探索 8 种前沿 3D 打印技术及其应用

谈到 3D 打印，您只受限于想象力。如今，问“无法用此工艺打印什么？”比列出漫长无尽的可生产清单更容易。3D 打印能制作简单工具、生成完整建筑模型，甚至制造假肢。

并非所有打印需求相同，实际上有多种方法可选。例如，Xometry 提供九种独特的 3D 打印工艺，并致力于增加更多。每种工艺都有优缺点。有些更适合金属，有些用激光固化，有些专为初次尝试打印的初学者设计。继续阅读，了解不同类型的 3D 打印及各自优劣势。

1. 多喷嘴喷射 (PolyJet) 打印

虽然 3D 打印机看起来很未来，但 PolyJet 打印最接近您熟悉的传统喷墨打印。这些机器使用喷头将微小光聚合物树脂液滴喷射到构建板上，随后经紫外线逐层固化。Xometry 的 PolyJet 机器支持全彩和多材料打印，非常适合制作逼真模型和视觉原型。但请注意，PolyJet 材料以耐用性著称，不适合最终用途部件。

PolyJet 最适合具有小特征的小型零件。精度极高，但材料往往不够耐用。

Christian Tsu-Raun
手动报价团队负责人

下图展示我们的 PolyJet 打印机制造全彩零件：

Xometry 的 PolyJet 3D 打印机制造多色零件。

此表显示 PolyJet 打印机可用材料、可制作内容及其优势。

表 1：PolyJet 3D 打印优势

材料	优势	常见应用	尺寸精度
刚性光聚合物、Shore A 类橡胶状、透明光聚合物	高分辨率、多材料、全彩	包胶原型、全彩概念模型、教学模型	首英寸 ±0.004 英寸，此后每英寸 ±0.002 英寸

2. 熔融沉积建模 (FDM)

熔融沉积建模 (FDM) 机器从爱好者桌面到 Xometry 等生产设施制造车间随处可见。这种流行方法涉及将塑料丝材通过加热喷嘴熔化，逐层堆积直到最终产品完成。FDM 打印有多种丝材材料可选，无论您追求更刚性的塑料还是柔性热塑性弹性体。

下图展示 Xometry 能生产长达三英尺零件的工业级打印机之一：

Xometry 众多工业级 FDM 3D 打印机之一

此表分享 FDM 打印机使用的材料、可制作内容及相较于其他打印机的优势。

表 2：FDM 3D 打印优势

材料	优势	常见应用	尺寸精度
ABS、PLA、PC、ULTEM 等	低成本、大打印体积、材料多样性	原型制作、爱好者零件、制造夹具	首英寸 ± 单层厚度，此后每英寸 ±0.002 英寸

3. 光固化成型 (SLA)

光固化成型 (SLA) 是普通大众能接触的第一种 3D 打印。此打印机使用高功率激光固化构建板上的液态光聚合物。激光按零件横截面形状扫描，固化并为下一层做准备。它通过聚合过程逐层构建您设计的物品。如果您想构建复杂模型或产品，这是个绝佳打印选项。Xometry 提供多种 SLA 材料，许多透明，适合制作需要透视的零件。

照片展示通过 Xometry SLA 服务创建的部分零件：

使用 SLA 3D 打印制作的各种透明标签

此图表指出 SLA 打印机的优势和用途。还显示其可管理的材料和可创建的物品类型。

表 3：SLA 3D 打印优势

材料	优势	常见应用	尺寸精度
类聚碳酸酯、类 ABS、类聚丙烯	高分辨率/细节、精准、大打印面积	铸造模型、原型、概念模型	±0.002" 至 ±0.010"

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4. 选择性激光烧结 (SLS)

选择性激光烧结 (SLS) 用粉末塑料（通常为尼龙）替代熟知的塑料丝材。机器用称为铺粉器的装置铺设薄层粉末，然后用激光描绘零件横截面。描绘时激光热量熔化粉末使其融合。构建腔活塞略微下降，另一层粉末铺设，过程重复直到产品成型。这种打印方法不需要支撑结构，因为未烧结粉末在整个介质中包裹零件支撑它们。因此，许多零件可在单次构建中同时制造，使 SLS 打印在保持精度和质量的同时大批量制造零件极为出色。

