核心增材制造工艺详解：七大主流技术对比指南

过去制造业依赖模具、切削、钻孔等减材工艺。虽行之有效，但现代增材制造工艺正加速取而代之。预测显示，增材制造产业规模将于2022年达230亿美元。

增材制造是计算机控制下，在构建平台上逐层堆积材料（通常为陶瓷或金属粉末）制成3D物体的过程。各层通过热能、固化剂或激光固化。

由于是增材而非减材，废料更少，成本更低。

七大主流增材制造技术各有优劣，了解差异才能为业务选型。

以下梳理主要增材制造工艺，助力制造能力升级。

增材制造工艺类型

粘结剂喷射，又称材料喷射或喷墨粉末打印，是最常见的增材制造类型之一。

原理类似普通办公打印机，但打印三维物体。喷头不喷墨水，而是将粘结剂喷射到粉末材料上。喷头水平垂直移动，每次通过铺设新层构建材料。

可用材料广泛：

粘结剂喷射因入门成本低、材料廉价，是最经济的增材工艺之一。打印速度亦快于大多数工艺，且可全彩打印。

但成品脆弱，需后处理（清洗、固化），繁琐耗时。

DED利用焊接原理构建三维物体。材料（通常为金属丝或粉末）经聚焦能源（激光或电子束）熔融，精准沉积到构建平台快速固化成层，循环至成型。

DED显著优势：不仅能制造新件，还能修复或向现有零件/预制件添加材料；单次打印可使用多种材料。

原理似热熔胶枪。材料从线圈送入，喷嘴加热熔融，逐层沉积到平台冷却固化成型。

因设备材料成本低，深受企业甚至个人用户青睐。

但局限明显：加热元件功率不足以熔融金属等高密度材料，仅限塑料聚合物，可能不满足工装夹具等应用的耐久性要求。

粉末床熔融，即电子束熔融（EBM），从大面积粉末床开始，材料通常为塑料、金属、砂或陶瓷粉末混合砂。

激光或电子束选择性熔融粉末。一层完成，工作区下移，新层在上方同法构建。

PBF成件复杂度高，强度优于部分其他工艺。但需粉末床，难以保持洁净环境，不适合无粉末处理条件的狭小空间。

片材叠层，即超声增材制造（UAM）或叠层物体制造（LOM），将薄材料层叠并通过超声焊接、粘结或钎焊结合。随层数增加成型。

全层叠压后，用CNC或激光切割去除多余材料定型。

多层叠加特性允许分层使用不同材料、全彩打印，成本低于部分其他工艺。

但需后处理（繁琐耗时），材料限于可成片者（纸、塑料、金属），修剪产生废料。

似粉末床熔融，但用光敏树脂槽代替粉末床，紫外激光逐层固化。一层完成，添加树脂构建下层，循环至成型。

树脂虽贵，但光固化成型构件快、精度高、表面质量好。

局限：仅限光敏树脂材料，需大量后处理（从树脂中取出、清洗）。

类似粘结剂喷射分层构建，但非在粉末床喷胶，而是熔融蜡状材料精准滴落到平台。随层数叠加成型。

因相对廉价且精度高、表面质量优，获制造商青睐。但材料限于蜡状（易碎），且逐滴构建耗时较长。

选型前需明确需求：追求预算友好，还是需要更强构建材料？无论何需求，总有工艺匹配。

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