3D打印設(shè)備

第一臺3D打印機由查爾斯·赫爾在1986年發(fā)明，這臺3D打印機使用立體光固成型技術(shù)。經(jīng)過30年的發(fā)展，3D打印形成了不同的技術(shù)路線和工藝，不同的工藝對應(yīng)著不同的打印設(shè)備及材料。

3D打印技術(shù)路徑

3D打印技術(shù)發(fā)展至今，在最初的基礎(chǔ)上已經(jīng)衍生出幾十種打印技術(shù)。美國材料與測試協(xié)會增材制造技術(shù)委員會（ASTM F42）增材制造技術(shù)委員會在其發(fā)布的《增材制造技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語》（ASTMF2792-12a）中把打印原理分為七大類，主流的技術(shù)都可以歸入這七類原理。

經(jīng)過幾十年的發(fā)展，目前已經(jīng)開發(fā)出多種3D打印技術(shù)路徑，從大類上劃分為擠出成型、粒狀物料成型、光聚合成型和其他成型幾大類，擠出成型主要代表技術(shù)路徑為熔融沉積成型（FDM）;粒狀物成型技術(shù)路徑主要包括電子束熔化成型（EBM）、選擇性激光燒結(jié)（SLS）、三維打?。?DP）、選擇性熱燒結(jié)（SHS）等;光聚合成型主要包括光固化（SLA）、數(shù)字光處理（DLP）、聚合物噴射（PI）;其他技術(shù)包括激光熔覆快速制造技術(shù)（LENS）、熔絲制造（FFF）、融化壓模（MEM）、層壓板制造（LOM）等。其中，F(xiàn)DM、SLA、LOM、SLS、3DP為主流技術(shù)。

粒狀物料成型

顧名思義，各種粒狀物料成型工藝均采用粒狀物料，包括金屬粉末、塑料粉末、陶瓷粉末等等，不同的工藝對材料的物理、化學(xué)性能有差別化的要求，通過這些技術(shù)可以將粉末材料轉(zhuǎn)化為固體材料，賦予一定的結(jié)構(gòu)和機械性能。

所不同的是在進(jìn)行粉末連接的時候采用的方法不同，一般有激光、電子束、熱量、粘劑等。采用激光、電子束進(jìn)行3D打印的一般需要較為苛刻的外部條件，適用于工業(yè)3D打印機;利用粘劑、熱進(jìn)行連接的對外部環(huán)境要求不算太苛刻，可發(fā)展桌面級打印機。

粒狀物成型技術(shù)路徑主要包括電子束熔化成型（EBM）、選擇性激光燒結(jié)（SLS）、選擇性激光融化（SLM）、三維打?。?DP）、選擇性熱燒結(jié)（SHS）、金屬激光燒結(jié)（DMLS）等。

粒狀物料成型相關(guān)技術(shù)的優(yōu)點，包括成型速度快、材料廣泛、能夠制造復(fù)雜構(gòu)造等特點，但同時也存在強度低、一般需要后處理、部分技術(shù)路徑需要預(yù)加工、成本較高等缺點。受制于機械性能較差等因素，目前通過粒狀物料成型3D打印工藝更多地應(yīng)用于產(chǎn)品開發(fā)階段。

光聚合成型

光聚合成型類3D打印技術(shù)是利用光敏材料在光照射下固化成型的3D打印技術(shù)的統(tǒng)稱。主要包括三種技術(shù)路線：其一是由美國3D Systems開發(fā)并最早實現(xiàn)商業(yè)化的光固化成型技術(shù)（SLA）;其二是由德國envision TEC公司基于數(shù)字光處理（DLP）投影儀技術(shù)開發(fā)的DLP技術(shù);其三則是由以色列Objet公司（2012年與Stratasys合并）開發(fā)的聚合物噴射技術(shù)（PolyJet）。

其中，SLA使用的光源為紫外激光束，DLP使用的光源為數(shù)字光處理器，PolyJet使用的光源為紫外光。三種技術(shù)雖然原理相近，但由于光源以及具體工藝的差異，導(dǎo)致在打印速度、精度、光潔度等方面各有優(yōu)劣，在應(yīng)用方面也是各有側(cè)重。