下图展示 SLS 3D 打印机系统工作原理：

SLS 3D 打印系统。

此表列出可送入此打印机的材料、可制作内容及其优势。

表 4：SLS 3D 打印优势

材料	优势	常见应用	尺寸精度
尼龙 11、尼龙 12、填充尼龙（如玻璃填充）	无需支撑结构、复杂几何体、耐用零件	概念模型、最终用途零件、医疗设备	±0.002" 至 0.003" 每英寸

5. 多喷嘴融合 (MJF)

多喷嘴融合打印有许多运动部件。在这些机器上，一层塑料粉末被沉积并由加热头加热。喷墨式阵列悬停在顶部精确喷射熔融和细节剂到粉末中。加热元件将其融合，过程重复。像 SLS 打印，MJF 零件因粉末法不需要支撑结构，因此许多零件可在构建腔中水平和垂直同时打印。Xometry 通过 MJF 提供刚性和柔性材料及多种后处理选项，如染色和化学蒸汽抛光以进一步增强打印件。

下图为使用 Xometry MJF 服务制作的零件示例，此处染成黑色：

使用 MJF 打印并染黑后处理的尼龙 12 零件。

下表分享可用于 MJF 打印机的材料、可创建内容及其优势。

表 5：MJF 3D 打印

材料	优势	常见应用	尺寸精度
尼龙 PA 12、聚丙烯、玻璃填充尼龙、TPU 88A	高精度、快速、低成本	视觉精准原型、最终用途零件	±0.7mm

SLS 和 MJF 使用知名材料生产零件，主要是尼龙，也包括 PP 和 TPU。零件耐用且表现出基础材料的典型行为。这允许工程师在可转移到其他工艺的材料中测试零件。

Christian Tsu-Raun
手动报价团队负责人

6. 直接金属激光烧结 (DMLS)

当您寻找可直接 3D 打印金属的工艺时，请看直接金属激光烧结 (DMLS) 服务。类似于选择性激光烧结，DMLS 机器沉积薄层金属粉末，然后用强大激光逐层描绘每个零件横截面，融合金属颗粒形成零件。与 SLS 不同，支撑结构是必需的，因为烧结金属产生的热量和应力远大于塑料。由于尺寸、高成本和打印完成后零件所需的大量后处理步骤，DMLS 机器倾向于仅存在于工业车间，如 Xometry 网络内的那些。

此图片显示 Xometry 的 DMLS 打印机正从钢粉烧结零件：

DMLS 3D 打印机烧结钢粉形成零件。

下表细分 DMLS 打印机可制作内容、可用材料及适合应用类型。

表 6：DMLS 3D 打印优势

材料	优势	常见应用	尺寸精度
不锈钢、铝、镍合金、钛	高细节、全致密金属零件	航空航天和汽车组件	首英寸 ±0.005 英寸，此后每英寸 ±0.002 英寸

7. 电子束熔融 (EBM)

若您调高难度等级，会遇到电子束熔融 (EBM) 等打印方法。像 DMLS，这些机器属工业类别并需要相关专业知识。其工艺全在名字里——使用电子束融合金属颗粒。机器铺设一层金属粉末，然后光束描绘和熔化。光束甚至可分割同时处理多个区域。

此图表显示 EBM 3D 打印机使用的材料、可构建内容及其优势。

表 7：EBM 3D 打印优势

材料	优势	常见应用	尺寸精度
铬、钛	比 DMLS 快	航空航天、医疗和石化组件	不适用

8. 数字光处理 (DLP)

一些 3D 打印选项相似，数字光处理 (DLP) 和 SLA 打印机即属此类。 主要区别在于 DLP 机器一次性用紫外光将图像投射到整个材料槽，而非用激光逐点描绘横截面。数字光处理使光聚合物打印更易获得。它比 SLA 更便宜更快，但仍能制作高质量零件。

