3D打印技術工藝研究分析3D打印技術工藝研究分析Contents3D打印的定義13D打印的發展歷史23D打印過程33D打印的優缺點4Contents3D打印的定義13D打印的發展歷史23D打印23D打印技術目前存在的問題53D打印的應用63D打印材料73D打印各項技術的工藝原理及其特點83D打印技術目前存在的問題53D打印的應用63D打印材料7333D打印產品精度影響因素及工藝參數的控制9打印件翹曲原因分析103D打印技術減少翹曲變形的措施113D打印產品精度影響因素及工藝參數的控制9打印件翹曲原因分析43D打印的定義3D打印即快速成型技術的一種，它是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。3D打印的定義5D打印技術工藝研究分析課件6D打印技術工藝研究分析課件7D打印技術工藝研究分析課件83D打印的發展歷史1986年，CharlesHull開發了第一臺商業3D印刷機。1993年，麻省理工學院獲3D印刷技術專利。1995年，美國ZCorp公司從麻省理工學院獲得唯一授權并開始開發3D打印機。2005年，市場上首個高清晰彩色3D打印機SpectrumZ510由ZCorp公司研制成功。2010年11月，世界上第一輛由3D打印機打印而成的汽車Urbee問世。

3D打印的發展歷史93D打印汽車Urbee3D打印汽車Urbee102011年6月6日，發布了全球第一款3D打印的比基尼。2011年7月，英國研究人員開發出世界上第一臺3D巧克力打印機。世界上第一臺3D巧克力打印機巧克力打印機的作品2011年6月6日，發布了全球第一款3D打印的比基尼。世界上112011年8月，南安普敦大學的工程師們開發出世界上第一架3D打印的飛機。第一架3D打印的飛機2012年11月，蘇格蘭科學家利用人體細胞首次用3D打印機打印出人造肝臟組織。2011年8月，南安普敦大學的工程師們開發出世界上第一架3D122013年10月，全球首次成功拍賣一款名為“ONO之神”的3D打印藝術品。2013年10月，全球首次成功拍賣一款名為“ONO之神”的3132013年11月，美國德克薩斯州奧斯汀的3D打印公司“固體概念”設計制造出3D打印金屬手槍。2013年11月，美國德克薩斯州奧斯汀的3D打印公司“固體概143D打印金屬手槍缺點：

僅限于短周期或者是短時間內的使用，沒有辦法在長時間內滿足使用的要求。通過3D打印得到的武器結構強度，需要進一步論證。3D打印金屬手槍缺點：153D打印過程模型后處理進行3D模型打印切片處理生成二維圖形信息三維設計建立模型完成模型打印3D打印過程模型后處理進行3D模型打印切片處理生成二維圖形163D打印的優缺點3D打印技術的優點：1、制造復雜物品不增加成本2、產品多樣化不增加成本3、無須組裝4、設計空間無限，能設計出傳統機械難以制造的形狀5、減少廢棄副產品6、精確的實體復制3D打印的優缺點173D打印技術的缺點：1、打印能使用的材料有限（現階段個人級用戶使用的3D打印機大部分都使用的是塑料這一載體）、打印出來產品的耐用的性不高2、對設備性能要求高，設備比較昂貴。3D打印技術的缺點：183D打印的應用航空領域

在美國太空探索技術公司的不載人飛船“龍”向空間站運送的大量日常物資與科學實驗設備中有這臺3D打印機。宇航員可以在太空“打印”零部件，制造出國際空間站30%零部件隨“龍”飛船上太空的3D打印機3D打印的應用隨“龍”飛船上太空的3D打印機19美國弗吉尼亞大學的學生史蒂芬?伊斯特(StevenEaster)和喬納森?圖爾曼(JonathanTurman)通過3D打印技術制造出一架飛機模型并成功試飛。美國弗吉尼亞大學的學生史蒂芬?伊斯特(StevenEast20通用電氣航空集團(GEAviation)使用3D打印機制造飛機噴氣引擎體育領域耐克拋棄傳統制鞋的過程，使用3D打印制造的“VaporLaserTalon”鞋子通用電氣航空集團(GEAviation)使用3D打印機制造21醫療領域3D打印的人體器官3D打印的第一顆人類心臟3D打印的配義肢及髖關節醫療領域3D打印的人體器官3D打印的第一顆人類心臟3D打印的223D打印材料（1）金屬(metals)1）黑色金屬(ferrousmetals)不銹鋼(stainlesssteel)高溫合金(superalloy)3D打印的不銹鋼飾物3D打印的IN718鎳基高溫合金轉子3D打印材料3D打印的不銹鋼飾物3D打印的IN718鎳基高溫232）有色金屬(non-ferrousmetals)鈦(titanium)

rvnDSGN團隊利用3D打印技術將鈦粉快速而高效地打印成精致的手表。

英國的Metalysis公司利用鈦金屬粉末成功打印了葉輪和渦輪增壓器等汽車零件3D打印的鈦手表3D打印的渦輪葉輪2）有色金屬(non-ferrousmetals)3D打印24鎂鋁合金(magnesium-aluminumalloy)