3D打印工藝

打印工藝與設(shè)備主要基于常規(guī)熱源、激光熱源、電子束、粘結(jié)、層壓和光固化等不同的材料成型方式。不同原理的技術(shù)所制成產(chǎn)品具有不同的性能，其應(yīng)用也受到相應(yīng)限制。這些3D 打印技術(shù)由不同公司研發(fā)倡導(dǎo)，主要區(qū)別在于打印速度、成本、可選材料及色彩能力等。

熔融沉積成型（FDM）

熔融沉積成型（Fused Deposition Modeling， FDM）技術(shù)由美國學(xué)者Scott Crump于1988年研制成功，并據(jù)此于1989年成立Stratasys公司。

FDM技術(shù)將絲狀材料如熱塑性塑料、蠟或金屬的熔絲從加熱的噴嘴擠出，噴嘴按照零件每一層的預(yù)定軌跡，以固定的速率移動，進(jìn)行熔體沉積。每完成一層，工作臺下降一個層厚進(jìn)行迭加沉積新的一層，如此反復(fù)最終實現(xiàn)零件的沉積成型。其每一層片的厚度由擠出絲的直徑?jīng)Q定，通常是0.25-0.50mm。

成型過程需要恒溫環(huán)境，熔融狀態(tài)的絲擠出成型后如果驟然受到冷卻，容易造成翹曲和開裂，適當(dāng)?shù)沫h(huán)境溫度最大限度地減小這種造型缺陷，提高成型質(zhì)量和精度。

FDM的優(yōu)勢在于材料來源廣泛，可使用工業(yè)級熱塑原料，設(shè)備所需技術(shù)水平較低，進(jìn)入門檻和生產(chǎn)成本相對較低。但缺點在于，由于溫度的不穩(wěn)定會對材料成型的穩(wěn)定性造成影響，線材的直徑影響產(chǎn)品的精度，使得打印精度較低、表面粗糙。噴頭移動速度影響成型速度，并且復(fù)雜構(gòu)件不易制造。

FDM技術(shù)被Stratasys公司的Dimension、uPrint和Fortus全線產(chǎn)品以及惠普大幅面打印機作為核心技術(shù)所采用。目前FDM在全球已安裝快速成形系統(tǒng)中的份額大約為30%。

選擇性激光燒結(jié)（SLS）

激光燒結(jié)，又稱為粉末床熔融技術(shù)，是在粒狀層中選擇性地融化打印材料，通常采用激光來燒結(jié)材料并形成固體。在這種方法中，未融化的材料作為生成物件的支撐薄壁，從而減少了對其他支撐材料的需求。激光燒結(jié)技術(shù)主要包括選擇性激光燒結(jié)（Selective Laser Sintering， SLS）和直接金屬激光燒結(jié)（Direct Metal Laser Sintering， DMLS）兩種類型。

SLS由美國得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的C. R. Dechard于1989年研制成功，并將此技術(shù)商業(yè)化成立了DTM公司（2001年已被3D Systems收購）。

SLS采用CO2激光器作為能源，將粉末預(yù)熱到稍低于其熔點的溫度，在刮平棍子的作用下將粉末鋪平。激光束在計算機控制下根據(jù)分層截面信息進(jìn)行有選擇的燒結(jié)，一層完成后再進(jìn)行下一層燒結(jié)，全部燒結(jié)完后去掉多余的粉末，可得到燒結(jié)好的零件。

SLS主要采用金屬和聚合物為打印材料，具體包括尼龍、添加玻璃纖維的尼龍、剛性玻璃纖維、聚醚銅、聚苯乙烯、尼龍及鋁粉等混合材料、尼龍及碳纖維的混合材料、人造橡膠等。

SLS的優(yōu)勢在于使用的材料范圍比較廣，產(chǎn)品性能堪比傳統(tǒng)制造工藝;能很容易地直接通過CAD數(shù)據(jù)制作出非常復(fù)雜的幾何圖形，已在世界各地得到廣泛應(yīng)用。缺點在于工作環(huán)境中粉塵較多、粉末燒結(jié)的表面粗糙、產(chǎn)品需要后期處理;使用大功率激光器，能耗通常在8000瓦以上，設(shè)備成本高，需要很多輔助保護(hù)工藝，整體技術(shù)難度較大。

德國EOS是全球SLS技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者，美國GE公司已經(jīng)在使用EOS設(shè)備生產(chǎn)制造航空發(fā)動機組件。

