1.3　3D打印的分类

目前，在国际上比较认可的3D打印分类方法是美国材料与试验协会（ASTM）F42国标委员会制定的分类标准ASTM F2972。基于ASTM F2972标准，可以将3D打印工艺分为图1-2所示的7种类型：熔融沉积成形技术（fused deposition modeling）；光固化成形技术（vat photopolymerization）；粉末床熔融成形技术（powder bed fusion）；材料喷射成形技术（material jetting）；黏合剂喷射成形技术（binder jetting）；定向能量沉积技术（direct energy deposition）；层积成形技术（sheet lamination）。

图1-2　3D打印（增材制造）技术的分类

（1）熔融沉积成形技术

熔融沉积成形技术，标准ASTM F2972中称为“material extrusion”，直译为“材料挤出”，顾名思义就是基于材料挤出工艺的增材制造技术，业内通常称为熔融沉积成形技术（fused deposition modeling，FDM）。熔融沉积技术是最常用的3D打印工艺之一，其原理是将丝状的热熔性材料加热熔化，再通过一个带有细微喷嘴的喷头挤出来，挤出来的热熔材料沉积在底板上或者前一层已经固化的材料上，温度低于固化温度时，材料就会固化，通过热熔性材料的层层沉积，最终将制品成形。

（2）光固化成形技术

光固化成形技术是一类利用光敏材料在光照射下固化成形的3D打印技术，打印材料主要是光敏树脂，一般为液态。打印过程主要是利用紫外线光固化每一层所需要固化树脂的区域，而平台在每一层固化完成后向下移动已经固化的实体，直到最后整个实体完成成形。

（3）粉末床熔融成形技术

粉末床熔融成形技术通常被称为铺粉式3D打印技术。其原理是先利用水平铺粉辊将粉末平铺到打印机的基板上，再通过激光束（电子束）按照CAD分层模型所获得的数据，对基板上的粉末进行选择性的熔化，加工出当层模型的区域。然后下降一个层高，进行下一层区域的成形。

（4）材料喷射成形技术

材料喷射成形技术是利用喷嘴喷出材料液滴，液滴沉积在工作平台上或者沉积在上一层材料上，并使得上一层的材料部分软化，从而使两层材料很好地结合在一起，当所有层都结合在一起后，最终形成3D打印零件。材料喷射成形技术原理与黏合剂喷射成形技术原理类似。

（5）黏合剂喷射成形技术

黏合剂喷射成形技术又被称为三维印刷（Three-Dimensional Printing，3DP）。这种工艺采用两种材料：一种是粉末材料，另一种是液态的黏合剂，通过打印头的喷嘴将液态的黏合剂喷到粉末里，从而将一层粉末在所选择的区域里进行黏合，层与层之间也会通过黏合剂的渗透作用黏结在一起。

（6）定向能量沉积技术

定向能量沉积技术是通过金属粉末或者金属丝在产品的表面上熔融固化来制造工件的，激光或电子束能量源在沉积区域产生熔池并高速移动，材料以粉末或丝状直接送入高温熔区，熔化后逐层沉积。从粉末的运输方式上来说，通常被称为送粉式3D打印。

（7）层积成形技术

层积成形技术又被称为薄材叠层技术，其原理是位于上方的切割工具首先按照分层CAD模型所获的数据，将一层薄层材料按零件的截面轮廓进行切割；然后，新的一层纸叠加在工作平台或上一层材料上，用切割工具再次进行切割；切割时工作台连续下降，直至完成零件的制作；切割掉的纸仍留在原处，起支撑和固定作用；最后，让单面涂有热熔胶的卷筒纸通过热压装置实现层层黏合。主要材料是可黏结的带状薄层材料（如涂覆纸、PVC卷状薄膜），切割工具通常为激光束和刻刀。