此图表细分 DLP 打印机的材料、用途和优势：

表 8：DLP 3D 打印优势

材料	优势	常见应用	尺寸精度
类聚碳酸酯、类 ABS、类聚丙烯	比 SLA 快	珠宝铸造、牙科夹板、微型人像	0.1 mm

3D 打印需考虑哪些因素？

各种 3D 打印机满足各类需求。您需考虑试图构建的最终产品、希望使用的材料、预算和时间表。若寻找家用打印机供娱乐和低强度生产，爱好者 FDM 或 SLA 打印机可能合适。更先进打印机如 DMLS 机器更适合工业空间和航空航天、工程或医疗等行业。

了解更多，请参阅我们的 3D 打印完整指南。

最常见的 3D 打印类型是什么？

FDM 打印是最常用的 3D 打印机类型之一。因其低成本和易用性。谈到工业塑料应用，MJF 倾向于被首选。制造金属组件倾向于使用 DMLS。

了解更多，请参阅我们的 3D 打印类型指南。

最适合初学者的 3D 打印类型是什么？

FDM 3D 打印是初学者最容易的 3D 打印类型。不仅工艺易理解，原材料便宜，设备也能以非常实惠的价格买到。DLP 打印也是良好起点，但倾向于需要更深入理解 3D 打印方法。DLP 平均也比 FDM 更贵。

材料方面最好的 3D 打印类型是什么？

MJF 打印机拥有最广泛的可用材料范围，能相对轻松地打印多材料和多彩零件。MJF 打印机能在放置不同材料类型到同一零件的同时选择性着色打印不同部分。

了解更多，请参阅我们的 3D 打印材料指南。

医疗用途最好的 3D 打印类型是什么？

医疗植入物需要不锈钢或钛等先进材料。因此，粉床 3D 技术如 DMLS 最适合这些应用。

建筑行业最好的 3D 打印类型是什么？

建筑行业的 3D 打印仍处于起步阶段。然而，大型 3D 打印机成功采用类似 FDM 打印机的技术打印混凝土结构。这通过逐层打印混凝土从地面构建结构来工作。

教育领域最好的 3D 打印类型是什么？

FDM 打印机非常适合教育目的。因为其力学易于观察和理解。此外，运行成本低，原材料也便宜。

建筑设计最好的 3D 打印类型是什么？

建筑公司使用 3D 打印机打印设计比例模型，通常认为 SLS 是最合适的 3D 打印技术类型。这是由于可用的更大构建体积和 SLS 构建具有卓越细节零件的能力。

3D 打印类型常见问题

3D 打印机多少钱？

市场上有许多不同类型的 3D 打印机。因此，3D 打印机价格低至 150 美元（入门级 FDM 机器）。先进 DMLS 机器起价约 25 万美元。3D 打印机可直接从供应商或亚马逊等第三方网站购买。

能否用 3D 打印机创业？

可以，但入门门槛低，市场可能饱和。然而，使用最新 3D 打印方法供应利基市场是好的起点。

3D 打印是有利可图的生意吗？

是的，特别是提供先进 3D 打印服务和材料时。

3D 打印能赚多少钱？

这完全取决于提供的产品和服务。印刷品价值从塑料小饰品的几美分到先进金属零件的数千美元不等。

总结

本文介绍了 8 种不同 3D 打印技术、其应用及优势。

许多这些工艺及更多可通过 Xometry 即时报价引擎® 获得。您只需上传 3D CAD 文件（如 STL），从选项配置报价即可获得即时价格和交期。立即尝试获取即时报价！

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Kat de Naoum
Kat de Naoum 是来自英国的作家、作者、编辑和内容专家，拥有 20+ 年写作经验。Kat 有为各类制造和技术组织写作经验，热爱工程世界。写作之外，Kat 做了近 10 年律师助理，其中 7 年在船舶金融。她为许多出版物撰稿，包括印刷和在线。Kat 拥有金斯顿大学英语文学和哲学学士、创意写作硕士。
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