一文讀懂  3D列印所有原理

　　提起3D列印，很多人一定會認為，這是一個非常新的技術，但是事實上並不是這樣。3D列印技術的歷史，並不比噴墨列印短多少，它誕生於1986年。其實3D列印也不是很複雜，目前的3D列印技術主要有一下這些方式。其中主流技術：SLA與FDM。

立體光刻造型（stereolithography，SLA）

立體光刻造型技術圖解

　　立體光刻造型技術，網友們可以想像一下把一根黃瓜切成很薄的薄片再拼成一整根。先由軟體把3D的數字模型，「切」成若干個平面，這就形成了很多個剖面，在工作的時候，有一個可以舉升的平台，這個平台周圍有一個液體槽，槽裡面充滿了可以紫外線照射固化的液體，紫外線激光會從底層做起，固化最底層的，然後平台下移，固化下一層，如此往複，直到最終成型。

　　立體光刻造型（stereolithography）技術優缺點

　　優點：精度高，可以表現準確的表面和平滑的效果，精度可以達到每層厚度0.05毫米到0.15毫米

　　缺點：可以使用的材料有限，並且不能多色成型

　　熔融沉積成型（Fused Deposition Modeling，FDM）

　　1，噴嘴；

　　2，沉積材料；

　　3，可以多方向移動的平台

　　熔融沉積成型技術，同樣是需要把3D的模型薄片化，但是成型的原理不一樣。學過高等數學的朋友都知道積分，熔融沉積成型技術，就是把材料用高溫熔化成液態，然後通過噴嘴擠壓出一個個很小的球狀顆粒，這些顆粒在噴出後立即固化，通過這些顆粒在立體空間的排列組合形成實物。

　　熔融沉積成型（Fused Deposition Modeling，FDM）技術優缺點

　　優點：成型精度更高、成型實物強度更高、可以彩色成型。

　　缺點：成型後表面粗糙

　　其它主要3D列印技術

選擇性激光燒結（Selective Laser Sintering ，SLS）

SLS技術就是選擇性燒結料粉末薄層的一部分

　　選擇性激光燒結技術，是把3D模型薄片化之後，在一個容器內，讓其充滿待燒結的材料粉末，這些粉末可以做的很細，然後由大功率的二氧化碳激光，選擇最底層的3D切片形狀開始燒結，然後平台下移，材料輥則在已經燒結的部分基礎之上，再鋪上薄薄的一層材料粉末燒結，如此往複，直到整體成型。

選擇性激光燒結（Selective Laser Sintering ，SLS）技術優缺點

　　優點：材料的強度非常高，可選材料從金屬到聚苯乙烯等等，可選材料範圍非常廣泛。

　　缺點：成型精度低，成型後表面粗糙，不能彩色成型。

　　「三維列印技術」（3 Dimensional Printing techniques）

這一技術和我們今天使用的2D噴墨印表機類似，一樣是通過多個噴嘴，噴射成型材料來逐層列印3D實物。其成型材料分為兩種，一種是成型用的粉末，另外一種是粘接劑，粘接劑可以很快的固化。

優缺點：

　　優點：成型精度高，可以彩色成型

　　缺點：成型表面粗糙，材料強度差，成型後表面細節差

Polyjet與Polyjet矩陣

Polyjet技術的3D列印優點很多

這是最近才發明的技術，其中Polyjet矩陣是Object Geomatries公司研發。其技術原理是噴射超薄層的光固化物，並且可以噴射多種不同的材料，其最薄的層，只有16微米。

技術優缺點：

　　優點：成型精確、表面光滑、細節豐富、可以彩色成型

　　缺點：成型材料強度低

不可或缺的3D掃描

手持式3D掃描儀

　　如果要進行3D列印，必須有數字化的3D模型才行。除了使用CAD等3D設計軟體進行3D建模以外，必須有一種方法，把實物通過掃描的辦法，形成數字化的3D模型，那就是3D掃描儀。

　　常見的3D掃描儀有兩種，一種是接觸式的，一種是非接觸式的。目前非接觸式的面狀光柵3D掃描儀是市場上的重點產品，這是結構光技術、相位測量技術和計算機視覺技術的組合。特點是速度快，精度高（0.03毫米）可掃描的物體體積大。