選擇性激光熔化（SLM）

選擇性激光熔化（Selective Laser Melting， SLM）采用光纖激光器作為熱源，將金屬粉末鋪平。激光束在計算機控制下根據(jù)分層截面信息進(jìn)行有選擇的熔化，經(jīng)冷卻凝固而成型。一層完成后，進(jìn)行下一層熔化，最終得到零件。SLM的加工過程在惰性氣體保護(hù)的加工室中進(jìn)行，以避免金屬在高溫下氧化。

SLM的優(yōu)勢是成型的金屬零件致密度高，可達(dá)90%以上，某幾種金屬材料成型后的致密度近乎100%;抗拉強度等機械性能指標(biāo)優(yōu)于鑄件，甚至可達(dá)到鍛件水平;顯微維氏硬度可高于鍛件;由于是打印過程中粉末完全融化，因此尺寸精度較高;與傳統(tǒng)減材制造相比，可節(jié)約大量材料，對于較昂貴的金屬材料而言，可節(jié)約一定成本。

因此，SLM可以直接制造高性能金屬零件，甚至模具，可直接成型高復(fù)雜結(jié)構(gòu)、高尺寸精度、高表面質(zhì)量的致密金屬零件，產(chǎn)品性能優(yōu)異，減少了制造金屬零件的工藝過程，在難加工復(fù)雜結(jié)構(gòu)和難加工材料、復(fù)雜模具、個性化醫(yī)學(xué)零件、航空航天和汽車等領(lǐng)域異形零部件的制造方面具有突出的技術(shù)優(yōu)勢。

SLM的缺點包括：成型速度較低，為了提高加工精度，加工層厚較薄，加工小體積零件所用時間也較長，因此難以應(yīng)用于大規(guī)模制造;在于熔化金屬粉末時，零件內(nèi)易產(chǎn)生較大的應(yīng)力，復(fù)雜結(jié)構(gòu)需要添加支撐以抑制變形的產(chǎn)生，往往因而無法直接制作大尺寸零件;SLM設(shè)備十分昂貴，設(shè)備穩(wěn)定性、可重復(fù)性還需要提高，熔化金屬粉末需要大功率激光，能耗較高。

SLM工藝適合加工形狀復(fù)雜的零件，尤其是具有復(fù)雜內(nèi)腔結(jié)構(gòu)和具有個性化需求的零件，適合單件或小批量生產(chǎn)。目前，SLM工藝已開始應(yīng)用于航空航天、汽車、家電、模具、工業(yè)設(shè)計、珠寶首飾及醫(yī)學(xué)生物等領(lǐng)域。

霍尼韋爾公司在SLM技術(shù)的航空應(yīng)用上走在了市場前列，公司使用3D打印技術(shù)構(gòu)建熱交換器和金屬骨架：傳統(tǒng)隔板的成形、加工和焊接需要耗時9-10個月，而通過計算機輔助設(shè)計零件，利用SLM建造該隔板僅需9天。同樣具備SLM技術(shù)的還有德國3D打印企業(yè)EOS等。

金屬激光燒結(jié)（DMLS）

金屬激光燒結(jié)（Direct Metal Laser Sintering， DMLS）原理是通過在基材表面覆蓋熔覆材料，利用激光使其與基材表明一起熔凝在一起的方法。

DMLS的主要優(yōu)點包括：對基材的熱影響程度較小，引起的變形程度也較小;材料范圍廣，根據(jù)不同的基材可以使用不同的粉末材料進(jìn)行加工，可以用于不同用途;可對局部磨損或損傷的大型設(shè)備貴重零部件、模具進(jìn)行修復(fù)，延長使用壽命;可以快速修復(fù)受損部件，減少因設(shè)備損壞造成的停工時間，從而降低維護(hù)成本。DMLS的缺點基本與SLM相同，主要是成型速度慢、需要大功率激光設(shè)備等。

DMLS主要用于受損零件的修復(fù)，下游行業(yè)主要涉及冶金、石化、船舶、電力、機械、液壓、化工、模具等行業(yè)，可對大型轉(zhuǎn)動設(shè)備重要零部件如軸、葉片、輪盤、曲軸、泵軸、齒軸以及模具、閥門等進(jìn)行腐蝕、沖蝕和磨損后的激光熔覆修復(fù)。

