3D打印机的全面概览【FDM AND SLA 】 浅谈篇

3D打印机的全面概览

三维(3D)印刷又称"添加剂制造"，通过分层创建复杂定制的对象，使制造业发生了革命性的变化。多年来，开发了许多类型的3D打印机，每种打印机都有自己的优点、缺点和基本原理。包括融合沉积建模(FDM)、立体印刷(LU)、选择性激光烧结(SLS)和数字光处理(DLP)。

1、熔融引信沉积建模(FDM)

fdm是最流行的3d打印技术之一。它的工作方式是加热和挤出热塑性的灯丝，然后在构建板上一层一层地沉积。工作原理是通过加热的喷嘴挤出热塑性材料的灯丝，这一喷管将连续的层沉积形成所需的物体。

一套完成的FDM制造系统包括硬件系统、软件系统，硬件系统主要指3D打印机本身，一台利用FDM技术的3D打印机包括工作平台、送丝装置、加热喷头、储丝设备和控制设备五大部分组成。

1、准备材料：在FDM中，3d打印机使用热塑性灯丝作为打印材料。灯丝通常储存在一个轴上，并被输入一个挤出系统。灯丝通过一个加热的喷嘴，在那里它融化。

2、层沉积： FDM打印机沿X、Y和Z轴以控制的方式移动。它精确地将熔化的灯丝保存在构建平台或先前印刷的图层上，以创建所需的对象。打印机头按照3D模型预先确定的路径，沉淀出薄薄的熔化灯丝层。

3、层键：挤压后的灯丝沉积后，迅速冷却凝固,粘在上一层。这种结合是由喷嘴的传热和建筑平台或先前凝固层的较低温度引起的。图层之间的附着力产生了强的结合，确保了印刷品的结构完整性。

4、支助结构：当需要时，fdm打印机可以生成支持结构。这些结构是临时的脚手架，在印刷过程中为悬垂或复杂的几何图形提供稳定性。支撑结构通常用不同的材料或可移动的灯丝印刷，可在印刷后轻易分离或溶解。

5、建筑板附着力：为了确保印刷品在构建平台上的正确附着，FDM打印机采用了各种技术。这包括使用加热的建筑平台或使用粘合剂，如胶水或专用印刷表面，加热建造平台有助于防止扭曲和提高床的粘附性。

6、软件和切片：为了准备一个3D模型的FDM打印，使用了切片软件。该软件将数字模型分割成薄片，并为打印机生成相应的工具路径指令。它考虑了诸如层高、填充密度、印刷速度和支撑结构等参数。然后将切片文件(G代码)转移到3D打印机执行。

7、后处理：一旦印刷完成，可能需要事后处理，以改进印刷对象的最终外观和功能。FDM印刷品的后处理技术可能包括去除支架结构、磨砂、抛光、油漆、或应用表面处理以达到所需的光洁度。

优点

成本效益高的 :FDM打印机通常比其他3d打印机更便宜，这使它们成为爱好者和小企业的首选。

用户友好的 :FDM打印机易于使用和维护，这个过程很容易理解，这使它成为教育目的的一个流行选择。

材料品种 :FDM打印机可以使用各种热塑性材料，如聚氨酯、PE、尼龙等提供灵活的材料选择不同的应用。

缺点

有限分辨率 :由于挤出过程的局限性，FDM打印机可能难以处理复杂的设计或精细细节。

FDM打印机的分辨率通常较低，导致可见层线和表面粗糙度降低。

后处理 :用FDM打印的零件通常需要经过大量的后处理(如磨砂或启动)，才能达到平滑的光洁度。

材料浪费 :支撑悬垂的支撑材料会导致材料浪费。

2、FDM适合打印模型：（最好还是独立房间放置打印+高温喷嘴ABS与PLA都有不同程度异味+工程类DIY办公选它）

功能原型

FDM打印机因其强度和耐久性而擅长于生产功能原型。例如，汽车公司使用FDM为测试部件，如发动机零件、内部配件、以及汽车车身的功能原型创建原型。

建筑模型

立体印刷术~FDM的大构建量和成本效益使它成为建筑规模模型的理想。建筑师可以3D打印建筑物的详细模型，使客户能够精确地形象化设计。

制造工具

FDM打印机在制造环境中用于生产夹板、固定装置和工具。这些工具有助于装配、质量控制和生产线优化。例如、在装配过程中，可以使用FDM快速打印用于调整部件的定制夹具。

