法（SGC法）、融化沉积法（FDM法）、陶瓷壳发（DSPC法）等。之前中央十套《我爱发明》（点击查看视频）节目中提到就是分层激光烧结法，用来烧结塑料制品效果不错，后来又实验来做了个钻头，效果就很差了。 3D打印的作品质量差强人意从这里其实可以看出3D打印主要的适用范围以及缺点。对于一般要求较低、专业性不强的部件，3D打印可以满足要求，设计师能通过这种方法将电脑上的图形

3D打印技术的缺点及解决办法

一、结合现有3D打印技术的研究现状,阐述现有3D打印技术的缺点,以及该缺点的解决办法, 针对现有某一种3D打印方法进行改进。简述3D打印技术未来的发展方向(2000字以上)。现有3D打印技术的缺点及解决方法 1、材料的限制目前主流的3D打印技术可以实现聚合物塑料、某些金属或者陶瓷打印,但目前无法实现打印的材料还非常多。材料的限制主要表现为两个方面的限制,一方面,目前的3D打印技术可打印的材料种类有限,无法完全适应工业生产中所需的各种各样的材料的打印。这使得3D打印技术只能应用于一些特定场合,普及推广仍有很大的障碍。另一方面,针对特定的3D打印机,可打印的材料种类更就是特定的几种或几类,这使得针对每种或每类材料,就需要设计专属的3D打印机,通用性不如传统的机械加工好。虽然目前在多材料打印上已经取得了一定的进展,但除非这些进展达到成熟并有效,否则材料依然会就是3D打印的一大障碍。解决方法:针对以上两方面问题,可以以这样的思路寻求解决方案。一、研发新材料,这也就是国家目前大力发展的方向。通过研发新型的打印性能好、材料性能还能达到传统材料要求材料,提高3D打印技术的通用性。二、提高3D打印机本身的通用性。可以从模块化设计角度出发,本体结构保持一致,对不同种类或类型的材料,只改变部分部件如喷头,而且部件的拆装性能要好,方便更换。 2、打印效率低效率低可以从两个角度进行分析。一、与传统机械加工比较,机械加工就是在毛坯的基础上减材形成,通常毛坯与零件之间相差的材料较少,即需要去除的材料少,加工比较快;而3D打印技术必须将所有零件实体所需材料通过增材方式堆叠,材料体积大。所以从去除或堆叠得材料体积量来比较,增材的体积量通常比减材的体积量要大。二、从成型运动方面考虑,传统的机械加工主运动多为旋转运动,而3D打印技术为直线运动,旋转运动更容易达到更大的速度,而且保持一定的稳定性,3D打印技术的扫描运动为直线运动,很难达到较大的速度。因此,3D打印技术不仅所需加工的体积量大,而且运动速度受限,所以综合加工效率低。解决方法:针对问题一,可以考虑在一定的规则毛坯材料上增材,减少需要打印的材料量,主要就是用于大批量生产情况下,预先设计一系列实体轮廓中所包含的最小毛坯,在毛坯的基础上打印。针对问题二,从机构学角度,可以设计可高速运动的机构 ,如并联机构。另外也需要协调设计材料,增快其熔融速度或凝固速度。还可以从软件及轨迹规划角度着手,采用梯度设计思想,对于有强度等方面要求的,填充率选择大一些,其她部分填充率小一些,而不就是像目前整个实体都选择同一填充率。

常见3D打印技术FDMSLSSLA原理及优缺点分析

常见3D打印技术 F D M S L S S L A原理及优缺点分析 GE GROUP system office room 【GEIHUA16H-GEIHUA GEIHUA8Q8-

常见3D打印技术FDM、SLS、SLA原理及优缺点分析 FDM熔融层积成型技术是将丝状的热熔性材料加热融化，同时三维喷头在计算机的控制下，根据截面轮廓信息，将材料选择性地涂敷在工作台上，快速冷却后形成一层截面。一层成型完成后，机器工作台下降一个高度（即分层厚度）再成型下一层，直至形成整个实体造型。 FDM技术的优点： 1）操作环境干净、安全，材料无毒，可以在办公室、家庭环境下进行，没有产生毒气和化学污染的危险。 2）无需激光器等贵重元器件，因此价格便宜。 3）原材料为卷轴丝形式，节省空间，易于搬运和替换。 4）材料利用率高，可备选材料很多，价格也相对便宜。 FDM技术的缺点： 1）成形后表面粗糙，需后续抛光处理。最高精度只能为0.1mm。 2）速度较慢，因为喷头做机械运动。 3）需要材料作为支撑结构。 SLS打印技术采用铺粉将一层粉末材料平铺在已成型零件的上表面，并加热至恰好低于该粉末烧结点的某一温度，控制系统控制激光束按照该层的截面轮廓在粉层上扫描，使粉末的温度升到熔化点，进行烧结并与下面已成型的部分实现粘结。一层完成后，工作台下降一层厚度，铺料辊在上面铺上一层均匀密实粉末，进行新一层截面的烧结，直至完成整个模型。 SLS技术的优点： 1）可用多种材料。其可用材料包括高分子、金属、陶瓷、石膏、尼龙等多种粉末材料。特别是金属粉末材料，是目前中最热门的发展方向之一。 2）制造工艺简单。由于可用材料比较多，该工艺按材料的不同可以直接生产复杂形状的原型、型腔模三维构建或部件及工具。 3）高精度。一般能够达到工件整体范围内（0.05-2.5）mm的公差。 4）无需支撑结构。叠层过程出现的悬空层可直接由未烧结的粉末来支撑。 5）材料利用率高。由于不需要支撑，无需添加底座，为常见几种3D打印技术中材料利用率最高的，且价格相对便宜。 SLS技术的缺点： 1）表面粗糙。由于原材料是粉状的，原型建造是由材料粉层经过加热熔化实现逐层粘结的，因此，原型表面严格讲是粉粒状的，因而表面质量不高。 2）烧结过程有异味。 SLS工艺中粉层需要激光使其加热达到熔化状态，高分子材料或者粉粒在激光烧结时会挥发异味气体。 3）无法直接成型高性能的金属盒陶瓷零件，成型大尺寸零件时容易发生翘曲变形。 4）加工时间长。加工前，要有2小时的预热时间；零件构建后，要花5至10小时时间冷却，才能从粉末缸中取出。