日本佳能公司利用3D打印技術制造出了頂級單反相機殼體上的鎂鋁合金特殊曲面頂蓋。3D打印的頂級單反相機殼體上的鎂鋁合金特殊曲面頂蓋鎂鋁合金(magnesium-aluminumalloy)25鎵(gallium)3D打印的液態金屬鎵鎵-銦合金(gallium-indiumalloy)3D打印的鎵-銦液態合金鎵(gallium)3D打印的液態金屬鎵鎵-銦合金(gall263）稀貴金屬(rareandpreciousmetals)金(gold)純銀(sterlingsver)黃銅(brass)3D打印的葉形金戒指3D打印的菌絲銀戒指3D打印的黃銅戒指3）稀貴金屬(rareandpreciousmetal27（2）聚合物(poymer)ABS丙烯腈-丁二烯-苯乙烯EP彈性塑料PLA聚乳酸Endur，一種先進的仿聚丙烯材料3D打印的ElastoPlastic鞋3D打印的PLA螺栓和螺母3D打印的筆筒（2）聚合物(poymer)3D打印的ElastoPlas28（3）陶瓷(ceramic)（4）復合材料(composite)3D打印的陶瓷茶杯3D打印的超強聚合物部件（3）陶瓷(ceramic)（4）復合材料(composit293D打印各項技術的工藝原理及其特點物體成型的方式主要有以下四類：減材成型、受壓成型、增材成型、生長成型。

3D打印技術從狹義上來說主要是指增材成型技術。3D打印各項技術的工藝原理及其特點30LOM：分層實體成型工藝LOM：分層實體成型工藝31LOM分層實體成型工藝LOM分層實體成型工藝設備

分層實體成型系統主要包括計算機、數控系統、原材料存儲與運送部件、熱粘壓部件、激光切系統、可升降工作臺等部分組成。LOM分層實體成型工藝LOM分層實體成型工藝設備

分層實32LOM：分層實體成型工藝LOM技術的基本原理圖LOM：分層實體成型工藝LOM技術的基本原理圖33LOM分層實體成型工藝特點優點：1、LOM工藝采用的原料價格便宜，因此制作成本極為低廉2、其適用于大尺寸工件的成型，成型過程無需設置支撐結構，多余的材料也容易剔除，精度也比較理想。缺點：由于LOM技術成型材料的利用率不高，材料浪費比較嚴重。LOM分層實體成型工藝特點34SLA：立體光固化成型工藝

SLA：立體光固化成型工藝

35SLA：立體光固化成型工藝原理SLA：立體光固化成型工藝

SLA：立體光固化成型工藝原理SLA：立體光固化成型工藝

36SLA：立體光固化成型工藝特點優點：1、SLA工藝成型效率高，系統運行相對穩定；2、成型精度高，適合制作結構異常復雜的模型。缺點：1、成型尺寸也有較大的限制，不適合制作體積龐大的工件；2、成型過程中伴隨的物理變化和化學變化可能會導致工件變形，因此成型工件需要有支撐結構；SLA：立體光固化成型工藝特點373、SLA工藝所支持的材料還相當有限且價格昂貴，液態的光敏樹脂具有一定的毒性和氣味，材料需要避光保存以防止提前發生聚合反應。4、SLA成型的成品硬度很低而相對脆弱，使用SLA成型的模型還需要進行二次固化，后期處理相對復雜。

3、SLA工藝所支持的材料還相當有限且價格昂貴，液態的光敏樹38SLS：選擇性激光燒結工藝SLS：選擇性激光燒結工藝39SLS：選擇性激光燒結工藝原理SLS：選擇性激光燒結工藝SLS：選擇性激光燒結工藝原理SLS：選擇性激光燒結工藝40SLS特點：優點：1、SLS工藝支持多種材料；2、成型工件無需支撐結構；3、材料利用率較高；4、在成型的過程中，未經燒結的粉末對模型的空腔和懸臂起著支撐的作用，因此SLS成型的工件不需要像SLA成型的工件那樣需要支撐結構。SLS特點：41缺點：1、SLS設備的價格和材料價格仍然十分昂貴；2、燒結前材料需要預熱，燒結過程中材料會揮發出異味，設備工作環境要求相對苛刻。缺點：42SLS與SLA區別相似之處：都需要借助激光將物質固化為整體。不同之處：1、SLA使用的是紫外激光，SLS工藝使用的是紅外激光束；2、材料則由光敏樹脂變成了塑料、蠟、陶瓷、金屬或其復合物的粉末。SLS工藝使用的材料與SLA相比相對豐富些，主要有石蠟、聚碳酸酯、尼龍、纖細尼龍、合成尼龍、陶瓷甚至還可以是金屬。SLS與SLA區別43FDM：熔融沉積成型工藝

