3D打印機(jī)的種類(lèi)主要分為桌面級(jí)3D打印機(jī),工業(yè)級(jí)3D打印機(jī),生物3D打印機(jī)三大類(lèi)。而3D打印技術(shù)主要有:FDM,SLA,SLS,SLM,DLP,CLIP等至少十幾種(當(dāng)然很多技術(shù)名稱(chēng)都是廠(chǎng)家自己研發(fā)命名的)。
首先桌面級(jí)跟工業(yè)級(jí)的主要差別就是打印尺寸,打印精度以及材料的支持種類(lèi)。而生物3D打印機(jī)主要是由于其材料特殊,多為生物性水凝膠為基材,配合人體提取細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞定向培養(yǎng),從而最終成型再做人體植入。
自1980年代3D打印概念被提出至今已經(jīng)有近40年的發(fā)展歷程。從最早期的FDM,SLA技術(shù),至今延伸出眾多技術(shù),可謂是百家齊放,下面我們來(lái)說(shuō)說(shuō)幾種主流3D打印機(jī)是如何工作的:
FDM(熔融堆積)3D打印機(jī):其實(shí)就是逐層打印技術(shù),字面理解,將需要打印的材料一層層的鋪設(shè)在平面上,最終多層堆積起來(lái)形成固定的模型樣式。這一過(guò)程就類(lèi)似于蛋糕師給糕點(diǎn)上擠奶油,不同的路徑,量的多少,甚至不同的速度都會(huì)影響最終呈現(xiàn)出來(lái)的圖案樣式。
SLA(光固化)3D打印機(jī):就是以液態(tài)光敏樹(shù)脂為原材料,通過(guò)底板下紫外線(xiàn)光源對(duì)事先設(shè)定好的區(qū)域進(jìn)行照射,讓選定區(qū)域的光敏樹(shù)脂材料進(jìn)行固化,從而以點(diǎn)到線(xiàn),以線(xiàn)到面,逐層打印出立體模型。而后的LCD,DLP,CLIP基本都是基于此為原型進(jìn)行革新的技術(shù)。比如LCD,DLP相對(duì)于SLA技術(shù)來(lái)說(shuō),從原先的激光照射點(diǎn)變?yōu)檎丈涿?,這樣能夠在單位時(shí)間內(nèi)加快照射面積,從而縮減打印時(shí)間;而CLIP技術(shù)則更近一步,直接通過(guò)底部光源照射的過(guò)程中持續(xù)拉升模型,在半固體與空氣接觸的臨界層進(jìn)行最終固化,在 DLP的基礎(chǔ)上近一步提升了打印速度。
SLS(激光選取熔融)3D打印機(jī):主要是以尼龍粉末為主要原料,通過(guò)高熱激光按照預(yù)選位置進(jìn)行高溫?zé)崴艹尚停@類(lèi)技術(shù)主要是用于工業(yè)領(lǐng)域?qū)Σ牧嫌刑厥庑枨蟮目蛻?hù)群體。據(jù)
與此相似的還有SLM技術(shù),兩者主要的差別是3D打印材料的區(qū)別,SLM技術(shù)是應(yīng)用金屬粉末材料,目前3D打印機(jī)的革新主要是激光頭的個(gè)數(shù),激光頭的功率以及金屬材料的種類(lèi)多少為出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行不斷升級(jí)。