3D打印技术及未来前景介绍(很多人看好这个行业)(2)

1.3 多种工艺技术类型，适配不同下游应用
当前主流 3D 打印分类维度中，依照所使用的材料不同，分为金属 3D 打印与非 金属打印，并通过不同的技术特点进一步区分。金属 3D 打印由于其壁垒高、价值量 高、未来应用空间大等特点，关注度高于非金属 3D 打印。其中，金属 3D 打印中所应 用的主流技术包括选择性激光熔化(SLM)、电子束熔化成型(EBM)、激光近净成型 (LENS)，打印原材料多为铁、钛、镍、钢等金属粉末，多用于航空航天&军工、医疗 器械等产品性能要求较高的领域;非金属 3D 打印中所应用的主流技术包括选择性激 光烧结(SLS)、光固化成型(SLA)、熔融沉积成型(FDM)、三维立体打印(3DP)、材 料喷射成型(PJ)等，多用于工业模具、文娱创意、医疗用品等非标产品制造。其中 部分技术(SLS 和 3DP)也可使用金属粉末作为原材料打印，但市场主流选材为塑料、 树脂、尼龙、陶瓷等材料，因此仍被归为非金属打印类别。
对比 SLM 技术和其余技术，是理解 3D 打印分类较为便捷的方式。SLM 当前工艺 技术成熟、泛用性较高，可将 SLM 技术与其余技术对比，以理解当前主流技术。SLM 打印机器上半部分为激光器，下半部分为铺在基板上的金属粉末床，成型方式为熔化 后固化成型，即通过熔化金属粉末床上的金属，冷却凝固后成型，逐层重复此操作后 打印出成品。其余金属和非金属3D打印工艺技术可视为基于SLM技术的改造和创新。
金属 3D 打印： 1. EBM 技术：将上半部分激光器替换为电子束，在近真空的环境中打印，即为 EBM 技术; 2. LENS 技术：将上半部分添加金属粉末喷嘴以替代下半部分的金属粉末床，即 为 LENS 技术。
非金属 3D 打印： 1. SLS 技术：将下半部分金属粉末床中添加熔点相对较低的粉末粘结剂，通过 粘结成型，即为 SLS 技术; 2. SLA 技术：将上半部分激光器替换为紫外线激光，下半部分金属粉末床替换 为液体光敏树脂池，通过照射光敏树脂实现光固化成型，即为 SLA 技术; 3. FDM 技术：将上半部分激光器替换为热熔喷头，下半部分仅保留基板，通过 热熔喷头直接熔化材料并挤出成型，即为 FDM 技术; 4. 3DP 技术：将上半部分激光器替换为可喷洒、无需加热、具有黏性的粘结剂， 下半部分为材料粉末床，通过粘结粉末后成型，即为 3DP 技术; 5. PJ 技术：将上半部分激光器替换为光敏聚合性材料和紫外线灯，下半部分仅 保留基板，通过照射光敏材料实现光固化成型，即为 PJ 技术。
SLM 是当前金属打印主流方案，产品性价比相对占优。通过金属 3D 打印出的产 品普遍具有优异的性能，可契合航空航天&军工、医疗等行业苛刻的性能要求，但也 面临整体打印成本较高(几万至几十万不等)、成品尺寸受限、生产效率较慢的问题。 其中 SLM 打印性价比相对占优，具备高致密度、高强度、高精度、高利用率的优势， 同时成本相对 EBM 和 LENS 较低，技术发展成熟，是当前金属 3D 打印主流的解决方 案。
非金属打印中，SLS、SLA 和 FDM 是当前较为常用的技术。通过非金属 3D 打印出 的产品普遍在强度、精度、表面粗糙度等性能方面弱于金属 3D 打印，但可满足一般 工业制造和创意品生产的需求，同时成本相对较低。SLS、SLA 和 FDM 技术在国内外 均相对成熟，打印出的产品下游需求较高，是当前较为常用的非金属 3D 打印解决方 案。 SLS 工艺，具有使用材料广泛、精度高、生产效率高、无需支撑结构等优势，且 技术较为成熟。缺点方面源于粘结成型方法，成品存在空隙，力学性能较差，可能面 临再加工，且整体成本在非金属 3D 打印中相对较高。 SLA 工艺，受益于光固化成型方式，制作的产品精度较高，表面质量较优，具有 防水和耐热的优点。缺点方面则源于树脂材料自身缺陷，强度和刚度相对欠佳，生产 过程需要支撑结构。
FDM 工艺，在设备结构中无需激光器等重要零部件，设备成本低，打印速度快。 同时打印原材料为热塑性材料，对使用环境要求宽松，适用于办公室或家庭环境。但 存在印成品精度低、无法打印复杂构件等缺点，因此 FDM 技术普遍被作为桌面级 3D 打印首选方案。
2. 行业发展空间广阔，下游应用仍处蓝海