[掃盲]到底3D打印是什么,？

關(guān)于3D打印的信息突然開始鋪天蓋地起來,，似乎萬能機器就要實現(xiàn),，第三次工業(yè)革命就快到來。但是事實往往是比較赤裸裸的�,，F(xiàn)在風(fēng)靡的3D打印風(fēng)其實是在炒幾十年前的冷飯了,。

現(xiàn)在媒體提到的3D打印概念其實大部分已經(jīng)超出了3D打印概念，而將大多數(shù)快速樣品技術(shù)都囊括其中,。例如SLA（光固化）,、SLS（激光燒結(jié)）、FDM（熔融沉積）,，這些技術(shù)事實上是工業(yè)行業(yè)用了幾十年的快速成型技術(shù)（RP）,，并非真正的3D打印。而真正的3D打�,。�3DP,，三維打印）實則是專指在粉末床上用近似普通打印機的機構(gòu)進(jìn)行打印,，并涂層膠水粘結(jié)粉末,，而不是將材料融化粘合。

下文我會對每一種技術(shù)做個介紹,，到時你會發(fā)現(xiàn)原來現(xiàn)在流行的Makerbot不是3D打印機,。原來打印金屬材料的根本不能叫做打印。來看看吧：

（1）SLA（StereoLithography Apperance) 光固化立體造型技術(shù)
自1984年的第一臺快速成形設(shè)備即采用了光固化立體造型的工藝,，現(xiàn)在的快速成型設(shè)備中,，以SLA的研究最為深入，運用也最為廣泛,。

該技術(shù)以光敏樹脂的聚合反應(yīng)為基礎(chǔ),。在計算器控制下的紫外雷射，沿著零件各分層截面輪廓,，對液態(tài)樹脂進(jìn)行逐點掃描,，使被掃描的樹脂薄層產(chǎn)生聚合反應(yīng)，由點逐漸形成線,，最終形成零件的一個薄層的固化截面,，而未被掃描到的樹脂保持原來的液態(tài)。當(dāng)一層固化完畢，升降工作臺移動一個層片厚度的距離,，在上一層已經(jīng)固化的樹脂表面再覆蓋一層新的液態(tài)樹脂,，用以進(jìn)行再一次的掃描固化。新固化的一層牢固地粘合在前一層上,，如此循環(huán)往復(fù)，直到整個零件原型制造完畢,。

這種方法的特點是有較高的精度和較好的表面質(zhì)量,，能制造形狀特別復(fù)雜（如空心零件）和特別精細(xì)（如工藝品、首飾等）的零件,。就目前技術(shù)而言,，SLA工藝在精度方面遠(yuǎn)超真正的3D打印，當(dāng)然前者成本也遠(yuǎn)超后者,！

請記�,。孩臩LA不是真正的3D打印。⑵因為成本原因,，SLA很難獲得進(jìn)一步應(yīng)用,。⑶真正的3D打印由于合適的打印材料一直沒有真正突破，盡管成本很低廉,，目前其應(yīng)用也受到很大的制約,。

（2）SLS（Selected Laser Sintering）選擇性鐳射燒結(jié)

這種工藝也是以激光器為能量源，通過紅外雷射束使塑料,、蠟,、陶瓷、金屬或其復(fù)合物的粉末均勻地?zé)�結(jié)在加工平面上,。在工作臺上均勻鋪上一層很�,。▉喓撩准墸┑姆畚醋鳛樵�料，雷射束在計算器的控制��,，通過掃描儀以一定的速度和能量密度按分層面的二維數(shù)據(jù)掃描,。經(jīng)過雷射束掃描后，相應(yīng)位置的粉末就燒結(jié)成一定厚度的實體片層,，未掃描的地方仍然保持松散的粉末狀,。這一層掃描完畢，隨后需要對下一層進(jìn)行掃描,。先根據(jù)物體截層厚度而升降工作臺,，鋪粉滾筒再次將粉末鋪平，可以開始新一層的掃描,。如此反復(fù),，直至掃描完所有層面。去掉多余粉末，并經(jīng)過打磨,、烘干等適當(dāng)?shù)暮筇幚�,，即可獲得零件。目前應(yīng)用此工藝時,，以蠟粉末及塑料粉末作為原料較多,，而用金屬粉或陶瓷粉進(jìn)行粘接或燒結(jié)的工藝也已經(jīng)獲得實用。

SLS與SLA成型類似,，但是選擇燒結(jié)精度低于光固化,，因此SLS精度低于SLA，但是比真正的3D打印精度高多了,，當(dāng)然前者成本也比后者高多了,。

請記住：⑴SLS也不是真正的3D打印,。⑵因為成本原因,，SLS也很難獲得進(jìn)一步應(yīng)用。

（3）FDM（Fused Deposition Modeling）熔融沉積造型

1993年美國Stratasys公司開發(fā)出了第一臺基于熔融沉積造型的設(shè)備,。將CAD模型分為一層層極薄的截面,，生成控制FDM噴嘴移動軌跡的二維幾何信息。FDM加熱頭把熱熔性材料（ABS樹脂,、尼龍,、蠟等）加熱到臨界狀態(tài)，呈現(xiàn)半流體性質(zhì),，在計算器控制下,，沿CAD確定的二維幾何信息運動軌跡，噴頭將半流動狀態(tài)的材料擠壓出來,，凝固形成輪廓形狀的薄層,。當(dāng)一層完畢后，通過垂直升降系統(tǒng)降下新形成層,，進(jìn)行固化,。這樣層層堆積粘結(jié)，自下而上形成一個零件的三維實體,。

