7 种常见 3D 打印技术分析

光固化涵盖 SLA、DLP 和 LCD 打印。成形平台降入液态光敏树脂槽中，光源逐层固化。层高为 0.025–0.1 mm，因此表面光滑，细小特征保持良好。问题在树脂：多数配方脆性大，且在紫外线下会老化，所以零件最适合做外形与装配检查、模具母模和外观模型，而非承载件。

材料挤出即 FDM。热塑性线材被加热并挤出喷嘴，沿每条刀路铺下一道料。ABS、PC、PETG 和 PA-CF 都这样打印，这使其成为制作大型支架或壳体的最便宜途径。侧壁有层纹，Z 向强度明显低于 XY 平面，任何优于 ±0.3 mm 的要求都需要后处理。

两者的分歧在于各向异性。固化树脂在成形平面内接近各向同性；挤出塑料则不是。如果零件在层间承受载荷，应换一种工艺打印，或计划加工金属嵌件。

激光粉末床熔融铺一层薄薄的聚合物或金属粉末，用激光或电子束熔化。SLS 和 MJF 使用尼龙，通常是 PA12 或 PA11，产出强度高、略有孔隙的零件，且无需去除支撑结构。金属版本（DMLS、SLM、EBM）在 Ti-6Al-4V、316L 和 Inconel 中达到全密度，因此常见于航空航天和医疗领域。

粉末床熔融的代价是表面质量和成本。成形表面约为 Ra 8–15 μm，内部通道也保留这种纹理。金属粉末昂贵，每次成形都需要去应力和去除支撑。对于有关键内孔或密封面的零件，应预留二次机加工工序。

粘结剂喷射走另一条路线。打印头将粘结剂沉积到粉末上，生坯固化后烧结或浸渗。产能高，可一次处理大量小零件。烧结时尺寸收缩显著，因此孔和基准通常需要在炉处理后机加工。

支撑去除是这里的分界线。SLS 和 MJF 零件出粉即用；金属粉末床和粘结剂喷射零件几乎总需要切割、热处理和精加工后才能装配。

材料喷射像光敏树脂的喷墨打印机。打印头沉积树脂液滴，紫外灯逐道固化。多材料和多色成形是常规操作，尺寸精度在所有聚合物工艺中名列前茅。它也是单件成本最高的，且树脂在阳光下会老化。适合全彩模型、类包胶原型以及牙科或助听器壳体。

定向能量沉积将金属粉末或丝材送入激光或电弧下的熔池。它不是小零件工艺。沉积速率高，工作范围可以很大，因此适合修复磨损的轴、在现有锻件上增加法兰，以及将在铣床上精加工的近净形预制件。沉积态表面粗糙，公差与粉末床相比更松。

片材层压将纸、塑料或金属片材堆叠粘合，然后用刀或激光切割轮廓。成本低，零件大，但材料种类少，层间可能分层。它仍用于砂型铸造模样和建筑模型，不用于功能硬件。

综合来看，后三种填补了前四种无法覆盖的空白：全彩、大型金属和廉价大几何形状。在公差重要的地方，它们都不能替代机加工表面。

几何形状有机、批量为一两件或交期只有几天时，打印占优。尺寸、表面或材料性能有严格规定时，机加工占优。我们自己的车间在金属上保持 ±0.005 mm，精加工表面达 Ra 0.2–0.8 μm，这是任何成形态打印都达不到的。

常见路径是混合制造。打印近净形，然后机加工内孔、密封面、螺纹和基准。这样既保留打印的减重内部点阵，又在零件与其他件接触处提供真正的金属表面。金属粉末床加五轴精加工现已成为小型航空航天和医疗支架的常规路线。

在假设打印可行之前，先核对材料标注。如果图纸指定 7075、17-4PH 或 316L 并附硬度要求，打印无法在相同状态下达到。打印 316L 适合流道件，不适合耐磨表面。

螺纹值得单独说明。M6 以下的打印螺纹不可靠，通常打印后钻孔攻丝。任何需要间隙或过盈配合的部位同理。如果打印件就是成品，应设计间隙和打印退刀槽，让丝锥有去处。