電子束熔煉（EBM）

電子束熔煉（Electron Beam Melting， EBM）也是一種金屬增材制造技術(shù)。EBM的工作原理與SLM相似，都是將金屬粉末完全熔化后成型。其主要區(qū)別在于SLM技術(shù)是使用激光來熔化金屬粉末，而EBM技術(shù)是使用高能電子束來熔化金屬粉末。計算機將物體的三維數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為一層層截面的2D數(shù)據(jù)并傳輸給打印機，打印機在鋪設(shè)好的粉末上方選擇性地向粉末發(fā)射電子束，電子的動能轉(zhuǎn)換為熱能，選區(qū)內(nèi)的金屬粉末加熱到完全熔化后成型，加工成當(dāng)前層。然后工作臺降低一個單位的高度，新的一層粉末鋪撒在已燒結(jié)的當(dāng)前層之上，設(shè)備調(diào)入新一層截面的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工，與前一層截面粘結(jié)，此過程逐層循環(huán)直至整個物體成型。

EBM對零件的制造過程需要在高真空環(huán)境中進(jìn)行，一方面是防止電子散射，另一方面是某些金屬（如鈦）在高溫條件下會變得非?；顫姡婵窄h(huán)境可以防止金屬的氧化。

EBM技術(shù)同樣具有SLM技術(shù)的致密度高、機械性能好、硬度高、尺寸精度較高、節(jié)約材料等優(yōu)點。與SLM相比，EBM技術(shù)的主要優(yōu)點包括：電子束的能量轉(zhuǎn)換效率非常高，遠(yuǎn)高于激光，因此能量密度更高、粉末材料熔化速度更快、成型速度更快，且節(jié)省能源;高能量密度能夠熔化高熔點高達(dá)3400攝氏度的金屬;電子束的掃描速度遠(yuǎn)高于激光，因此在造型時一層一層掃描造型臺整體進(jìn)行預(yù)熱以提高電子粉末的溫度，經(jīng)過預(yù)熱的粉末在造型后殘余應(yīng)力較小，在特定形狀的造型會有優(yōu)勢，且無需熱處理。

EBM技術(shù)同樣具有SLM技術(shù)的成型效率低、設(shè)備穩(wěn)定性、可重復(fù)性低、表面粗糙度高等缺點。與SLM相比，EBM技術(shù)的主要缺點包括：由于EBM對粉末進(jìn)行預(yù)熱，金屬粉末會變成類似假燒結(jié)的狀態(tài)，造型結(jié)束后，SLM的未造型粉末極易清除，而EBM的未造型粉末需要通過噴砂去除，但是復(fù)雜造型內(nèi)部會有難以去除的問題;需要額外的系統(tǒng)以制造真空工作環(huán)境。

EBM技術(shù)最早由瑞典Arcam公司研發(fā)并取得專利。EBM可用于模型、樣機的制造，也可用于復(fù)雜形狀的金屬零件的小批量生產(chǎn)。目前EBM主要應(yīng)用于航空航天，如制造起落架部件和火箭發(fā)動機部件等，同時可應(yīng)用于骨科植入物領(lǐng)域，目前已經(jīng)有成功案例。

EBM的材料多為金屬材料，不同的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)姸?、彈性、硬度、熱性能等要求有所區(qū)別，因此根據(jù)不同的用途需要進(jìn)行調(diào)配，一般為多金屬混合粉末合金材料，如目前主流的Ti6Al4V、鈷鉻合金、高溫銅合金等。

選擇性熱燒結(jié)（SHS）

選擇性熱燒結(jié)（Selective Heat Sintering， SHS）也是一種基于粉末床的增材制造技術(shù)，其工作過程與SLS有相似之處，區(qū)別在于SLS使用激光燒結(jié)粉末，SHS使用熱敏打印頭的熱量燒結(jié)熱敏性粉末。打印機控制熱敏打印頭在鋪設(shè)好的粉末上方選擇性地移動，打印頭的熱量將選區(qū)內(nèi)的粉末加熱至熔融溫度以上，粉末融化并粘結(jié)在一起，加工成當(dāng)前層。然后工作臺降低一個單位的高度，新的一層粉末鋪撒在已燒結(jié)的當(dāng)前層之上，設(shè)備調(diào)入新一層截面的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工，與前一層截面粘結(jié)，此程逐層循環(huán)直至整個物體成型。

