3D 打印技术的类型
术语 3D 打印包含多种逐层构建零件的制造技术。它们在形成塑料和金属部件的方式上各不相同，并且在材料选择、表面光洁度、耐用性以及制造速度和成本方面也可能不同。
3D打印有多种类型，包括：
- 立体光刻 (SLA)
- 选择性激光烧结 (SLS)
- 熔融沉积成型 (FDM)
- 数字光处理 (DLP)
- 多射流融合 (MJF)
- 聚射
- 直接金属激光烧结 (DMLS)
- 电子束熔炼 (EBM)
为您的应用选择正确的 3D 打印流程需要了解每个流程的优势和劣势，并将这些属性映射到您的产品开发需求。让我们首先讨论 3D 打印如何适应产品开发周期，然后了解常见的 3D 打印技术类型及其各自的优势。
3D 打印用于快速原型制作及其他
可以肯定地说，3D 打印最常用于原型制作。它能够快速制造单个零件，使产品开发人员能够以经济高效的方式验证和分享想法。确定原型的用途将告知哪种 3D 打印技术最有利。增材制造适用于从简单的物理模型到用于功能测试的零件的一系列原型。
SLA 技术通过使用紫外线激光固化液态热固性树脂来形成塑料部件。在建造零件时，它们需要支撑结构，一旦建造完成，这些结构就会被移除。 尽管 3D 打印几乎等同于快速原型制作，但在某些情况下它是一种可行的生产过程。通常，这些应用涉及小批量和复杂的几何形状。通常，用于航空航天和医疗应用的组件是生产 3D 打印的理想候选者，因为它们通常符合前面描述的标准。
5 个 3D 打印注意事项
与生活中的大多数事情一样，选择 3D 打印工艺时很少有简单的答案。当我们协助客户评估他们的 3D 打印选项时，我们通常会指出五个关键标准来确定哪些技术将满足他们的需求：
- 预算
- 机械要求
- 外观
- 材料选择
- 几何
一旦 SLS 构建完成，技术人员就会从粉末床上取出零件，刷掉多余的材料，然后然后对零件进行喷丸处理。 聚合物 3D 打印工艺
让我们概述一些常见的塑料 3D 打印流程，并讨论每种流程何时能为产品开发人员、工程师和设计师提供最大价值。
立体光刻 (SLA)
立体光刻 (SLA) 是最初的工业 3D 打印工艺。 SLA 打印机擅长生产具有高度细节、光滑表面光洁度和严格公差的零件。 SLA 零件的优质表面光洁度不仅看起来漂亮，而且有助于零件的功能——例如测试装配的配合。它广泛用于医疗行业，常见应用包括解剖模型和微流体。我们使用 3D Systems 制造的 Vipers、ProJets 和 iPros 3D 打印机打印 SLA 部件。
选择性激光烧结 (SLS)
选择性激光烧结 (SLS) 将尼龙基粉末熔化成固体塑料。由于 SLS 零件由真正的热塑性材料制成，因此它们经久耐用，适合进行功能测试，并且可以支撑活动铰链和卡扣配合。与 SL 相比，零件更坚固，但表面光洁度更粗糙。 SLS 不需要支撑结构，因此可以利用整个构建平台将多个零件嵌套到一个构建中——使其适用于比其他 3D 打印工艺更高的零件数量。许多 SLS 零件用于原型设计，这些设计终有一天会被注塑成型。对于我们的 SLS 打印机，我们使用 3D Systems 开发的 sPro140 机器。
聚射
PolyJet 是另一种塑料 3D 打印工艺，但有一点不同。它可以制造具有多种属性（例如颜色和材料）的零件。设计人员可以利用该技术制作弹性体或包覆成型部件的原型。如果您的设计是单一的刚性塑料，我们建议坚持使用 SL 或 SLS——这样更经济。但是，如果您正在制作包覆成型或硅橡胶设计的原型，PolyJet 可以让您免于在开发周期的早期投资工具。这可以帮助您更快地迭代和验证您的设计并节省资金。
数字光处理 (DLP)
数字光处理类似于 SLA，因为它使用光固化液态树脂。这两种技术的主要区别在于 DLP 使用数字光投影仪屏幕，而 SLA 使用紫外线激光。这意味着 DLP 3D 打印机可以一次对构建的整个层进行成像，从而加快构建速度。虽然经常用于快速原型制作，但 DLP 打印的更高吞吐量使其适用于塑料零件的小批量生产。
Protolabs 使用 Concept Laser 的 Mlab 和 M2 机器打印金属、3D 打印部件。 多射流聚变 (MJF)
与 SLS 类似，Multi Jet Fusion 也使用尼龙粉末制造功能部件。 MJF 不是使用激光来烧结粉末，而是使用喷墨阵列将助熔剂施加到尼龙粉末床上。然后加热元件通过床以熔化每一层。与 SLS 相比，这导致更一致的机械性能以及改进的表面光洁度。 MJF 工艺的另一个好处是缩短了构建时间，从而降低了生产成本。
熔融沉积成型 (FDM)
熔融沉积建模 (FDM) 是一种常见的塑料零件桌面 3D 打印技术。 FDM 打印机通过将塑料细丝逐层挤出到构建平台上来发挥作用。这是一种经济高效且快速的物理模型制作方法。在某些情况下，FDM 可用于功能测试，但由于零件表面光洁度相对粗糙且强度不足，技术受到限制。
金属 3D 打印工艺
直接金属激光烧结 (DMLS)
金属 3D 打印为金属零件设计开辟了新的可能性。我们在 Protolabs 使用的 3D 打印金属部件的工艺是直接金属激光烧结 (DMLS)。它通常用于将金属、多部件组件减少为单个组件或具有内部通道或镂空特征的轻型部件。 DMLS 对于原型制作和生产都是可行的，因为零件的密度与使用机械加工或铸造等传统金属制造方法生产的零件一样致密。创建具有复杂几何形状的金属部件也使其适用于部件设计必须模仿有机结构的医疗应用。
电子束熔炼 (EBM)
电子束熔化是另一种金属 3D 打印技术，它使用由电磁线圈控制的电子束来熔化金属粉末。在构建过程中，打印床被加热并处于真空条件下。材料被加热到的温度由使用的材料决定。
何时使用 3D 打印
如前所述，3D 打印应用程序之间有几个共同点。如果您的零件数量相对较少，3D 打印可能是最佳选择——我们给 3D 打印服务客户的指导通常是 1 到 50 个零件。随着数量开始接近数百，值得探索其他制造工艺。如果您的设计具有对零件功能至关重要的复杂几何形状，例如带有内部冷却通道的铝制部件，则 3D 打印可能是您唯一的选择。
选择正确的过程归结为使每种技术的优势和局限性与您的应用程序最重要的要求保持一致。在想法四处乱窜的早期阶段，您所需要的只是一个与同事分享的模型，您并不关心那些阶梯式的表面光洁度。但是一旦达到需要进行用户测试的地步，外观和耐用性等因素就开始变得重要了。尽管没有万能的解决方案，但在整个产品开发过程中正确利用 3D 打印技术将降低设计风险，并最终产生更好的产品。
工业技术