五类3D打印技术速度PK战：究竟花落谁家?

 　　3D打印机的神奇之处在于，其既能打印塑料、树脂，同时还能打印金属、陶瓷等更多不为寻常的材料。当然，打印的材料不同意味着与其匹配的打印技术也就不同。那么，不同的3D打印技术之间，论其打印速度与精度，谁更胜一筹呢?今天，不妨随笔者一起做个横向评比，看看究竟花落谁家。

　　五类3D打印技术速度PK战：究竟花落谁家?
  　　熔融沉积(FDM)
  　　FDM又叫熔丝沉积，是一种最为常见的3D打印技术，很多民用的桌面级3D打印机采用此技术，多采用PLA或ABS线材。其工作原理就是将丝状热熔性材料加热熔化，通过一个或多个微细喷嘴挤出，遇冷凝固成型。
  　　FDM 3D打印技术
  　　其优点在于，打印系统可用于办公环境或是家庭中，一次成型且易于操作。独有的水溶性支撑技术，令其在去除支撑结构时易如反掌，3D打印所需线材易于搬运以及更换，且颜色丰富;不足的是，FDM技术在成型精度上较差，打印对象的表面光洁度也待改进，成型速度慢。
  　　立体平板印刷技术(SLA)
  　　与FDM技术呈鲜明对比的是SLA技术。采用SLA技术的3D打印机，位于树脂池底部有一个透光的窗口(通常是玻璃材质)。将打印平台下降贴近窗口，中间的缝隙则是液态的树脂。紫外线透过玻璃照射树脂，使很薄的一层树脂快速聚合成为固体。
  　　SLA技术的打印速度会随着所照射紫外线强度的增加，聚合速度也会随之加快。但这并不意味着越快越好，速度过快，会使固化的树脂黏在玻璃窗口，令其与打印平台粘合在一起，导致打印失败。实际上，真正影响打印速度不是树脂聚合，而是平台的机械运动，因为在打印过程中存在停顿。
  　　当然，世间不存在百分之百完美的事物。时间久了，树脂会吸收空气中的水分，导致软薄部分弯曲卷翅。耗材方面，支持SLA打印的材料种类有限，必须是光敏树脂，且对环境有一定的污染甚至令皮肤过敏，此外，需为打印对象设计支撑结构，确保其在成型过程中制作的每一个结构部位都能可靠定位。尽管如此，SLA打印技术的优点依旧显著，打印精度高、系统工作稳定同时分辨率也较高，成品表面光滑等等。
  　　CLIP、Polyjet与惠普Multi-Jet Fusion技术
  　　CLIP技术
  　　如果说SLA大大提升了3D打印精度与速度，那么下面出场的CLIP技术，可谓连续液体界面生产技术的高阶版，整个3D打印过程连续无停顿。该技术由Carbon3D公司推出，可将3D打印过程提速25-100倍。利用光和氧气连续地从树脂材料中逐出模型，而非传统的逐层打印，将其称为“连续液界面生产工艺”。
  　　CLIP技术打破了以往3D打印精度与速度不可兼得的困境。连续的照射过程，令打印速度不再受切片层数量的影响，而仅仅取决于紫外线照射时的聚合速度以及聚合的粘性，而切片层厚决定最终成品的表面精度。经试验验证，在1微米的切片精度下，打印出了肉眼难以辨识的光滑表面。目前，CLIP技术原型3D打印机可打印50微米至25厘米的物体，前景不可限量。
  　　Polyjet技术
  　　Objet Geometries公司于2000年推出了Polyjet技术，采用非接触树脂处理与喷水清除支持材料，其工作原理是以超薄层的状态，将艺术感光聚合材料一层一层地喷射到构建托盘上，每一层感光聚合材料在被喷射后立即用紫外线光照射凝固，可立即进行搬运与使用，无需事后凝固。
  　　实际上，Polyjet技术的优势不在其打印速度，而是在于多种材料的混合喷射。打印质量高，精密喷射与构建材料性能可保证细节精细与薄壁。耗材上，采用非接触树脂载入/卸载，容易清除支持材料，容易更换喷射头，更适合办公室环境。此外，材料多种多样，适用于不同形状、机械性能和颜色的部件，所有类型的模型均使用相同的支持材料，因而能够快速便捷地变换材料。
  　　惠普多射流熔融3D打印技术
  　　最后，我们再来说说惠普2014年末推出的Multi-Jet Fusion技术。该项技术的惊人之处在于，是以惠普现有的热喷墨技术为基础，将喷头做成孔径细小、密度极高的阵列，喷头一次的单向运动就可以完成一层喷射材料的覆盖。
  　　实际上，Multi-Jet Fusion技术旨在解决当下3D打印技术所面临的速度、精度、成本三大问题。其工作方式很有趣：先铺一层粉末，然后喷射熔剂，与此同时喷射一种精细剂，确保打印对象边缘的精细度。之后，再在上面施加一次热源，这层就算大功告成，以此类推直到3D对象完成。
  　　Multi-Jet Fusion技术的打印速度，将快于市场上任何3D打印技术10倍以上，而且兼顾精度和强度。为此，惠普提供了一组统计数据，使用他们的新多喷头熔融技术批量生产1000个齿轮，只需3个小时，而使用高品质的激光烧结设备，至少需要38小时。此外，其喷射系统每秒可喷出3.5亿滴液滴，打印精度高达20微米。