SHS的優(yōu)點在于：材料和設(shè)備價格相對低廉;與其他粉末床打印技術(shù)一樣，無需額外的支撐結(jié)構(gòu)，可打印幾何形狀復(fù)雜的物體;多打印頭同時工作，可以打印復(fù)雜的幾何形狀。SHS的缺點包括：材料單一，僅包括熱塑性尼龍粉末;成型精度低;成型速度低。

SHS技術(shù)是由丹麥Blueprinter公司開發(fā)的。由于只能使用熱敏性塑料粉末，因此采用SHS技術(shù)打印出的物件強度有限，只能用于創(chuàng)意模型、模具的打印，暫時不能用于功能件的打印。但與涉及激光的3D打印機相比，該技術(shù)可以放置于辦公室環(huán)境中，從而成為桌面級3D打印機，可以與FDM技術(shù)形成重要的桌面級打印機的技術(shù)來源。

基于SHS的材料主要是熱敏性材料，如尼龍等，針對不同的構(gòu)件尼龍粉末的粒徑可能會有所不同，在打印結(jié)束后打印的最終部件會被未熔化的粉末所包圍，因此需要進(jìn)行后處理，這就要求材料要能夠易去除。

三維噴繪打?。?DP）

3DP是一種基于微噴射原理（從噴嘴噴射出液態(tài)微滴），按一定路徑逐層打印堆積成形的打印技術(shù)，這種技術(shù)和平面打印非常相似。3DP打印機主要部件為儲粉缸和成形室工作臺。打印時首先在成形室工作臺上均勻地鋪上一層粉末材料，接著打印頭按照零件截面形狀，將粘結(jié)材料有選擇性地打印到已鋪好的粉末層上，使零件截面有實體區(qū)域內(nèi)的粉末材料粘接在一起，形成截面輪廓，一層打印完后工作臺下移一定高度，然后重復(fù)上述過程。如此循環(huán)逐層打印直至工件完成，再經(jīng)后處理，得到成形制件。

3DP可以在粘結(jié)劑中添加顏料，制作彩色原型;但強度較低，只能做概念型模型，而不能做功能性試驗。同立體印刷、疊層實體制造和選擇性激光燒結(jié)快速成形技術(shù)相比，3DP不需要昂貴的激光系統(tǒng)，具有設(shè)備價格便宜、運行和維護(hù)成本低的優(yōu)勢。與熔融沉積快速成形技術(shù)相比，3DP可以在常溫下操作，具有運行可靠、成形材料種類多和價格低的優(yōu)勢。此外，與其它系統(tǒng)相比，3DP還有操作簡單、成形速度快、制件精度高、成形過程無污染、適合辦公室環(huán)境使用等優(yōu)點。

3DP技術(shù)于1993年由麻省理工學(xué)院的學(xué)者研發(fā)，1995年Z Corparation公司獲得了排他性的使用許可。3D System于2012收購了Z Corporation，繼續(xù)生產(chǎn)基于3DP技術(shù)的3D打印設(shè)備和材料，3D Systems公司Z printer系列是3DP技術(shù)代表產(chǎn)品。

立體光固化（SLA）

立體光固化（Stereo Lithography Appearance，SLA）是最早應(yīng)用的3D打印技術(shù)，在1986年由查爾斯·赫爾發(fā)明，并通過其成立的3D Systems實現(xiàn)商業(yè)化。

SLA的原理是利用紫外激光固化對紫外光非常敏感的液態(tài)樹脂材料（性能類似于塑料）予以成形。樹脂槽中盛滿液態(tài)光敏樹脂，在計算機控制下經(jīng)過聚焦的紫外激光束按照零件各分層的截面信息，對液態(tài)樹脂表面進(jìn)行逐點逐線掃描。被掃描區(qū)域的樹脂產(chǎn)生光聚合反應(yīng)瞬間固化，形成零件的一個薄層;當(dāng)一層固化后，工作臺下移一個層厚，在已固化的零件表面覆蓋一個工作層厚的液體樹脂，接著進(jìn)行下一層掃描固化，新的固化層與前面已固化層粘合為一體;如此反復(fù)直至整個零件制作完畢。