FDM：熔融沉積成型工藝

44FDM：熔融沉積成型工藝原理

FDM：熔融沉積成型工藝FDM：熔融沉積成型工藝原理FDM：熔融沉積成型工藝45

FDM：熔融沉積成型工藝特點FDM工藝無需激光系統的支持，所用的成型材料也相對低廉，總體性價比高。FDM：熔融沉積成型工藝特點46熔融沉積成型技術（FDM）中目前常用的打印材料有ABS與PLA兩種。兩種材料的比較:ABS即丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，它是非晶體，具有強度高、韌性好、熔點高、凝固快、流動性低的特點，是一種易于加工成型的熱塑型高分子材料，應用較為廣泛，但ABS在加熱時會產生刺激性氣味且收縮率較大，且成型精度不易控制。PLA是聚乳酸的簡稱，主要以玉米、木薯等為原料，具有可降解性，加熱融化時氣味小，成型時收縮率較低，打印大型零件模型時邊角不易，且熔點較低，所以在實際中選擇PLA作為打印材料。熔融沉積成型技術（FDM）中目前常用的打印材料有ABS與PL47FDM注意要點：采用FDM工藝制作具有懸空結構的工件原型時需要有支撐結構的支持，為了節省材料成本和提高成型的效率；新型的FDM設備會采用了雙噴頭的設計，一個噴頭負責擠出成型材料，另外一個噴頭負責擠出支撐材料。FDM注意要點：48

一般來說，用于成型的材料絲相對更精細一些，而且價格較高，沉積效率也較低。用于制作支撐材料的絲材會相對較粗一些，而且成本較低，但沉積效率會更高些。支撐材料一般會選用水溶性材料或比成型材料熔點低的材料，這樣在后期處理時通過物理或化學的方式就能很方便地把支撐結構去除干凈。一般來說，用于成型的材料絲相對更精細一些，而且價格較493DP：三維印刷工藝

3DP：三維印刷工藝

503DP：三維印刷工藝原理3DP：三維印刷工藝3DP：三維印刷工藝原理3DP：三維印刷工藝513DP技術特點：

3DP技術成型速度非常快，適用于制造結構復雜的工件，也適用于制作復合材料或非均勻材質材料的零件。3DP技術特點：523DP工藝與SLS工藝比較相同之處：采用的都是粉末狀的材料，如陶瓷、金屬、塑料。不同之處：3DP使用的粉末并不是通過激光燒結粘合在一起的，而是通過噴頭噴射粘合劑將工件的截面“打印”出來并一層層堆積成型的。3DP工藝與SLS工藝比較53PolyJet：聚合物噴射技術

PolyJet：聚合物噴射技術

54PolyJet：聚合物噴射技術

PolyJet：聚合物噴射技術工藝原理PolyJet技術也是當前最為先進的3D打印技術之一，它的成型原理與3DP有點類似，不過噴射的不是粘合劑而是聚合成型材料。PolyJet聚合物噴射系統的結構PolyJet：聚合物噴射技術PolyJet：聚合物噴射技55

PolyJet：聚合物噴射技術特點1、成型的工件精度非常高；2、支持多種不同性質的材料同時成型，能夠制作非常復雜的模型。3、工件成型的過程中使用兩種不同類型的光敏樹脂材料，一種是用來生成實際的模型的材料，另一種是類似膠狀的用來作為支撐的樹脂材料。PolyJet：聚合物噴射技術特點56最新的打印技術：CLIP技術

最新的打印技術：CLIP技術

57CLIP技術CLIP技術工藝原理CLIP技術CLIP技術工藝原理58CLIP技術特點：1、

采用新材料，比如合成橡膠、硅氧樹脂、尼龍、陶瓷和可降解生物材料等，大大擴展了3D打印的材料范圍；2、打印速度很快，相比于其他打印技術速度提高了25～100倍；3、