FDM工藝的關(guān)鍵是保持材料的半流動性,。這些材料并沒有固定的熔點，需要精確控制其溫度,。

現(xiàn)在大紅大紫的Makerbot,，the Cube，還有個RepRap它們都屬于這類技術(shù),！只不過這些機器都是簡化版的,，其使用的部件都不是工業(yè)級別的,。而專業(yè)級別的當(dāng)屬FDM的權(quán)威Stratasys的產(chǎn)品，例如Mojo,，uPrint,，Projet系列等。它們之間的差異主要在于產(chǎn)品精度上,，當(dāng)然它們之間還有非常顯著的價格差異,！

所以說，現(xiàn)在所有基于Makerbot開源的所謂3D打印設(shè)備其實都該稱為FDM設(shè)備,。

一般而言,，F(xiàn)DM精度和成本低于SLA，高于SLS,，尤其是FDM成本比SLA低很多，而操作性又方便很多,，可以說是在成本和性能之間獲得了一個較佳的平衡點,，因此FDM目前應(yīng)用是最廣的。

請記�,。孩臚DM也不是真正的3D打印,。⑵因為成本原因，F(xiàn)DM從長遠(yuǎn)來說是不如真正的3D打印,。

（4）3DP（3D Printing,，三維打印）

三維印刷工藝,，也稱為三維打印,。1989年，美國麻省理工學(xué)院的Emanuel M. Sachs和John S. Haggerty等在美國申請了三維印刷技術(shù)的專利,，之后EmanuelM. Sachs和John S. Haggerty又多次對該技術(shù)進(jìn)行完善,，形成了今天的三維印刷快速成型工藝。通過這個工藝,，在每一層粘結(jié)完畢后,，成型缸下降一個距離（等于層厚），供粉缸上升一段高度,，推出多余粉末,，并被鋪粉輥推到成型缸，鋪平并被壓實,。噴頭在計算機控制下,，按照下一個截面的二維幾何信息進(jìn)行運動，有選擇地噴射粘結(jié)劑,，最終構(gòu)成層面,。原理和打印機非常相似，即為三維打印這一名稱的由來。鋪粉輥鋪粉時多余的粉末被粉末收集裝置收集,。如此周而復(fù)始地送粉,、鋪粉和噴射粘結(jié)劑，最終完成一個三維粉體的粘結(jié),，從而生產(chǎn)制品,。 3DP工藝與SLS工藝都是將粉末材料選擇性地粘結(jié)成為一個整體。其最大的不同之處在于3DP工藝不用將粉末材料熔融,，而是通過噴嘴本身會噴出粘合劑,，將這些材料粘合在一起。

Z－Corp的Z Printer是目前最流行的三維印刷機,，在建筑業(yè),，游戲業(yè)，玩具和藝術(shù)行業(yè)等都有廣泛的應(yīng)用,。
結(jié)論

3D打印技術(shù)專指利用某種材料（一般是液態(tài)物質(zhì)）通過噴射技術(shù)將某種材料（主要是固態(tài)粉末,，液態(tài)物質(zhì)也可以）的快速成型技術(shù)。因此,，3D打印不同于SLS,、FDM、SLA,、LOM等其它快速成型技術(shù),。

3D打印之所以成為“第三次工業(yè)革命”核心的根本原因在于低廉的成本和通用性（理論上，可做成粉末狀態(tài)的任何物質(zhì)都可以通過3D打印制成任何形狀的產(chǎn)品）,，而其它快速成型技術(shù)則需要相當(dāng)昂貴的設(shè)備（比如激光系統(tǒng)或光固化系統(tǒng)）和成型材料及復(fù)雜的操作條件,。

3D打印相關(guān)基礎(chǔ)理論已經(jīng)比較成熟，目前其面臨的最嚴(yán)重挑戰(zhàn)是成型設(shè)備和材料的制造成本較高以及通用性成型材料的稀少,。當(dāng)前國外3D打印成型材料主要針對鈣基,、硅基、金屬基等無機材料及聚乙烯醇,、石蠟,、ABS塑料、聚乳酸等有機材料,，不僅成本比較高昂,，而且應(yīng)用性能仍舊存在不少問題。尤其是在制取優(yōu)良柔韌性的彈性產(chǎn)品時,，合適的有機類成型材料比較奇缺,，因為現(xiàn)有合成塑料粉末材料3D打印成型后粘結(jié)強度較弱，而聚乙烯醇,、淀粉,、纖維素等粉末材料成型后相關(guān)應(yīng)用性能又不滿足要求（比如產(chǎn)品在高濕或高溫環(huán)境下易于變形）,。

但是，隨著科技的迅速發(fā)展,，3D打印必將引領(lǐng)第三次工業(yè)革命,！計算機真正流行前，全世界絕大多數(shù)人都不看好計算機,，但是計算機制造技術(shù)一旦取得突破就迅速帶領(lǐng)全人類進(jìn)入數(shù)字智能世界,，而作為回報，一直致力于開拓計算機技術(shù)的公司和個人都取得令人咋舌的財富,、地位,、權(quán)勢和聲望。如果能在死去之前取得技術(shù)突破,，那些一直致力于開拓3D打印技術(shù)研究的公司和個人也都會取得令人咋舌的財富,、地位、權(quán)勢和聲望
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3D打印粉末材料及粘結(jié)溶液的生產(chǎn)技術(shù)轉(zhuǎn)讓,、專利轉(zhuǎn)讓請參考：
（1）http://www.cosmtechcn.com/bbs/read.php?tid=37660
（2）http://ishare.iask.sina.com.cn/f/62800199.html
（3）http://ishare.iask.sina.com.cn/f/61714468.html