探索3D打印技术：SLA、SLS、FDM、DLP、MJF、PolyJet、DMLS等
3D打印一词涵盖多种逐层制造零件的制造技术。各技术在成型塑料和金属零件的方式上各异，在材料选择、表面光洁度、耐用性、制造速度和成本方面也有差异。
主要3D打印类型包括：
- 立体光刻 (SLA)
- 选择性激光烧结 (SLS)
- 熔融沉积建模 (FDM)
- 数字光处理 (DLP)
- 多喷嘴融合 (MJF)
- PolyJet
- 直接金属激光烧结 (DMLS)
- 电子束熔化 (EBM)
为您的应用选择合适的3D打印工艺，需要了解各工艺的优劣势，并将这些属性映射到您的产品开发需求。让我们先讨论3D打印在产品开发周期中的定位，再逐一介绍常见3D打印技术及其优势。
快速原型及更多应用的3D打印
可以肯定，3D打印最常用于原型制作。其快速制造单个零件的能力，使产品开发人员能以具成本效益的方式验证和分享想法。确定原型用途将指导哪种3D打印技术最有益。增材制造适用于从简单物理模型到功能测试零件的各种原型。
尽管3D打印近乎等同于快速原型，但在某些场景下它也是可行的生产工艺。通常这些应用涉及小批量和复杂几何形状。航空航天和医疗应用的组件常是生产级3D打印的理想候选，因为它们经常符合上述标准。
3D打印选型的五大考量
像生活中大多数事一样，选择3D打印工艺很少有简单答案。当我们协助客户评估3D打印选项时，通常指出五大关键标准来确定哪种技术满足其需求：
- 预算
- 机械性能要求
- 外观要求
- 材料选择
- 几何形状
聚合物3D打印工艺
让我们梳理一些常见塑料3D打印工艺，并探讨各工艺在何时为产品开发人员、工程师和设计师提供最大价值。
立体光刻 (SLA)
立体光刻 (SLA) 是最初的工业级3D打印工艺。SLA打印机擅长生产高细节、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外观美观，还能辅助零件功能——例如测试装配配合。它广泛应用于医疗行业，常见应用包括解剖模型和微流体装置。我们使用3D Systems生产的Vipers、ProJets和iPros 3D打印机制作SLA零件。
选择性激光烧结 (SLS)
选择性激光烧结 (SLS) 将尼龙基粉末熔融成固体塑料。由于SLS零件由真正的热塑性材料制成，它们耐用、适合功能测试，并能支持活动铰链和卡扣。与SL相比，零件更强但表面光洁度较粗糙。SLS不需要支撑结构，因此整个构建平台可用于在一次构建中嵌套多个零件——使其适合比其他3D打印工艺更高数量的零件。许多SLS零件用于原型设计，最终将转为注塑成型。我们的SLS打印机使用3D Systems开发的sPro140机器。
PolyJet
PolyJet是另一种塑料3D打印工艺，但有独特之处。它可制造具有多种属性（如颜色和材料）的零件。设计师可利用该技术原型制作弹性体或包胶零件。如果您的设计是单一刚性塑料，我们建议坚持使用SL或SLS——更经济。但如果您在原型制作包胶或硅橡胶设计，PolyJet可让您在开发周期早期避免投资模具，帮助您更快迭代验证设计并省钱。
数字光处理 (DLP)
数字光处理与SLA类似，均利用光固化液态树脂。主要区别在于DLP使用数字光投影屏幕，而SLA使用紫外激光。这意味着DLP 3D打印机可一次成像整层构建，从而实现更快的构建速度。虽然常用于快速原型，但DLP打印的高吞吐量使其适合塑料零件的小批量生产。
多喷嘴融合 (MJF)
与SLS类似，多喷嘴融合也从尼龙粉末构建功能零件。MJF不使用激光烧结粉末，而是利用喷墨阵列在尼龙粉末床上喷涂熔融剂，然后加热元件扫过床面熔融各层。这带来比SLS更一致的力学性能和改进的表面光洁度。MJF工艺的另一优势是加速构建时间，从而降低生产成本。
熔融沉积建模 (FDM)
熔融沉积建模 (FDM) 是塑料零件常见的桌面级3D打印技术。FDM打印机通过将塑料丝逐层挤出到构建平台上工作。它是生产物理模型的具成本效益且快速的方法。某些情况下FDM可用于功能测试，但因零件表面光洁度较粗糙且强度不足，技术受限。
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新可能。Protolabs用于3D打印金属零件的工艺是直接金属激光烧结 (DMLS)。它常用于将金属多部件组件整合为单一组件，或制造带内部流道或中空特征的轻量化零件。DMLS适用于原型和生产，因为零件致密度等同于机加工或铸造等传统金属制造方法。制造复杂几何形状的金属组件也使其适合医疗应用，其中零件设计必须模仿有机结构。
电子束熔化 (EBM)
电子束熔化是另一种金属3D打印技术，利用电磁线圈控制的电子束熔融金属粉末。构建过程中打印床在真空条件下加热。材料加热温度取决于所用材料。
何时使用3D打印
如前所述，3D打印应用有几个共同分母。如果您的零件数量相对较低，3D打印可能是最优选择——我们给3D打印服务客户的指导通常是1到50件。当数量接近数百时，值得探索其他制造工艺。如果您的设计包含对零件功能至关重要的复杂几何形状（如带内部冷却流道的铝组件），3D打印可能是唯一选择。
选择合适的工艺归结为将各技术的优势和局限与应用最重要的要求相匹配。早期阶段构思碰撞、只需模型与同事分享时，零件上的阶梯状表面光洁度不成问题。但一旦需要进行用户测试，外观和耐用性等因素开始变重要。虽然没有放之四海而皆准的方案，但贯穿产品开发合理利用3D打印技术将降低设计风险，最终造就更好的产品。
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