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FDM 熔融沉積成型：3D打印如何走進千家萬戶

FDM，是目前應(yīng)用很廣泛也很深入民間的技術(shù)。該技術(shù)不涉及激光、高溫、高壓等危險環(huán)節(jié)，是成本較低的3D打印技術(shù)。FDM早由美國Stratasys公司的創(chuàng)始人Scott Crump發(fā)明，2009年FDM技術(shù)關(guān)鍵專利到期，很多人可以參與改進這項技術(shù)，于是FDM不斷進化，使得3D打印機變得更為便宜、輕便，3D打印機開始逐漸進入普通人的生活。全球巨大的桌面級3D打印公司之一MakerBot就是基于此項技術(shù)迅猛發(fā)展起來的。從某種意義上說，3D打印為更多的人打開了首飾設(shè)計的世界，每個人都可以為自己設(shè)計啦。

SLA立體光固化成型工藝

自上而下還是自下而上？

在早期的SLA技術(shù)中，光源都是位于樹脂槽上方（Top），每固化一層，打印平臺會向下移動(down)，所以稱為Top down結(jié)構(gòu)，也稱為自由液面式結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)中，固化發(fā)生在光敏樹脂和空氣的界面上，所以如果使用丙l烯酸類樹脂，就可能有強烈的氧阻聚效應(yīng)，導(dǎo)致打印失敗。同時，由于固化發(fā)生在光敏樹脂的液面，所以打印高度與樹脂槽深度有關(guān)：如果需要打印一個1米高的打印件，就需要1米深的樹脂。每次打印時，所需要的樹脂遠(yuǎn)多于固化的樹脂。這樣可能造成浪費，也給更換不同種類的樹脂帶來了不便。自由液面式結(jié)構(gòu)的SLA打印機一般都需要加裝液面控制系統(tǒng)，成本較高。由于未燒結(jié)的粉末可以對模型的空腔和懸臂部分起支撐作用，不必像FDM和SLA工藝那樣另外設(shè)計支撐結(jié)構(gòu)，可以直接生產(chǎn)形狀復(fù)雜的原型及部件。這樣就是為什么我們一般只在工業(yè)級SLA上看到自由液面式結(jié)構(gòu)。

高分子材料的燒結(jié)

在高分子材料中，經(jīng)常使用的材料包括聚碳酸酯（PC）、聚苯l乙烯粉（PS）、ABS、尼龍（PA）、尼龍與玻璃纖維的混合物、蠟等。高分子材料具有較低的成形溫度，燒結(jié)所需的激光功率小，熔融黏度較高，沒有金屬粉末燒結(jié)時較難克服的“球化”效應(yīng)，因此，高分子粉末是目前應(yīng)用較多也是應(yīng)用較成功的SLS材料。ABS、PLA、PC、lPP等熱塑性材料均可作為FDM技術(shù)的成型材料。

尼龍材料因具有強度高、耐磨性好、易于加工等優(yōu)點使其在SLS 3D打印領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。同時，可以在尼龍材料中加入玻璃微珠、碳纖維等材料，從而提高尼龍的機械性能、耐磨性能、尺寸穩(wěn)定性能和抗熱變形性能。