【科普】40张动图！秒懂3D打印原理！
3D打印是制造业领域的一项新兴技术，被称为“具有工业革命意义的制造技术”。近年来，随着工业技术的进步，3D打印技术得到迅速发展并得到媒体的广泛关注。面对众多的3D打印技术，各位小伙伴是不是有点hold不住了？
没关系，本篇文章为大家整理十大3D打印技术，用动图的方式生动呈现出其原理，把高大上的3D打印技术拉下神坛！
文中，给大家分享的是3D打印原理高分子篇和金属篇，主要介绍SLA、CLIP、3DP、PolyJet、FDM五大技术，以及NPJ、SLM、SLS、LMD和EBM五大金属3D打印原理。
1、SLA（StereoLithography）
SLA即光固化成型技术，指利用紫外光照射液态光敏树脂发生聚合反应，来逐层固化并生成三维实体的成型方式，SLA制备的工件尺度精度高，是商业化的最早3D打印技术。
以下是SLA工艺工程：
紫外激光源
光固化反应
逐层扫描成型
2、CLIP
CLIP即连续液体界面提取技术，是在Carbon 3D公司在SLA技术的基础上开发的具有革命性的3D打印技术，将3D打印的速度提高了100倍！
CLIP从底部投影，使光敏树脂固化，不需要固化的部分通过控制氧气，形成死区，抑制光固化反应而保持稳定的液态区域，这样就保证了固化的连续性。
光固化反应
氧气抑制光固化过程
光固化死区演示
CLIP成型过程
3、3DP（Three-DimensionalPrinting）
3DP即三维打印快速成型技术，其与传统二维喷墨打印接近，从喷头喷出粘结剂（彩色粘结剂可以打印出彩色制件），将平台上的粉末粘结成型，通常用采用石膏粉作为成型材料。3DP技术目前主要应用有两个：全彩3D打印及砂模铸造。
以下是Exone公司用3DP技术进行砂模铸造的过程：
粘结剂喷射
加热固化
打印成型
铸造成型
4、PolyJet
PolyJet即聚合物喷射技术，其成型原理类似3DP技术，但喷射的不是粘合剂而是光固化树脂，喷射完成后通过紫外光照射固化成型。
PolyJet成型原理
PolyJet采用阵列式喷头，甚至可以同时喷射不同材料，实现多种材料、多色材料同时打印。
阵列喷头工作过程
PolyJet打印过程
5、FDM（FusedDeposition Modeling）
FDM即熔融层积技术，利用高温将材料熔化，通过打印头挤出成细丝，在构件平台堆积成型。FDM是最简单也是最常见的3D打印技术，通常应用于桌面级3D打印设备。
以下是FDM技术的工作原理：
模型处理
耗材挤出成型
逐层打印过程
去除支撑
表面处理
金属3D打印技术可以直接用于金属零件的快速成型制造，具有广阔的工业应用前景，是国内外重点发展的3D打印技术，下面跟大家分享NPJ、SLM、SLS、LMD和EBM五大金属3D打印原理。
6.NPJ（Nano Particle Jetting）
NPJ技术是以色列公司Xjet最新开发出的金属3D打印成型技术，与普通的激光3D打印成型相比，其使用的是纳米液态金属，以喷墨的方式沉积成型，打印速度比普通激光打印快5倍，且具有优异的精度和表面粗糙度。
以下是Xjet设备工作过程：
金属颗粒细化
金属颗粒分布在液滴中
液滴喷射成型过程
液相排出过程
烧结后的制件
7.SLM（Selective Laser Melting）
SLM即选区激光熔化成型技术，是目前金属3D打印成型中最普遍的技术，采用精细聚焦光斑快速熔化预置金属粉末，直接获得任意形状以及具有完全冶金结合的零件，得到的制作致密度可达99%以上。
激光振镜系统是SLM的关键技术之一，以下是SLM Solution公司的振镜系统工作图：
激光发射
激光传输
扫描振镜
激光扫描熔化
金属粉末熔化过程
金属3D打印过程中，由于制件通常较复杂，需要打印支撑材料，制件完成后需要去除支撑，并对制件的表面进行处理。
取出制件
去除支撑
后处理
8.SLS（Selective Laser Sintering）
SLS即选区激光烧结成型技术，与SLM技术类似，区别是激光功率不同，通常用于高分子聚合物的3D打印成型。
以下是SLS制备塑料制件的过程：
模型分层切片
制件的取出
后处理
SLS也可用于制造金属或陶瓷零件，但所得到的制件致密度低，且需要经过后期致密化处理才能使用。
SLS制造金属零件
9.LMD（Laser Metal Deposition）
LMD即激光熔覆成型技术，该技术名称繁多，不同的研究机构独立研究并独立命名，常用的名称包括：LENS, DMD, DLF, LRF等，与SLM最大不同在于，其粉末通过喷嘴聚集到工作台面，与激光汇于一点，粉末熔化冷却后获得堆积的熔覆实体。
以下是LENS技术的工作过程：
同轴送粉
构建过程
10.EBM（Electron Beam Melting）
EBM即电子束熔化技术，其工艺过程与SLM非常相似，区别在于，EBM所使用的能量源为电子束。EBM的电子束输出能量通常比SLM的激光输出功率大一个数量级，扫描速度也远高于SLM，因此EBM在构建过程中，需要对造型台整体进行预热，防止成型过程中温度过大而带来较大的残余应力。
以下是EBM工作过程：
整体预热
成型过程
熔化过程中粉末的变化
令人惊叹的3D打印水龙头
DXV推出的这一组令人感到惊艳的3D打印系列水龙头，包括了格子、剪纸和层状金属条三个相当独特的形状。利用选择性激光烧结三维打印技术制造，它通过计算机引导的高热量、高压力激光束，融合金属粉末烧结二十四小时左右成形，而后再手工打磨及抛光。
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食物的未来趋势：3D打印出来的美味小吃
软糖公仔
圣诞饼干
复杂的巧克力花样
白糖雕塑
可定制的独家甜品
让伤口好得更快的3D打印石膏
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