SLA的優(yōu)勢是成型速度快、精度高，可以做到微米級別，適合制作結(jié)構(gòu)復(fù)雜的模型;SLA是最早出現(xiàn)的快速成型制造工藝，成熟度最高，經(jīng)過時間的檢驗。

其缺點是，SLA所使用的光敏樹脂在未固化時有一定毒性;成型件多為樹脂類，強度、剛度和耐熱性有限，樹脂收縮導(dǎo)致精度下降，不利于長期保存;產(chǎn)品還需后處理，主要包括清洗、去除支撐、后固化以及表面打磨等;SLA的設(shè)備和材料成本都很高，SLA系統(tǒng)是要對液體進(jìn)行操作的精密設(shè)備，對工作環(huán)境要求苛刻;需要設(shè)計工件的支撐結(jié)構(gòu)，以便確保在成型過程中制作的每一個結(jié)構(gòu)部位都能可靠定位，支撐結(jié)構(gòu)需在未完全固化時手工去除，容易破壞成型件。

SLA應(yīng)用于航空航天、工業(yè)制造、生物醫(yī)學(xué)、藝術(shù)等領(lǐng)域的精密復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件快速制作，精度可達(dá)0.05毫米。美國3D Systems公司是SLA技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者，在全球市場占比最大。

數(shù)字光處理（DLP）

數(shù)字光處理（Digital Light Procession， DLP）中，大桶的聚合物被暴露在數(shù)字光處理投影機的安全燈環(huán)境下，暴露的液體聚合物快速變硬，然后設(shè)備的構(gòu)建盤以較小的增量向下移動，液體聚合物再次暴露在光線下。這個過程不斷重復(fù)，直到模型建成。最后排出桶中的液體聚合物，留下實體模型。

DLP和SLA比較相似，均是采用光敏樹脂作為打印材料，不同的是SLA的光線是聚成一點在面上移動，而DLP在打印平臺的頂部放置一臺高分辨率的數(shù)字光處理器投影儀，將光打在一個面上來固化液態(tài)光聚合物，逐層地進(jìn)行光固化，因此速度比同類型的SLA速度更快。

DLP技術(shù)的主要優(yōu)點包括：打印速度快、打印精度高、打印分別率高、物體表面光滑。主要缺點是機型造價高、DLP技術(shù)所用的液態(tài)樹脂材料較貴，并且容易造成材料浪費。

DLP的應(yīng)用非常廣泛，被應(yīng)用于對精度和表面光潔度要求高但對成本相對不敏感的領(lǐng)域，如珠寶首飾、生物醫(yī)療、文化創(chuàng)意、航空航天、建筑工程、高端制造。

材料噴射（PolyJet）

材料噴射成型是以色列Objet公司于2000年初推出的專利技術(shù)，它的成型原理與3DP有點類似，不過噴射的不是粘合劑而是聚合成型材料。

PolyJet的噴射打印頭沿X軸方向來回運動，工作原理與噴墨打印機十分類似，不同的是噴頭噴射的不是墨水而是光敏聚合物。當(dāng)光敏聚合材料被噴射到工作臺上后，UV紫外光燈將沿著噴頭工作的方向發(fā)射出UV紫外光，對光敏聚合材料進(jìn)行固化。完成一層的噴射打印和固化后，工作臺下降一個成型層厚，噴頭繼續(xù)噴射光敏聚合材料進(jìn)行下一層的打印和固化，直到整個工件打印制作完成。

PolyJet技術(shù)的主要優(yōu)點包括：打印質(zhì)量、精度高，高達(dá)16μm的層分辨率和0.1mm的精度，可確保獲得光滑、精準(zhǔn)部件和模型;清潔，適合于辦公室環(huán)境，PolyJet技術(shù)采用非接觸樹脂載入/卸載，支撐材料清除和噴頭更換都很容易;得益于全寬度上的高速光柵構(gòu)建，可實現(xiàn)快速的流程，可同時構(gòu)建多個項目，并且無需二次固化;由于打印材料品種多樣，可適用于不同幾何形狀、機械性能及顏色的部件。

PolyJet 技術(shù)的主要缺點：需要支撐結(jié)構(gòu);耗材成本相對較高，盡管與SLA一樣均使用光敏樹脂作為耗材，但價格比SLA的高;成型件強度較低，由于材料是樹脂，成型后的工件強度、耐久性都不是太高。