不僅能打印許多前所未有的幾何形狀，而且可以打印非常精細的物品，精度小于20mm。CLIP技術特點：59CLIP打印的“埃菲爾鐵塔”作為Science雜志封面CLIP與幾種3D打印技術的速度比較CLIP打印的“埃菲爾鐵塔”作為Science雜志封面CLI603D打印產品精度影響因素及工藝參數的控制1）打印機精度及材料性能打印機本身的制造和裝配精度以及工作過程中的振動都會影響其打印精度，比如XY平面誤差、X-Y軸與導軌垂直度誤差及定位誤差等。此外，打印機框架結構及所用材料剛度對其穩定性也有著很大影響。同時，不同的材料，其熔點、流動性、收縮率等各不相同，這些也都直接影響制品精度。3D打印產品精度影響因素及工藝參數的控制612）工藝參數（1）擠出壓力的影響不同擠出壓力下膏體的擠出情況2）工藝參數不同擠出壓力下膏體的擠出情況62（2）溫度擠出頭加熱溫度主要影響材料的粘結堆積性能及絲材流動性溫度過低將使材料難以粘結到熱床上或是發生如下圖所示的層間剝離，同時易造成噴嘴堵塞；過高則會使材料擠出時偏于液態，不易于控制的絲狀。層間剝離接影響打印制品的熱應力及其與底板的粘結力，過低會造成翹曲、脫落等現象。（2）溫度63層間剝離層間剝離64（3）噴嘴直徑與層厚

噴嘴直徑決定擠出絲的寬度，進而影響成品精細程度。由于3D打印的材料是一層一層鋪起來的，故層厚的設置同樣也會影響制品的粗糙度。若選用大直徑的噴嘴、層厚設置的厚，則打印耗時短，但成品較粗糙；反之，則耗時長，但得到的成品更精細。打印時需綜合模型尺寸、用途來合理選用噴嘴設置層厚。實驗證明當分層厚度為擠出頭直徑的80%～90%時，打印出的零件的成形效果較好。不同分層厚度情況下打印的零件（3）噴嘴直徑與層厚噴嘴直徑決定擠出絲的寬度，進而影響成品精65（4）打印速度

3D打印是一個打印速度與擠出速度相互配合的過程，二者需要合理匹配才能達到打印要求。若打印遠快于擠出，則材料填充不足，導致斷絲；反之則會使熔絲堆積在擠出頭上，導致材料分布不均，在零件表面形成疙瘩。不同掃描速度下的零件出現的缺陷（4）打印速度3D打印是一個打印速度與擠出速度相互66（5）填充方式

不同的填充方式對應的打印速度、制品的收縮應力也不同。例如，直線填充速度較快，而蜂窩狀填充產生的收縮應力較小。圖（a）所示為直線填充的圓柱，每層均為互相垂直的線；圖（b）為蜂窩狀填充，其上下兩層為直線填充。（5）填充方式67（6）冷卻打印PLA等流動性較高的材料時會出現前一層尚未完全成型，后一層便開始在其上打印的情況，這無疑會損害制品精度。所以一般3D打印機都在擠出頭邊設有下圖所示的風扇，以加快固化過程。打印前應設置合適的轉速，從而獲得較好的成型效果。而有些材料，如ABS，本身流動性較低，因而不需要風扇進行冷卻，否則會引起制件翹曲。3D打印機冷卻風扇（6）冷卻3D打印機冷卻風扇68打印件翹曲原因分析

造成翹曲變形主要是由于在分層成型過程中，材料堆積不同步而引起各層間體積收縮不同，進而造成內應力不等而產生的。若新的堆積層能夠自由收縮，則不會產生內部應力，但實際上，由于新堆積層底面受到已完成部分的外力作用，不能完全收縮，便會不可避免的產生內應力。打印件翹曲原因分析693D打印技術減少翹曲變形的措施

減緩成形過程中模型尾部尖角部位的熱傳導和對流散熱，降低冷卻速度，從而減緩該部位凝固收縮應力。可以從以下三方面進行控制：降低3D打印層厚，這樣可以減少打印的新增層冷卻時新增層底部與頂部間的溫差，減少其收縮的不均勻。加快成形速度這樣就減少了同一水平高度上在長軸方向不同部位的溫差，減少了不同部位間的收縮不均勻。3D打印技術減少翹曲變形的措施70減少模型內部填充密度（右圖所示，填充模式由“松散”（填充網格為邊長2mm的正方形）改為“中空”（填充網格為邊長4mm的正方形），這樣就減少模型內部的塑料填充量，減少了模型主體區域的打印時間并加快了模型主體的冷卻凝固速度，從而減少了模型主體與模型尾部之間的溫差，進而減少了模型主體與模型尾部之間的收縮不均勻。減少模型內部填充密度（右圖所示，填充模式由“松散”（填充網格71支撐結構的設置及處理

