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详解3D打印技术分类

2017-01-12 09:54
潇纵
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3D打印的思想自古有之,早在房舍的构建技术中就有所体现,现代意义上的3D 打印技术于上世纪80年代中期诞生于美国,3D打印技术以3D模型文件为蓝本,将打印材料以特定方式逐层堆积以构建三维实物。

进入21世纪,国内外大力推出多项3D打印相关政策或计划。德国联邦教研部(Bundesminis-terium f?ur Bildung und Forschung,BMBF) 多年前就针对3D 打印技术提出长期的发展计划,2011年5月推出的\德国光子学研究"涉及到对3D 打印技术研究的资助[1]。2012 年8 月,奥巴马拨款3000万美元,在俄亥俄州建立了国家级3D打印工业研究中心(National Center for Defense Manufacturingand Machining, NCDMM)。我国科技部于2012年发布的\国家高技术研究发展计划(863计划)"就包括了3D 打印产业,并且国家科技重大专项以及国家自然科学基金等科研规划中也对3D打印技术给予了极大的支持。

2015年2月28日,3D打印产业迎来了首份国家级发展推进政策,工信部正式发布\国家增材制造产业发展推进计划(2015--2016年)"(简称\计划")。\计划"指出,鼓励在材料生产方面具有优势的企业从事3D 打印专用材料的研发和生产,针对航空航天、汽车、文化创意、生物医疗等领域的重大需求,突破一批专用3D 打印材料。随着世界各国的大力推进,3D打印技术渗透到学术科研、珠宝、工业设计、建筑及众多个性化设计领域。每个行业领域的应用份额如图1所示。

3D 打印技术的分类现如今没有形成统一标准, 按照成型技术原理可划分为熔融沉积成型技术(Fused deposition modeling,FDM)、选择性激光烧结技术(Selective laser sintering,SLS)、分层实体制造技术(Laminated object manufacturing,LOM)、立体光固化技术(Stereo lithography appearance,SLA)、三维打印粘接成型技术(Three dimensional printing and gluing,3DP)、数字光处理技术(Digital light processing,DLP)、多头喷射技术(PloyJet)、选择性激光熔化技术(Selective laser melting,SLM)、直接金属激光烧结(Direct metal laser sintering,DMLS)、电子束熔炼技术(Electron beam melting,EBM) 等;

按照设备的体积可以分为:桌面级、中型、大型3D打印机;按照用途可以分为:航天、军用、工业用、民用3D 打印机等。结合打印材料和成型原理,可将3D 打印技术分为5大类:1)以热塑性塑料为材料的FDM 技术;2)以纸、金属膜、塑料薄膜为材料的LOM 技术;3)以石膏粉末、陶瓷粉末为材料, 胶水粘接成型的3DP技术;4)以液态光敏树脂为材料的光聚合成型技术, 包含SLA、PloyJet、DLP 等成型技术;5)以金属、合金、热塑性、陶瓷等粉末为材料,激光烧结/熔化成型技术统称为激光粉末成型技术,包含:SLS、DMLS、SLM 以及EBM 技术等,如表1所示。本文后续章节将按照表1的技术分类逐一对主流3D打印技术过程控制问题的研究进展详细介绍与说明。


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