全面解析3D打印系统相

3D 打印进入无人机技术领域后，很快就给整个产业带来了积极的影响

3D打印的基本原理

对于3D打印，首先要搞清楚的就是：它的叫法其实是不准确的。确实，3D打印的程序本质上是2D(二维)打印，只不过需要在2D打印的基础上一遍又一遍地打印、一层又一层地叠加，直至一件3D产品最终成型。

3D 打印就好比把油墨层一层一层地堆叠起来，达到一定厚度，每层厚度只有几微米(一微米等于百万分之一米)。另外，2D 打印的墨水相当规范，而对于3D 打印来说，几乎任何物质都可以充当墨水，比如尼龙、塑料、金属、食材、生物组织，乃至纸张本身等。

通过电脑建立模型后，才能在打印机上面打印

建立模型后，电脑还要将模型切分成水平薄层

那么，这些薄层究竟是如何被打印出来的？这说起来稍稍有些复杂，因为3D 打印不止一种方式，现在属于商业用途的至少有8 种，这些方式有些有类似的步骤，有些又截然相反。下面我们来看一看最重要的几项3D 打印技术。

●立体光固化成型法(SLA)

3D 打印的首次尝试始于20 世纪80 年代。1983 年，美国发明家查克·赫尔(ChuckHull)发明了立体光固化成型法(SLA)。1987 年，SLA 技术开始应用于商业，并沿用至今。3D 打印技术最初被用于打印样机。在21 世纪初期，由于纳米技术使接近原子水平的精度成为可能，SLA 技术得到了飞速的发展。

SLA 技术的主要原理是光聚合作用。利用光敏树脂在遇到紫外线照射时由液态单体瞬间聚合成固态聚合物这一特性，在盛放液态树脂的槽里，用紫外线对光敏树脂进行扫描，使光敏树脂发生光聚合反应，形成固化的薄层。如此反复，层层固化，最终形成一件3D 产品。

立体光固化成型(SLA)打印工作原理

在这里，紫外线按照设计的扫描路径，以由点到线、由线到面的顺序照射到液态光敏树脂表面，使光敏树脂凝固聚合，产生图案。

●熔融沉积成型法(FDM)

熔融沉积成型法(FDM)是20 世纪80 年代发明的一项3D 打印技术。FDM 技术的打印原理是：将各种热塑性材料加热熔化后由喷头挤出，这些熔融状态的材料冷却(几乎是瞬间冷却)后便会凝固，并与底下的材料黏合在一起—也是一层一层地堆叠。FDM 技术的成本较SLA 低，尤其适合打印塑料制品及某些有机材料产品。

熔融沉积成型法(FDM)打印工作原理

●选择性激光烧结(SLS)

当一层截面烧结后，工作台下降，这时滚动装置又会在上面均匀地铺上一层粉末，开始新一层的烧结。如此反复操作，直到整个产品在粉堆里完成。在选材方面，玻璃，聚苯乙烯，以及金属如铁、钛、银、铝等，都是SLS技术的理想材料。

选择性激光烧结（SLS）打印工作原理

3D 打印的软肋

柳暗花明—CLIP 3D打印技术

CLIP 技术主要依赖于一种既透明又透气的窗口，该窗口能同时允许紫外线和氧气通过，并能控制氧气进入的量和时间。在这里，作为一种抑制剂，氧气进入后能够在树脂内营造一个盲区，这种盲区最薄可达几十微米(约为2~3个红细胞的直径)厚。在这些区域里，氧气能抑制树脂发生光聚合反应。紫外线发射器把要打印的模型的一个横截面从下方投射出去，只有在没被氧气抑制的区域，树脂才会发生固化。就这样，固化一层，工作台就会微微升起一层的高度，反复完成这一步骤，直到整个模型被打印出来。

连续液体界面制造技术(CLIP)打印工作原理

CLIP 打印机正在从液体树脂里“拉”起一个埃菲尔铁塔模型

由于这种打印方法采用的是整层范围的照射固化，因此，其各个方向的抗拉强度十分均衡，而且打印速度较传统的3D 打印快了25~100 倍。比如，一件产品用SLS 技术打印需要3.5 个小时，而用CLIP 技术只需要6.5 分钟！

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