制件有懸空結構時，為了不使其塌陷，在打印過程中，首先要在內部打出支撐結構，打印結束時再將支撐材料剝離。但是在滿足要求的前提下，支撐結構應設置的盡量少，且所在位置要易于剝離。蜂窩型支撐結構支撐結構的設置及處理蜂窩型支撐結構72ThankYou!ThankYou!1、有時候讀書是一種巧妙地避開思考的方法。12月-2212月-22Saturday,December10,20222、閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。10:39:5210:39:5210:3912/10/202210:39:52AM3、越是沒有本領的就越加自命不凡。12月-2210:39:5210:39Dec-2210-Dec-224、越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯兒。10:39:5210:39:5210:39Saturday,December10,20225、知人者智，自知者明。勝人者有力，自勝者強。12月-2212月-2210:39:5210:39:52December10,20226、意志堅強的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。10十二月202210:39:52上午10:39:5212月-227、最具挑戰性的挑戰莫過于提升自我。。十二月2210:39上午12月-2210:39December10,20228、業余生活要有意義，不要越軌。2022/12/1010:39:5210:39:5210December20229、一個人即使已登上頂峰，也仍要自強不息。10:39:52上午10:39上午10:39:5212月-2210、你要做多大的事情，就該承受多大的壓力。12/10/202210:39:52AM10:39:5210-12月-2211、自己要先看得起自己，別人才會看得起你。12/10/202210:39AM12/10/202210:39AM12月-2212月-2212、這一秒不放棄，下一秒就會有希望。10-Dec-2210December202212月-2213、無論才能知識多么卓著，如果缺乏熱情，則無異紙上畫餅充饑，無補于事。Saturday,December10,202210-Dec-2212月-2214、我只是自己不放過自己而已，現在我不會再逼自己眷戀了。12月-2210:39:5210December202210:39謝謝大家1、有時候讀書是一種巧妙地避開思考的方法。12月-2212月743D打印技術工藝研究分析3D打印技術工藝研究分析Contents3D打印的定義13D打印的發展歷史23D打印過程33D打印的優缺點4Contents3D打印的定義13D打印的發展歷史23D打印763D打印技術目前存在的問題53D打印的應用63D打印材料73D打印各項技術的工藝原理及其特點83D打印技術目前存在的問題53D打印的應用63D打印材料73773D打印產品精度影響因素及工藝參數的控制9打印件翹曲原因分析103D打印技術減少翹曲變形的措施113D打印產品精度影響因素及工藝參數的控制9打印件翹曲原因分析783D打印的定義3D打印即快速成型技術的一種，它是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。3D打印的定義79D打印技術工藝研究分析課件80D打印技術工藝研究分析課件81D打印技術工藝研究分析課件823D打印的發展歷史1986年，CharlesHull開發了第一臺商業3D印刷機。1993年，麻省理工學院獲3D印刷技術專利。1995年，美國ZCorp公司從麻省理工學院獲得唯一授權并開始開發3D打印機。2005年，市場上首個高清晰彩色3D打印機SpectrumZ510由ZCorp公司研制成功。2010年11月，世界上第一輛由3D打印機打印而成的汽車Urbee問世。

3D打印的發展歷史833D打印汽車Urbee3D打印汽車Urbee842011年6月6日，發布了全球第一款3D打印的比基尼。2011年7月，英國研究人員開發出世界上第一臺3D巧克力打印機。世界上第一臺3D巧克力打印機巧克力打印機的作品2011年6月6日，發布了全球第一款3D打印的比基尼。世界上852011年8月，南安普敦大學的工程師們開發出世界上第一架3D打印的飛機。第一架3D打印的飛機2012年11月，蘇格蘭科學家利用人體細胞首次用3D打印機打印出人造肝臟組織。2011年8月，南安普敦大學的工程師們開發出世界上第一架3D862013年10月，全球首次成功拍賣一款名為“ONO之神”的3D打印藝術品。2013年10月，全球首次成功拍賣一款名為“ONO之神”的3872013年11月，美國德克薩斯州奧斯汀的3D打印公司“固體概念”設計制造出3D打印金屬手槍。2013年11月，美國德克薩斯州奧斯汀的3D打印公司“固體概883D打印金屬手槍缺點：

僅限于短周期或者是短時間內的使用，沒有辦法在長時間內滿足使用的要求。通過3D打印得到的武器結構強度，需要進一步論證。3D打印金屬手槍缺點：893D打印過程模型后處理進行3D模型打印切片處理生成二維圖形信息三維設計建立模型完成模型打印3D打印過程模型后處理進行3D模型打印切片處理生成二維圖形903D打印的優缺點3D打印技術的優點：1、制造復雜物品不增加成本2、產品多樣化不增加成本3、無須組裝4、設計空間無限，能設計出傳統機械難以制造的形狀5、減少廢棄副產品6、精確的實體復制3D打印的優缺點913D打印技術的缺點：1、打印能使用的材料有限（現階段個人級用戶使用的3D打印機大部分都使用的是塑料這一載體）、打印出來產品的耐用的性不高2、對設備性能要求高，設備比較昂貴。3D打印技術的缺點：923D打印的應用航空領域

