常见的三种高分子材料3D打印技术：FDM、SLS、SLA

常见的三种高分子材料3D打印技术：FDM、SLS、SLA

近年来，随着3D打印技术（包括3D打印硬件、软件和材料）的快速发展，3D打印机已从早期的新奇产品转变为各行各业设计、工程和制造工作流程中不可或缺的组成部分。熔融沉积成型（FDM）、立体光固化（SLA）和选择性激光烧结（SLS）是市场上最受欢迎的三种3D打印机类型。在过去十年中，创新速度不断加快，现在这三种3D打印技术在越来越多的企业中普及，但在面对各种竞品3D打印解决方案时，做出抉择并不容易。

一、FDM 3D打印

熔融沉积成型（FDM），也称为熔融长丝制造（FFF）或丝材3D打印技术，是消费者层面使用最广泛的一种3D打印技术，对于普通外行而言，这也是最容易识别的类型，他们可能会将3D打印的广义概念与使用“热胶枪”构建部件的方法联系起来。

许多人在首次接触3D打印技术时会选择FDM 3D打印机；它们是K-12学校甚至许多大学创客空间中最常见的3D打印机类型。在设计、工程和制造企业中，FDM打印机主要用于快速验证概念模型，这些模型可以在设计团队达成一致意见后再制作为功能性更强的原型。

FDM 3D打印机有多种尺寸和价格。FDM 3D打印具有简单的打印技术和工作流程，对于那些希望入门3D打印的人来说是一个极具吸引力的低投入选择。

然而，FDM打印机的简易性和经济性往往以牺牲部件质量和性能为代价，对于那些追求功能性、水密性、各向同性或光滑表面的人来说，SLA和SLS 3D打印机是更好的选择。

二、SLA 3D打印

立体光固化（SLA）3D打印是世界上第一种3D打印技术，发明于20世纪80年代。尽管如此，由于立体光固化技术的价格通常较高，而且打印过程略显复杂，相对于FDM 3D打印技术，该技术经过更长时间才得到广泛应用和认知。

立体光固化或树脂3D打印是指用光源固化液态树脂，使其逐层硬化的工艺。这种光源最初是激光，但最近已由DLP 3D打印机中的数字光投影仪或是MSLA或LCD 3D打印机中的发光二极管（LED）所取代。

从本质上讲，当今所有树脂3D打印机都是立体光固化3D打印机，不过此术语最常与使用激光固化树脂的3D打印机联系在一起。

与其他3D打印技术相比，SLA 3D打印机生产的部件表面更光滑、公差更小、尺寸精度更高。这些打印机非常适合制造功能性原型，使其外观与性能非常接近注射成型部件；也非常适合制作成品和模具，因为可实现出色的表面光洁度和极其多样化的材料特性。

与FDM和SLS 3D打印中使用的行业标准热塑性塑料不同，SLA材料的配方独特。

SLA的主要优势之一就在于材料的多功能性，即制造商开发了具有多种光学、机械和热性能的创新型SLA光聚合物树脂配方，以匹配标准、工程和工业热塑性塑料，以及需要阻燃、静电耗散或生物相容性等特殊功能的特定应用。

这种广泛特性与SLA部件的精度和表面光洁度相结合，可应用于各行各业，包括航空航天、汽车、消费品制造、医疗保健、牙科等。

三、SLS 3D打印技术

选择性激光烧结（SLS）是工业应用中最为常用的增材制造技术，因其能够生产坚固的功能性部件而受到不同行业工程师和制造商的信赖。

SLS 3D打印机使用高功率激光来熔合小颗粒的聚合物粉末。未熔合的粉末在打印过程中支撑部件，所以不再需要使用专门的支撑结构。

这使得SLS 3D打印技术成为复杂几何形状（包括内部特征、凹槽、薄壁和凹入特征）的理想选择，并可实现更大批量的生产应用，其中自支撑打印床支持部件“嵌套”，如此一来，即使只有一台打印机，客户也能将成型室完全装满，实现大批量生产。

使用SLS打印技术制造的部件具有优良的机械特性，强度类似于注射成型部件。

最常见的SLS材料是尼龙，这是一种热门工程热塑性塑料，具有出色的机械性能。尼龙重量轻、强度高、柔韧性好，而且耐冲击、耐化学腐蚀、耐高温、抗紫外线、防水、防尘。其他热门SLS 3D打印材料还包括尼龙复合材料、聚丙烯（PP）和柔性TPU。

由于单件成本低、产率高且材料成熟，SLS成为工程师进行功能性原型制造时的热门选择，也是小批量或过渡生产中注射成型的一种经济高效的替代方案。

近年来，随着SLS工作流程简化和入门价格降低，越来越多的企业将SLS引入内部，以为供应链提供支持，并加快原型到生产工作流程的速度。

来源：formlabs