3D 打印技术：不同类型的 3D 打印

3D 打印是一种流行且用途广泛的技术，具有多种应用和优势。该术语是增材制造的代名词，增材制造是所有 3D 打印技术的总称。增材制造单位一次制造任何零件一层，并带来一长串优势。

此外，所有不同类型的 3D 打印技术都允许您在材料类型之间进行选择，并获得表面光洁度、耐用性、速度和成本的正确组合。本文将介绍 3D 打印的常用方法，并解释它们如何帮助您为项目做出最佳选择。

增材制造：简要概述

如前所述，增材制造是描述所有 3D 打印方法的总称。任何 3D 打印技术都使用计算机的 CAD 设计，并逐层构建精确的几何形状。这就是增材制造名称的由来。与此技术相反，传统技术通常需要您去除多余的材料以创建您需要的形状。

起初，某些热塑性塑料是唯一适合 3D 打印的材料。这限制了该概念的应用，因为塑料不具备许多高性能行业所需的物理特性。然而，随着时间的推移，情况有所改善，因为不同的技术允许使用其他材料，如金属、陶瓷甚至有机材料。

即便如此，热塑性塑料仍然是当今最流行的 3D 打印技术材料之一。丙烯腈丁二烯苯乙烯 (ABS)、聚乳酸 (PLA)、聚碳酸酯 (PC) 和聚乙烯醇 (PVA) 是各行业最常见的选择，因为它们的多功能性和合适的特性。

3D 打印技术的类型

1 – 粘合剂喷射

粘合剂喷射是一种简单的 3D 打印方法，它依靠工业粘合剂来连接零件的不同层。在粘合剂喷射中，输入是粉末形式的关键材料，打印机用粘合剂薄层沉积这些材料。

此外，该工艺还适用于沙子、一些聚合物、金属粉末和陶瓷金属化合物等材料。这是低成本 3D 打印方法之一，可以在较短的周转时间内生产大量产品。

此外，设计灵活性和出色的色彩再现以及 0.2 毫米（金属）的尺寸精度都是有代价的。结果的机械特性不会那么好，因此将这种技术仅限于低强度应用。例如，粘合剂喷射的一些最常见的应用是：

• 金属零件
• 现实模型
• 低成本原型
• 砂型铸造模具

2 – 材料喷射

3D打印技术类型中另一个流行的选择是材料喷射工艺。在这种情况下，3D 打印机使用液化材料液滴来构建每一层。

使此过程独一无二的一件事是能够在单个对象上使用不同类型的材料。因此，您可以制造具有混合颜色和纹理的零件，从而为您提供最终产品的定制美学外观。

通常，光聚合物树脂是此类 3D 打印工艺唯一可行的材料。它以 0.1 毫米的尺寸精度提供最精细和最佳的表面光洁度，但由于其弱特性和脆性，这些零件不适合任何机械应用。

以下是材料喷射工艺的一些最常见的应用：

• 美学原型
• 注塑模具原型
• 精心设计的医学模型
• 设计演示

3 - 材料挤压

挤出是一种常见的工业过程，您可以在其中迫使任何接近其熔点的材料通过较小的开口。同样，3D 打印技术的工作原理相同。在大多数情况下，挤出工艺使用塑料和复合长丝。例如，PLA、ABS、PET、碳纤维和其他材料很常见。

在这个过程中，材料被推过一个小喷嘴，将它们加热到熔点并沉积在形成一层的预定路径上。

该过程重复多次，直到您完成整个部分。今天，您可以使用挤出生物材料、可食用物品和各种其他材料，但 PLA、ABS 和其他塑料是最常见的。

材料挤压是迄今为止成本最低的 3D 打印技术，具有良好的准确性和多功能性。这就是为什么你会发现大多数国内3D打印机都使用这种3D打印技术，因为它更常见，更容易处理。

以下是材料挤压在 3D 打印中最常见的一些应用：

• 电子外壳
• 合身
• 夹具
• 熔模铸造模式

4 – 还原聚合

这是一种独特的 3D 打印工艺，它使用光源固化光敏聚合物树脂。适用于此的材料只有具有多种颜色和形式的光敏树脂。这种方法产生了卓越的表面光洁度，并允许精细和复杂的几何形状。

还原聚合技术通常进一步表征为几种类型。以下是三个主要的：

• 立体光刻 (SLA)
• 数字光处理 (DLP)
• 蒙版立体光刻 (MSLA)

此外，还在研究多种其他形式，以进一步提高该技术的应用性和多功能性。主要概念类似。然而，所有这些形式的区别在于光源，它实际上在固化过程中起着不可或缺的作用。

例如，下面列出了使用大桶聚合 3D 打印的一些最常见的应用：

• 注塑模具
• 聚合物原型
• 设计演示
• 牙科固定装置
• 医疗零件
• 珠宝行业

5 – 粉末床融合

这是最先进的 3D 打印类型之一，在许多高端应用中具有很大潜力。粉末床融合的工作原理是将热源聚焦在一个小区域上，以诱导粉末形式的材料层之间的融合。

例如，该工艺适用于大多数热塑性塑料、陶瓷和金属，以提供 0.3% 的出色尺寸精度。一些常见的 3D 打印工艺包括选择性激光烧结 (SLS)、选择性激光熔化 (SLM)、电子束熔化 (EBM)、直接金属激光烧结 (DMLS) 和多射流融合 (MJF) 等。