在美國太空探索技術公司的不載人飛船“龍”向空間站運送的大量日常物資與科學實驗設備中有這臺3D打印機。宇航員可以在太空“打印”零部件，制造出國際空間站30%零部件隨“龍”飛船上太空的3D打印機3D打印的應用隨“龍”飛船上太空的3D打印機93美國弗吉尼亞大學的學生史蒂芬?伊斯特(StevenEaster)和喬納森?圖爾曼(JonathanTurman)通過3D打印技術制造出一架飛機模型并成功試飛。美國弗吉尼亞大學的學生史蒂芬?伊斯特(StevenEast94通用電氣航空集團(GEAviation)使用3D打印機制造飛機噴氣引擎體育領域耐克拋棄傳統制鞋的過程，使用3D打印制造的“VaporLaserTalon”鞋子通用電氣航空集團(GEAviation)使用3D打印機制造95醫療領域3D打印的人體器官3D打印的第一顆人類心臟3D打印的配義肢及髖關節醫療領域3D打印的人體器官3D打印的第一顆人類心臟3D打印的963D打印材料（1）金屬(metals)1）黑色金屬(ferrousmetals)不銹鋼(stainlesssteel)高溫合金(superalloy)3D打印的不銹鋼飾物3D打印的IN718鎳基高溫合金轉子3D打印材料3D打印的不銹鋼飾物3D打印的IN718鎳基高溫972）有色金屬(non-ferrousmetals)鈦(titanium)

rvnDSGN團隊利用3D打印技術將鈦粉快速而高效地打印成精致的手表。

英國的Metalysis公司利用鈦金屬粉末成功打印了葉輪和渦輪增壓器等汽車零件3D打印的鈦手表3D打印的渦輪葉輪2）有色金屬(non-ferrousmetals)3D打印98鎂鋁合金(magnesium-aluminumalloy)

日本佳能公司利用3D打印技術制造出了頂級單反相機殼體上的鎂鋁合金特殊曲面頂蓋。3D打印的頂級單反相機殼體上的鎂鋁合金特殊曲面頂蓋鎂鋁合金(magnesium-aluminumalloy)99鎵(gallium)3D打印的液態金屬鎵鎵-銦合金(gallium-indiumalloy)3D打印的鎵-銦液態合金鎵(gallium)3D打印的液態金屬鎵鎵-銦合金(gall1003）稀貴金屬(rareandpreciousmetals)金(gold)純銀(sterlingsver)黃銅(brass)3D打印的葉形金戒指3D打印的菌絲銀戒指3D打印的黃銅戒指3）稀貴金屬(rareandpreciousmetal101（2）聚合物(poymer)ABS丙烯腈-丁二烯-苯乙烯EP彈性塑料PLA聚乳酸Endur，一種先進的仿聚丙烯材料3D打印的ElastoPlastic鞋3D打印的PLA螺栓和螺母3D打印的筆筒（2）聚合物(poymer)3D打印的ElastoPlas102（3）陶瓷(ceramic)（4）復合材料(composite)3D打印的陶瓷茶杯3D打印的超強聚合物部件（3）陶瓷(ceramic)（4）復合材料(composit1033D打印各項技術的工藝原理及其特點物體成型的方式主要有以下四類：減材成型、受壓成型、增材成型、生長成型。

3D打印技術從狹義上來說主要是指增材成型技術。3D打印各項技術的工藝原理及其特點104LOM：分層實體成型工藝LOM：分層實體成型工藝105LOM分層實體成型工藝LOM分層實體成型工藝設備

分層實體成型系統主要包括計算機、數控系統、原材料存儲與運送部件、熱粘壓部件、激光切系統、可升降工作臺等部分組成。LOM分層實體成型工藝LOM分層實體成型工藝設備

分層實106LOM：分層實體成型工藝LOM技術的基本原理圖LOM：分層實體成型工藝LOM技術的基本原理圖107LOM分層實體成型工藝特點優點：1、LOM工藝采用的原料價格便宜，因此制作成本極為低廉2、其適用于大尺寸工件的成型，成型過程無需設置支撐結構，多余的材料也容易剔除，精度也比較理想。缺點：由于LOM技術成型材料的利用率不高，材料浪費比較嚴重。LOM分層實體成型工藝特點108SLA：立體光固化成型工藝