3、SLA立体印刷术(立体光刻)（最好是独立房间放置打印+手办模型等精细件选它）

SLA是另一种流行的3D打印方法，是一种使用液体树脂和激光生成固体物体的添加剂制造工艺。树脂用激光逐层固化,形成凝固结构。它使用激光来处理和硬化光敏树脂，逐层。支持广泛的树脂，包括那些具有特殊特性的树脂，如透明度、灵活性和耐高温。

SLA 一切重在精准度和准确度，因此常用于高度要求形状、匹配和装配的流程中。SLA 部件的公差通常小于 0.05 毫米，并且它能够提供所有增材制造流程中最光滑的表面粗糙度。鉴于 SLA 的卓越质量品质，尤其适合于创建高精度的铸模（如注塑成型、铸造和真空铸造）和功能性原型、展示模型以及用于执行形状和匹配检测。

SLA 还具有速度优势，对于通常使用聚丙烯或 ABS 作为材料进行中小批量生产的部件，SLA 提供相当的特性，且无须进行昂贵又低效的换模过程以实现定制或进行必要的刀具更换。

用于生产的橡胶模型

SLA 部件可以进行蒸汽磨光、喷丸或喷砂处理，甚至可以使用镍等金属进行电镀。电镀不仅能显著增加 SLA 部件的强度，还能使部件导电并增加尺寸在潮湿环境中的稳定性。

优点

高分辨率 :打印机能够生产出具有较高细节和光滑表面的零件，使其适合于需要精确度的应用。

复杂的几何图形 :允许打印复杂的形状和设计，这对FDM是不可能的。

材料特性 类树脂可以模拟各种材料的性能，包括弹性、刚性、浇注等

Sal打印的零件需要较少的后处理，因为它们通常具有光滑的表面和最小的可见层线条。

FDM-印刷件的强度和耐久性可能不如其他方法所产生得那样，特别是在z轴方向。

3D打印白皮书

缺点

昂贵地 :打印机及其树脂通常比FDM打印机和细丝更昂贵。

后处理 :用标准件打印的零件通常需要经过固化和清洗，这可能会很混乱和耗时。

物料装卸 :未固化树脂可能是有害的，需要小心处理和处置。

光固化材料是由光固化实体材料与支撑材料组成~（异味重）

其中支撑材料根据固化方式的不同分为相变蜡材料和光固化支撑材料。光固化材料通常称作光敏树脂，比如环氧树脂、光敏乙烯醚、光敏丙烯树脂等，主要由其聚物、反应性稀释剂（活性单体）、光引发剂及其他助剂组成。

部分树脂可能会导致过敏、呼吸道不畅通等一系列反应，且会有致癌风险~重要事情说一遍。

(打印时需独立房间+通风系统循环+空气净化器等为最好)~为了家里老人小孩~最好是更衣淋浴后才进入房间（衣物附着气凝胶~肉眼看不见）。

光固化支撑材料都是由喷头喷射，经过光照固化然后起到支撑作用，因此材料在打印时稳定性相当高，但很容易堵住喷头，并且后处理方式比起蜡繁琐了很多，需要喷枪等手工作业（佩戴专用口罩和手套隔绝气凝胶）。

后期处理

在完成材料聚合之后，平台从罐中升起并排出多余的树脂。在该过程结束时，将模型从平台移除，洗涤多余的树脂，然后置于UV烘箱中进行最终固化。印后固化使物体达到尽可能高的强度并变得更稳定。

4、SLA适合打印模型：（最好是独立房间放置打印）

珠宝和艺术

在珠宝行业中，专用打印机通常用于制作复杂而详细的设计。高精度和光滑的表面完成印刷品，使自己很好地生产精细的珠宝，如戒指、吊坠和耳环。

牙科和医学应用

由于它的精密度和生物相容性材料，它已在牙科和医学领域得到应用。通过使用专用打印机，可以精确地制作出牙科植入物、外科指南和解剖学模型。

工程原型

通常用于为需要精确安装和功能的部件生产工程原型。例如，航空航天公司可以利用打印机来制作涡轮叶片、发动机部件和复杂几何图形的原型，用于测试和验证。

消费产品和原型

专用打印机适合生产需要高表面质量和复杂细节的消费产品。例如高达模型、手办、智能手机案例、模型和电子设备的附件可以有效地利用spa技术来制造。