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第二章 3D打印的工艺与材料  《3D打印技术基础及实践》 合肥工业大学出版社 目录 2.1 3D打印的工艺 2.1.1 熔融沉积制造（FDM） 2.1.2 光固化成形技术（SLA） 2.1.3 分层实体制造（LOM） 2.1.4 选择性激光烧结（SLS） 2.1.5激光选区熔化金属成形（SLM） 2.1.6 三维印刷（3-DP） 2.1.7电子束熔化成形（EBM） 2.2 3D打印的材料 2.2.1 有机高分子材料 2.2.2 金属材料 2.2.3 无机非金属材料 2.1 3D打印的工艺 ISO/ASTM52900:2015中将增材制造工艺分为七类： 粘结剂喷射、定向能量沉积、材料挤出、材料喷射、粉末床熔融、薄材层叠、立体光固化 2.1 3D打印的工艺：FDM 熔融沉积制造（Fused Deposition Modeling，FDM）主要采用丝状的热熔性材料作为原材料，通过加热熔化，再经过一个微细喷嘴的喷头挤喷出来，根据零件的分层截面信息，按照一定的路径，在成型板或工作台上进行逐层地涂覆，当温度低于熔点后开始固化沉积后逐层堆积形成最终的成品。 2.1 3D打印的工艺：SLA 光固化成形技术（Stereo Lithography Appearance）以光敏树脂为原材料，通过计算机控制紫外激光发射装置逐层凝固成形。 2.1 3D打印的工艺：LOM 分层实体制造（Laminated Object Manufacturing，LOM），主要以背面涂覆热熔胶的箔材（如纸、金属箔、塑料膜）作为原料，由激光进行逐层切割后，依次黏合成型。 2.1 3D打印的工艺：SLS 选择性激光烧结（Selective Laser Sintering，SLS）利用粉末材料在激光照射下高温烧结的基本原理，成形过程中激光将粉末材料部分熔化，粉末颗粒保留其固相形态，并通过后续的液相凝固、固相颗粒重排粘接实现粉末致密化。 2.1 3D打印的工艺：SLM 激光选区熔化金属成形（Selective Laser Melting，SLM）技术过程与SLS基本相同，使用的材料多为不同金属组成的混合物，各组分在烧结过程中相互补偿。 2.1 3D打印的工艺：3-DP 三维印刷（Three-Dimensional Printing）利用粉末材料，使用喷嘴将黏合剂喷在需要成形的区域，让材料粉末粘接形成局部截面，层层叠加黏合成型。 2.1 3D打印的工艺：EBM 电子束熔化成形（Electron Beam Melting，EBM）是在真空环境中，采用高能高速的电子束选择性地熔化金属粉末层或金属丝，熔化成形，层层堆积直至形成整个实体金属零件。 2.2 3D打印的材料 3D打印工艺对材料的要求:有利于快速、精确地加工原型零件，尽量满足产品对强度、刚度、耐潮湿、热稳定性能等的要求，有利于后续处理工艺。 3D打印材料可分三类:高分子材料、金属材料和无机非金属材料 按形态可分两类：液态材料和固态材料（丝状、薄片、粉末状等） 2.2 3D打印的材料 常用3D打印工艺与适用材料 成型类型 成型技术 适用材料 挤压成型 熔融沉积成型（FDM） 热塑性塑料、金属、可食用材料 线状成型 电子束自由成型技术（EBF） 几乎任何合金 粒状物料成型 直接金属激光烧结（DMLS） 几乎任何合金 电子束融化成型技术（EBM） 钛合金 选择性激光熔融技术（SLM） 钛合金、不锈钢、铝 选择性热烧结成型技术（SHS） 热塑性粉末 选择性激光烧结工艺（SLS） 热塑性塑料、金属粉末、陶瓷粉末 粉末层喷头成型 三维印刷工艺（3DP） 石膏、热塑性塑料、金属与陶瓷粉末 光聚合成型 立体光固化成型工艺（SLA） 光硬化树脂 聚合物喷射技术（PI） 光硬化树脂 数字光处理技术（DLP） 液态树脂 2.2 3D打印的材料 2.2.1 有机高分子材料 有机高分子材料性能优异，如可塑性强、硬度大、耐热、耐磨、耐腐蚀等性能，是3D打印技术中用量最大、应用范围最广、成型方式最多的材料，可细分为工程塑料、光敏树脂和医用高分子材料三类。 常用高分子材料优缺点分析 材料种类 优点 缺点 A