SLA：立體光固化成型工藝

109SLA：立體光固化成型工藝原理SLA：立體光固化成型工藝

SLA：立體光固化成型工藝原理SLA：立體光固化成型工藝

110SLA：立體光固化成型工藝特點優點：1、SLA工藝成型效率高，系統運行相對穩定；2、成型精度高，適合制作結構異常復雜的模型。缺點：1、成型尺寸也有較大的限制，不適合制作體積龐大的工件；2、成型過程中伴隨的物理變化和化學變化可能會導致工件變形，因此成型工件需要有支撐結構；SLA：立體光固化成型工藝特點1113、SLA工藝所支持的材料還相當有限且價格昂貴，液態的光敏樹脂具有一定的毒性和氣味，材料需要避光保存以防止提前發生聚合反應。4、SLA成型的成品硬度很低而相對脆弱，使用SLA成型的模型還需要進行二次固化，后期處理相對復雜。

3、SLA工藝所支持的材料還相當有限且價格昂貴，液態的光敏樹112SLS：選擇性激光燒結工藝SLS：選擇性激光燒結工藝113SLS：選擇性激光燒結工藝原理SLS：選擇性激光燒結工藝SLS：選擇性激光燒結工藝原理SLS：選擇性激光燒結工藝114SLS特點：優點：1、SLS工藝支持多種材料；2、成型工件無需支撐結構；3、材料利用率較高；4、在成型的過程中，未經燒結的粉末對模型的空腔和懸臂起著支撐的作用，因此SLS成型的工件不需要像SLA成型的工件那樣需要支撐結構。SLS特點：115缺點：1、SLS設備的價格和材料價格仍然十分昂貴；2、燒結前材料需要預熱，燒結過程中材料會揮發出異味，設備工作環境要求相對苛刻。缺點：116SLS與SLA區別相似之處：都需要借助激光將物質固化為整體。不同之處：1、SLA使用的是紫外激光，SLS工藝使用的是紅外激光束；2、材料則由光敏樹脂變成了塑料、蠟、陶瓷、金屬或其復合物的粉末。SLS工藝使用的材料與SLA相比相對豐富些，主要有石蠟、聚碳酸酯、尼龍、纖細尼龍、合成尼龍、陶瓷甚至還可以是金屬。SLS與SLA區別117FDM：熔融沉積成型工藝

FDM：熔融沉積成型工藝

118FDM：熔融沉積成型工藝原理

FDM：熔融沉積成型工藝FDM：熔融沉積成型工藝原理FDM：熔融沉積成型工藝119

FDM：熔融沉積成型工藝特點FDM工藝無需激光系統的支持，所用的成型材料也相對低廉，總體性價比高。FDM：熔融沉積成型工藝特點120熔融沉積成型技術（FDM）中目前常用的打印材料有ABS與PLA兩種。兩種材料的比較:ABS即丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，它是非晶體，具有強度高、韌性好、熔點高、凝固快、流動性低的特點，是一種易于加工成型的熱塑型高分子材料，應用較為廣泛，但ABS在加熱時會產生刺激性氣味且收縮率較大，且成型精度不易控制。PLA是聚乳酸的簡稱，主要以玉米、木薯等為原料，具有可降解性，加熱融化時氣味小，成型時收縮率較低，打印大型零件模型時邊角不易，且熔點較低，所以在實際中選擇PLA作為打印材料。熔融沉積成型技術（FDM）中目前常用的打印材料有ABS與PL121FDM注意要點：采用FDM工藝制作具有懸空結構的工件原型時需要有支撐結構的支持，為了節省材料成本和提高成型的效率；新型的FDM設備會采用了雙噴頭的設計，一個噴頭負責擠出成型材料，另外一個噴頭負責擠出支撐材料。FDM注意要點：122

一般來說，用于成型的材料絲相對更精細一些，而且價格較高，沉積效率也較低。用于制作支撐材料的絲材會相對較粗一些，而且成本較低，但沉積效率會更高些。支撐材料一般會選用水溶性材料或比成型材料熔點低的材料，這樣在后期處理時通過物理或化學的方式就能很方便地把支撐結構去除干凈。一般來說，用于成型的材料絲相對更精細一些，而且價格較1233DP：三維印刷工藝