为了说明这一点，以下是一些依赖粉末床融合技术的常见应用：

• 功能性金属零件
• 小批量生产
• 镂空设计

6 – 直接能量沉积

直接能量沉积是一种 3D 打印技术，它不需要支撑结构，并且可以同时工作以沉积和固化层。此外，该技术依靠电子束、强大的激光或等离子体在其熔点附近高度激发材料以构建层。

DED 的应用不仅限于构建事物。独特的过程修复对象，这就是你通常会更频繁地看到它的地方。

最常见的工艺类型是 LENS、EBAM、Cold Spray 等。此外，DED 工艺仅限于金属，并且适用于线材和粉末。但是，您将需要在后处理上花费大量资金，这对于许多行业来说并不是一个可行的选择。

例如，DED 的一些最常见的应用是：

• 修复高端组件
• 功能原型

7 – 片材层压

顾名思义，薄片层压是一种将极薄的金属片相互堆叠以产生 3D 对象的技术。然而，这个过程非常不准确，但会产生非常快速和经济的结果。从而为功能应用提供了有限的途径。

通常，片材层压工艺使用纸、聚合物或薄金属片用于该工艺。最常见的加工技术是层压物体制造 (LOM) 和超声波固结 (UC)，它们会产生大量废物，并且需要在使用前对零件进行进一步加工。

片材层压工艺的一些最常见的应用是；

• 非功能原型
• 设计可行性评估
• 演示模型
• 多色打印
• 铸造模具

轻松制作有效的原型，联系 RapidDirect 以最优惠的成本获得优质的 3D 打印服务。

3D 打印的常见应用

3D 打印通常与快速原型制作相关联，这是正确的。这是当今这项技术最常见的应用之一。然而，3D 打印的方法随着时间的推移而发展，现在涵盖了几个新的领域。

今天，不同的 3D 打印技术对于多个工业部门至关重要。以下是 3D 打印方法在推动创新和增长方面发挥不可或缺的作用的一些领域。

1 – 航空航天

在将 3D 打印应用到其流程中时，航空航天和国防领域占有很大份额。例如，航空航天领域的 3D 打印类型市场超过 104 亿美元，并且随着时间的推移继续增长。

此外，快速原型制作并不是航空航天领域不同 3D 打印方法的唯一实际应用。从工具到轻质部件甚至飞机结构元件的开发，该技术不断提高材料效率。导致在不影响质量的情况下降低总体成本的更多机会。

2 - 汽车

当谈到大规模 3D 打印类型的潜在应用时，汽车行业是下一件大事。全球对不同类型 3D 打印的需求持续呈指数级增长，专家认为，这将在不久的将来与航空航天业展开激烈竞争，争夺头把交椅。

此外，新的 3D 打印技术类型的开发与对更流线型汽车和轻质部件的需求增加相吻合。同样，传统制造方法无法满足该行业当前的需求，3D 打印似乎是下一个答案。

今天，快速原型制作是该领域的主要应用，但未来确实令人兴奋，因为它具有更快的产品开发和更大的设计灵活性的潜力。

3 – 医疗保健

3D 打印在医疗保健领域发挥重要作用的另一个绝佳途径。例如，高级设备、假肢、植入物和其他个人医疗保健设备需要灵活性和定制化。幸运的是，不同类型的 3D 打印方法是满足该领域动态需求的完美解决方案。

此外，3D打印技术的一个重要应用是生物打印。例如，今天的研究人员正致力于将干细胞研究和 3D 打印相结合来制造人造器官。这是一项重要的研究，可以挽救生命并降低移植手术带来的相关风险，因为生物材料将与患者的细胞相同。

4 – 工业流程

除了在航空航天和医疗保健等特定工业领域不可或缺外，所有 3D 打印类型还在许多一般工业流程中发挥作用。举例来说，快速原型、工具和其他应用程序可帮助企业保持效率、实现灵活性并降低总体成本。

5 – 消费品

以消费者为导向的行业需要仔细的规划和灵活性，以确保特定品牌或产品仍然是市场上的首选。这意味着新的人体工程学设计和不寻常的形状通常是传统加工技术无法实现的。

此外，用于大规模生产的 3D 打印是通过结合功能和美学来满足现代需求的最成功方式之一。从产品开发到测试、原型设计和最终生产。因此，3D 打印在消费品领域越来越受欢迎。

为什么 3D 打印是更好的选择？

您不能与任何科技行业相关，也不会听说 3D 打印提供的所有好处。 3D 打印提供的多功能应用程序的数量一直是其受欢迎的主要因素。

此外，任何技术爱好者都可以告诉您，它可以轻松地创建高度复杂的零件，几乎没有浪费。此外，所有可用的 3D 打印技术都能够提供轻松高效的更改的舒适性，同时减少您的成本和时间。

看看以下仅触及增材制造所能提供的一切表面的优势：

• 缩短交货时间
• 创建对象的高强度和耐用性
• 允许制造独特和特定的零件
• 提供高效快捷的解决方案
• 是快速原型制作的理想选择

选择 3D 打印技术时的 7 个注意事项

3D 打印是一个广义术语，包括前面讨论的几种不同类型的 3D 打印的集合。

了解使用哪种 3D 打印方法本身就是一个挑战。因此，这项任务需要深入了解您的应用程序的技术要求，还需要了解每种可用方法的优缺点。您可以采取一种方法来帮助您根据项目的主要约束做出决定。例如，以下 7 个约束对帮助您做出决定可能是最重要的。

• 预算
• 几何属性
• 用于打印的材料
• 机械性能
• 生产速度
• 零件数量
• 安全

关于 3D 打印类型的常见问题解答

了解 3D 打印过程中的所有复杂性可能是一项艰巨的任务。以下是关于 3D 打印和增材制造整体的一些常见问题。