3D打印机已经白菜价了，你还不懂怎么选？

虽然3D打印在很多人眼中已不是一个很新鲜的名词了，但如果不是从事相关领域的工作，大部分人估计对它都还停留在一个很高冷的印象上。但其实在珠宝首饰行业，3D打印机的应用已经非常的普及，甚至已经成为了工作室的标配设备之一。那今天我们就简单普及下3D打印，和它的几个主要技术吧。

首先，为什么使用3D打印？

那为什么3D打印技术会在珠宝行业如此普及呢？这就要先提一下传统的珠宝首饰制作工艺。举个例子，如果我们设计了一款戒指，现在想要制作出来。一般的流程是使用可铸造的材料（蜡）根据设计制作一个模具，然后使用这个模具去铸造成贵金属成品。在3D打印机出现之前，制作模具的过程是需要手工完成的，它不仅要求制作者有精湛的雕蜡技艺，而且费时。而使用3D打印机仅需要将STL格式的设计文件导出，就可以短时间内自动打印出模具。如果使用可铸造材料打印，打印出来的模具直接就可以用于铸造了。这既节省了大量时间和人力，也降低了对珠宝制作者的工艺要求和技术门槛。

传统手工雕蜡

3design 珠宝3D建模软件

3D打印机可实现快速批量打印

珠宝行业算是3D打印技术应用的先锋阵地，目前国际上主流的几家3D打印技术公司都有专门适用于珠宝行业的机型，甚至根据需求的不同，提供了配置高低不等的不同型号。如果仅是满足小型工作室的日常使用，市场价格也早已不是天价数字，成为了可负担的配置。比如国内一线品牌的珠宝专业非工业桌面机型，官方售价大约几万元左右。此外还有简化配置的基础版，售价就非常亲民了。

桌面3D打印机

什么是3D打印?

那我们来用最简单的话描述一下3D打印技术。3D打印技术是建造三维结构实体的制造技术。它是一种增材制造技术。什么叫增材？就是通过将材料一层层的累加，使不断添加的材料最终完成成品的技术。这个概念是与一些传统技术相对的，打个比方，创造雕塑的传统过程，是通过从整块材料上不断进行削减而最终完成成品的，这就不是增材制造技术。3D打印机的工作需要适配的软件来指挥，常见的用于3D建模的文件一般是STL格式的。按照文件中设计师所涉及的模型，3D打印机通过不同的技术，使打印材料层层累积起来。因为材料层非常薄并快速固化，最终就形成了三维实体。

目前商业应用以及早期开发阶段出现了很多种3D打印技术。不同的技术需要的打印材料也有所不同。以下将这些技术大致分为三类：

挤出成型 （FDM， FFF）

树脂打印 （SLA ，DLP）

粉末打印 （SLS， SLM，DMLS…）

各位从事珠宝领域工作的小伙伴应该看到属于树脂打印技术的SLA and DLP这两个词的频率最高。

听起来一头雾水？继续往下看聪慧的你们会发现其实并没有很难理解。

FDM（工艺熔融趁机制造）和 FFF （熔丝制造）

挤出成型制造工艺包括FDM（工艺熔融趁机制造）和 FFF （熔丝制造），顾名思义，这种技术就是将打印材料从喷头一点点挤出来的。通常使用塑料热熔性线材（PLA或ABS）作为打印材料。线材长这个样子：

PLA线材

它的工作原理就是将打印材料加热，因为是热熔性材料所以加热后即在喷头处融化，然后从喷头挤出来。打印时喷头水平移动，下面有一个用来做基础的托盘。当融化的材料从喷头挤压形成一层之后，托盘垂直轻微下移，喷头继续在前一层之上再喷新一层材料。这些堆积层快速固化，就结合在一起，最终形成三维实体。

这类技术最常应用于桌面3D打印机，操作简单容易使用，但打印精度不高，表面有明显纹理，珠宝行业3D打印机型基本不使用这种技术。

FDM技术 3D打印机原理

树脂3D打印技术：

SLA（立体光固化）和DLP（数字光处理）

这一类打印技术就是使用树脂材料进行打印，是基于光固化原理的。什么叫光固化？简单来说就是使用一种特殊的光敏树脂，它在暴露在特殊光束中时会硬化。这类打印机会有一个光源，通过光源的光束照射光敏树脂，被照射到的光敏树脂就会固化，最后层层累积形成三维实体。液态的光敏树脂是这样的：

具体工作是这样的，机器下方会有一个材料槽（上图），装有液态的光敏树脂材料，做基础的托盘浸入材料槽中。光源发出的光束将液态光敏树脂进行点对点（SLA）或整层（DLP）固化。当一层完成后，托盘轻微垂直上移后（如果光源在下），重复操作以形成新的一层。最终各层接合在一起在托盘上形成三维实体。

SLA和DLP技术适合于要求高精度和光滑表面的打印。有些材料可被直接用于铸造。所以这一技术被广泛使用于珠宝和牙科行业。

SLA技术3D打印机原理

粉末床熔融技术：

SLS（选择性激光烧结）, SLM（选择性激光熔融）和 EBM（电子束熔融）

粉末3D打印机使用粉末（例如塑料、陶瓷、金属粉末等）。主要的技术包括SLS（选择性激光烧结）和SLM（选择性激光熔融）。这一些列打印机主要用于多种工业应用中的金属等材料的打印，设备复杂，要求较高的操作技术。这里我们就不细说了，简单讲一下作为代表的SLS（选择性激光烧结）技术。SLS技术即运用激光束将粉末状材料烧结，通过激光束的能量将打印粉末材料（塑料、陶瓷、金属等）结合在一起而形成实体结构。SLS技术打印机中有一个类似沙盒的打印托盘，激光在软件的监控下根据3D建模来逐层将粉末结合在一起，实现最终实体。当一层打印完成后，打印托盘垂直下移，以使新形成的层累积在前一层之上。

SLS技术3D打印机原理

看完以上这些，有没有感到3D打印技术其实没有那么高冷？不同的技术中所运用的原理不同，所使用的打印材料也就不相同。根据对最终成品质量要求，用途，以及打印机操作技术要求和成本的考量，各个行业有各自最适用的技术。对于珠宝行业来讲，属于树脂3D打印技术的SLA（立体光固化）和DLP（数字光处理）技术是最为适用的。现在市面上还有一种叫做LCD的技术，原理也比较相似。我知道你们想问了，那么关于SLA、DLP、LCD这三个同类技术之间有什么区别呢？这就需要到之后的文章中继续啦。