3DP：三維印刷工藝

1243DP：三維印刷工藝原理3DP：三維印刷工藝3DP：三維印刷工藝原理3DP：三維印刷工藝1253DP技術特點：

3DP技術成型速度非常快，適用于制造結構復雜的工件，也適用于制作復合材料或非均勻材質材料的零件。3DP技術特點：1263DP工藝與SLS工藝比較相同之處：采用的都是粉末狀的材料，如陶瓷、金屬、塑料。不同之處：3DP使用的粉末并不是通過激光燒結粘合在一起的，而是通過噴頭噴射粘合劑將工件的截面“打印”出來并一層層堆積成型的。3DP工藝與SLS工藝比較127PolyJet：聚合物噴射技術

PolyJet：聚合物噴射技術

128PolyJet：聚合物噴射技術

PolyJet：聚合物噴射技術工藝原理PolyJet技術也是當前最為先進的3D打印技術之一，它的成型原理與3DP有點類似，不過噴射的不是粘合劑而是聚合成型材料。PolyJet聚合物噴射系統的結構PolyJet：聚合物噴射技術PolyJet：聚合物噴射技129

PolyJet：聚合物噴射技術特點1、成型的工件精度非常高；2、支持多種不同性質的材料同時成型，能夠制作非常復雜的模型。3、工件成型的過程中使用兩種不同類型的光敏樹脂材料，一種是用來生成實際的模型的材料，另一種是類似膠狀的用來作為支撐的樹脂材料。PolyJet：聚合物噴射技術特點130最新的打印技術：CLIP技術

最新的打印技術：CLIP技術

131CLIP技術CLIP技術工藝原理CLIP技術CLIP技術工藝原理132CLIP技術特點：1、

采用新材料，比如合成橡膠、硅氧樹脂、尼龍、陶瓷和可降解生物材料等，大大擴展了3D打印的材料范圍；2、打印速度很快，相比于其他打印技術速度提高了25～100倍；3、

不僅能打印許多前所未有的幾何形狀，而且可以打印非常精細的物品，精度小于20mm。CLIP技術特點：133CLIP打印的“埃菲爾鐵塔”作為Science雜志封面CLIP與幾種3D打印技術的速度比較CLIP打印的“埃菲爾鐵塔”作為Science雜志封面CLI1343D打印產品精度影響因素及工藝參數的控制1）打印機精度及材料性能打印機本身的制造和裝配精度以及工作過程中的振動都會影響其打印精度，比如XY平面誤差、X-Y軸與導軌垂直度誤差及定位誤差等。此外，打印機框架結構及所用材料剛度對其穩定性也有著很大影響。同時，不同的材料，其熔點、流動性、收縮率等各不相同，這些也都直接影響制品精度。3D打印產品精度影響因素及工藝參數的控制1352）工藝參數（1）擠出壓力的影響不同擠出壓力下膏體的擠出情況2）工藝參數不同擠出壓力下膏體的擠出情況136（2）溫度擠出頭加熱溫度主要影響材料的粘結堆積性能及絲材流動性溫度過低將使材料難以粘結到熱床上或是發生如下圖所示的層間剝離，同時易造成噴嘴堵塞；過高則會使材料擠出時偏于液態，不易于控制的絲狀。層間剝離接影響打印制品的熱應力及其與底板的粘結力，過低會造成翹曲、脫落等現象。（2）溫度137層間剝離層間剝離138（3）噴嘴直徑與層厚

噴嘴直徑決定擠出絲的寬度，進而影響成品精細程度。由于3D打印的材料是一層一層鋪起來的，故層厚的設置同樣也會影響制品的粗糙度。若選用大直徑的噴嘴、層厚設置的厚，則打印耗時短，但成品較粗糙；反之，則耗時長，但得到的成品更精細。打印時需綜合模型尺寸、用途來合理選用噴嘴設置層厚。實驗證明當分層厚度為擠出頭直徑的80%～90%時，打印出的零件的成形效果較好。不同分層厚度情況下打印的零件（3）噴嘴直徑與層厚噴嘴直徑決定擠出絲的寬度，進而影響成品精139（4）打印速度

3D打印是一個打印速度與擠出速度相互配合的過程，二者需要合理匹配才能達到打印要求。若打印遠快于擠出，則材料填充不足，導致斷絲；反之則會使熔絲堆積在擠出頭上，導致材料分布不均，在零件表面形成疙瘩。不同掃描速度下的零件出現的缺陷（4）打印速度3D打印是一個打印速度與擠出速度相互140（5）填充方式

不同的填充方式對應的打印速度、制品的收縮應力也不同。例如，直線填充速度較快，而蜂窩狀填充產生的收縮應力較小。圖（a）所示為直線填充的圓柱，每層均為互相垂直的線；圖（b）為蜂窩狀填充，其上下兩層為直線填充。（5）填充方式141（6）冷卻打印PLA等流動性較高的材料時會出現前一層尚未完全成型，后一層便開始在其上打印的情況，這無疑會損害制品精度。所以一般