增材製造或 3D 打印可降低成本、節省時間並超越產品開發製造工藝的限制。從快速原型製作中的概念模型和功能原型到製造中的夾具、固定裝置甚至最終用途零件，3D 打印技術在各種應用中提供了多功能解決方案。
在過去的幾年中，高分辨率 3D 打印機變得更實惠、更易於使用且更可靠。因此，現在更多企業可以使用 3D 打印技術，但在各種相互競爭的 3D 打印解決方案之間進行選擇可能會很困難。
哪種技術適合您的特定應用？有哪些材料可供選擇？您需要什麼設備和培訓才能開始？成本和投資回報如何？
在本文中，我們將仔細研究當今最成熟的三種塑料 3D 打印工藝：熔融沈積成型 (FDM)、立體光刻 (SLA) 和選擇性激光燒結 (SLS)。試圖在 FDM 和 SLA 3D 打印機之間做出決定？查看我們深入的 FDM 與 SLA 比較。
熔融沉積成型
熔融沈積成型 (FDM)，也稱為熔融長絲製造 (FFF)，是消費級最廣泛使用的 3D 打印形式，由愛好者 3D 打印機的出現推動。 FDM 3D 打印機通過熔化和擠出熱塑性長絲來構建零件，打印機噴嘴將其逐層沉積在構建區域。
FDM 適用於一系列標準熱塑性塑料，例如 ABS、PLA 及其各種混合物。 該技術非常適合基本的概念驗證模型，以及簡單零件的快速和低成本原型製作，例如通常可以加工的零件。
FDM 零件往往具有可見的層線，並且可能在復雜特徵周圍顯示不准確。 此示例是在帶有可溶性支撐的 Stratasys uPrint 工業 FDM 3D 打印機上打印的（機器起價 15,900 美元）。
與 SLA 或 SLS 相比，FDM 具有最低的分辨率和精度，並且不是打印複雜設計或具有復雜特徵的零件的最佳選擇。 通過化學和機械拋光工藝可以獲得更高質量的飾面。 工業 FDM 3D 打印機使用可溶性支撐來緩解其中一些問題並提供更廣泛的工程熱塑性塑料，但它們的價格也很高。
立體光刻 (SLA)
Stereolithography 是世界上第一個 3D 打印技術，發明於 1980 年代，至今仍是最受專業人士歡迎的技術之一。 SLA 樹脂 3D 打印機使用激光在稱為光聚合的過程中將液態樹脂固化成硬化塑料。
SLA 零件在所有塑料 3D 打印技術中具有最高的分辨率和精度、最清晰的細節和最光滑的表面光潔度，但 SLA 的主要優勢在於其多功能性。 材料製造商創造了具有廣泛光學、機械和熱性能的創新 SLA 光聚合物樹脂配方，以匹配標準、工程和工業熱塑性塑料。
SLA 零件具有鋒利的邊緣、光滑的表面光潔度和最少的可見層線。 此示例部件是在 Formlabs Form 3 桌面 SLA 3D 打印機上打印的（機器起價 3,750 美元）。
對於需要嚴格公差和光滑表面（例如模具、圖案和功能部件）的高度詳細的原型，SLA 是一個很好的選擇。 SLA 廣泛用於從工程和產品設計到製造、牙科、珠寶、模型製作和教育的一系列行業。
選擇性激光燒結 (SLS)
選擇性激光燒結是工業應用中最常見的增材製造技術，因其能夠生產強大的功能部件而受到不同行業的工程師和製造商的信賴。
SLS 3D 打印機使用高功率激光融合小顆粒聚合物粉末。 未熔融的粉末在打印過程中支撐部件，無需專用支撐結構。 這使得 SLS 成為複雜幾何形狀的理想選擇，包括內部特徵、底切、薄壁和負特徵。 使用 SLS 打印生產的零件具有出色的機械特性，其強度類似於注塑成型零件。
SLS 零件的表面光潔度略顯粗糙，但幾乎沒有可見的層線。 該示例部件是在 Formlabs Fuse 1 台式 SLS 3D 打印機上打印的（機器起價 18,500 美元）。
選擇性激光燒結最常見的材料是尼龍，這是一種流行的工程熱塑性塑料，具有出色的機械性能。 尼龍重量輕、強度高、柔韌，並且對沖擊、化學品、熱、紫外線、水和污垢具有穩定性。
每個零件的低成本、高生產率和成熟材料的結合使 SLS 成為功能原型設計工程師的熱門選擇，並且是有限運行或橋樑製造的注塑成型的一種具有成本效益的替代方案。
比較 FDM、SLA 和 SLS 3D 打印技術
每種3D打印技術都有自己的長處、短處和要求，適用於不同的應用和業務。 下表總結了一些關鍵特徵和注意事項。
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熔融沉積成型
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立體光刻 (SLA)
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選擇性激光燒結 |
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分辨率 |
★★☆☆☆ |
★★★★★ |
★★★★☆ |
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準確性 |
★★★★☆ |
★★★★★ |
★★★★★ |
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表面處理難度 |
★★☆☆☆ |
★★★★★ |
★★★★☆ |
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打印體積 |
★★★☆☆ |
★★★★☆ |
★★★★★ |
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設計難度 |
★★★☆☆ |
★★★★☆ |
★★★★★ |
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易用程度 |
★★★★★ |
★★★★★ |
★★★★☆ |
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優點 |
低成本機器和材料簡單、小零件的快速簡便 |
高準確率 光滑的表面光潔度 打印速度快 功能應用範圍 |
功能強大的部件 設計自由度 無需支撐結構 |
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缺點 |
精度低 低細節 有限的設計兼容性 |
對長時間暴露在紫外線下敏感 |
粗糙的表面光潔度 有限的材料選擇 |
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應用 |
低成本快速成型 基本概念驗證模型 |
功能性樣板、模具和工具 牙科應用 珠寶原型製作和鑄造 模型製作 |
功能性樣板，短期、橋樑或定制製造 |
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打印尺寸 |
高達 300 x 300 x 600 毫米（台式和台式 3D 打印機） |
高達 300 x 335 x 200 毫米（台式和台式 3D 打印機） |
高達 165 x 165 x 300 毫米（台式工業 3D 打印機） |
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材料 |
標準熱塑性塑料，例如 ABS、PLA 及其各種混合物。 |
各種樹脂（熱固性塑料）。 標準、工程（類 ABS、類 PP、柔性、耐熱）、可澆注、牙科和醫療（生物相容性）。 |
工程熱塑性塑料。 尼龍 11、尼龍 12 及其複合材料。 |
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人工要求 |
關於構建設置、機器操作和精加工的小型培訓； 適度的維護培訓。
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即插即用。 關於構建設置、維護、機器操作和精加工的小型培訓。
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關於構建設置、維護、機器操作和精加工的適度培訓。
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環境要求 |
空調環境或最好為台式機定制通風。
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台式機適用於辦公環境。
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對台式系統空間要求適中的車間環境。
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輔助設備 |
帶有可溶性支撐（可選自動化）、精加工工具的機器的支撐移除系統。 |
清洗站和後固化站（都可以自動化），整理工具。 |
用於零件清潔和材料回收的後處理站。 |