3D打印機分類

3D打印機主要分為工業(yè)級打印機和消費級打印機。通常把價格在5000美元以上的打印機稱為工業(yè)級打印機，而把價格在5000美元以下的3D打印機稱為消費級打印機（也叫個人級、桌面級打印機）。工業(yè)級打印機精度高、售價昂貴，通常面向大型企業(yè)、政府部門和科研機構(gòu)進(jìn)行銷售。個人級打印機的精確度較低，但是具有價格便宜和打印速度快的優(yōu)勢，是個人消費者或是中小型企業(yè)的最佳選擇。

工業(yè)級3D打印適用于小批量、造型復(fù)雜的非功能性零部件生產(chǎn)，大多在汽車、航天、醫(yī)藥公司等領(lǐng)域內(nèi)用于制造樣件和模具等，與傳統(tǒng)制造業(yè)形成互補;消費級3D打印機的應(yīng)用起源于業(yè)余愛好者，但隨著科技的發(fā)展和人們創(chuàng)新意識的增強，現(xiàn)在可以與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，開創(chuàng)新的商業(yè)模式。

工業(yè)級3D打印機

目前能生產(chǎn)工業(yè)級3D打印設(shè)備的制造商較少。代表企業(yè)有美國的3D Systems、Stratasys以及德國的ExOne等。其中，ExOne是專注于做工業(yè)級3D打印機（特別是金屬3D打印）的企業(yè)，產(chǎn)品往高精密方向發(fā)展。購買工業(yè)級3D打印機或3D打印服務(wù)的公司往往具有很強的財務(wù)能力，主要集中在消費電子領(lǐng)域、汽車領(lǐng)域、醫(yī)療以及航空制造等。

工業(yè)級3D打印機銷售規(guī)模仍較小，但市場潛力巨大。目前，全球工業(yè)級3D打印機出貨量不到1萬臺。先進(jìn)的工業(yè)級3D打印機售價可達(dá)到100萬美元以上，能夠制造金屬制水泵配件、航空部件，也能夠制造鈦制膝關(guān)節(jié)和助聽塑料耳朵等。

消費級3D打印機

消費級3D打印機價格較低，多使用塑料作為打印材料。起初大多數(shù)消費級3D打印機源于開源硬件設(shè)計，消費者為教育機構(gòu)、DIY愛好者等。為了將價格保持在消費者可以接受的范圍內(nèi)（目前售價大都在1000美元到2000美元之間），大部分消費級3D打印機所使用的材料為塑料，技術(shù)通常為熔融沉積成型（FDM）技術(shù)。

消費級3D 打印機銷售量增長迅猛。然而，由于相比工業(yè)級3D打印機，消費級3D打印機售價比較低，整體產(chǎn)值仍不是很大。

金屬3D打印機

金屬3D打印機打印可顯著提升產(chǎn)品性能。利用金屬3D打印機制造模具，可以實現(xiàn)非常復(fù)雜的熱流道設(shè)計，從而能夠很好地提升模具使用性能和產(chǎn)品品質(zhì)。有些金屬3D打印機還可以直接加工原型件以及最終產(chǎn)品，產(chǎn)品性能近似鍛件性能。

金屬3D 打印機近幾年銷量穩(wěn)定增長，但占工業(yè)級打印機的比例仍較低。雖然塑料目前仍是3D打印的最主要的材料（市場份額占到90%以上），但越來越多的金屬可被用于3D打印。

生物3D打印機

生物3D打印是3D打印技術(shù)研究最前沿的領(lǐng)域，是生物制造的一個分支。生物3D打印，是以三維設(shè)計模型為基礎(chǔ)，通過軟件分層離散和數(shù)控成型的方法，用3D打印的方法成型生物材料，特別是細(xì)胞等材料的方法。

生物3D打印分為四個層次：生物不相容不降解材料、生物相容不降解材料、生物相容降解材料、活細(xì)胞。目前技術(shù)上都可以實現(xiàn)。前兩者在大多數(shù)該領(lǐng)域?qū)嶒炇铱蓪崿F(xiàn)，如打印牙齒、關(guān)節(jié)等，后兩者特別是活細(xì)胞打印是目前研究的主攻方向。