3D打印技术详解：原理、机型、材料与打印种类

3D打印技术详解：原理、机型、材料与打印种类

引用

CSDN

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https://blog.csdn.net/2302_77378972/article/details/139216411

3D打印技术作为一种创新的制造方式，近年来在各个领域得到了广泛应用。本文将为您详细介绍3D打印的基本原理、常见机型、材料以及打印种类，帮助您快速了解这一前沿技术的核心概念和技术细节。

一、3D打印技术的原理

3D打印技术的核心原理是将3D模型分层切片为成百上千个薄层，这相当于高等数学中的微分操作。然后将描述这些薄层的数字化文件输出到打印机，3D打印机逐层打印出来，这又相当于积分操作，直到将整个形状叠加成型。

根据其原理可知道其优缺：

• 优点：不需要刀具、模具、所需工装、夹具大幅度减少；可制造出传统工艺方法难以加工，甚至无法加工的复杂结构；大幅度减少材料的浪费。
• 缺点：制作所需时间长。

二、常见的3D打印技术

FDM——熔融沉积成型（Fused Deposition Modelling）

材料在喷头内被加热熔化。喷头沿零件截面轮廓和填充轨迹运动，同时将熔化的材料挤出，材料迅速固化，并与周围的材料粘结。每一个层片都是在上一层上堆积而成，上一层对当前层起到定位和支撑的作用。

SLA/DLP——光固化立体成型（Stereo Lithography/Digital Light Processing）

使用高功率激光来硬化容器中的液态树脂，以产生所需的3D形状。精度高，操作复杂，会产生有毒气体。

SLS——选择性激光烧结

采用红外激光器作能源，使用的造型材料多为粉末材料。加工时，首先将粉末预热到稍低于其熔点的温度，然后在刮平棍子的作用下将粉末铺平；激光束在计算机控制下根据分层截面信息进行有选择地烧结，一层完成后再进行下一层烧结，全部烧结完后去掉多余的粉末，则就可以得到一烧结好的零件。主要用于工业金属打印。

三、FDM打印机常见机械框架

• Prusa i3结构：会受惯性影响，精度低，但成本低。

• 单悬臂：精度低，成本低。

• Corexy：经济且效果好，精度高，也是目前我们社团主要应用设备。

• 三角洲：高端，调试复杂。

• FDM优点：干净安全，易于搬运和快速切换，材料利用率高。
• FDM缺点：成型后表面粗糙，需要抛光。最高精度只能为0.1mm,远不如SLA。速度较慢（因为喷头只有一个）。需要浪费一定材料来做支撑。

四、FDM使用材料

PLA

学名聚乳酸。由玉米杆提炼而成的生物环保材料。

• 优点：极低的收缩率，抗变形翘曲强，可打印大面积模型，打印效果光亮,清晰打印期间没有刺鼻不良味道。
• 缺点：加热只能在180-220℃，230℃以上由于碳化，堵头粘性相对ABS强，支撑难剥离。

PLA材料是FDM技术的首选材料。

ABS

一种目前产量最大、应用最广泛的的塑料。熔融状态时会产生有毒气体。

• 优点：强度较高，可做抛光，电镀处理，柔韧性好,支撑面易剥离。
• 缺点：收缩率较PLA高，打印大面积模型时容易翘边。

ABS的熔化温度较高，一般打印温度在230-260℃。