3d打印中5種金屬3D打印技術(shù)原理，隨著科技發(fā)展及推廣應(yīng)用的需求，利用快速成型直接制造金屬功能零件成為了快速成型主要的發(fā)展方向。目前可用于直接制造金屬功能零件的主要金屬3D打印工藝有：包括選擇性激光燒結(jié)技術(shù)、直接金屬粉末激光燒結(jié)、選擇性激光熔化技術(shù)、激光近凈成形技術(shù)和電子束選擇性熔化技術(shù)等。

一、選擇性激光燒結(jié)（SLS）
選擇性激光燒結(jié)，顧名思義，所采用的冶金機(jī)制為液相燒結(jié)機(jī)制，成形過程中粉體材料發(fā)生部分熔化，粉體顆粒保留其固相核心，并通過后續(xù)的固相顆粒重排、液相凝固粘接實(shí)現(xiàn)粉體致密化。

二、選擇性激光熔化（SLM）
SLM技術(shù)是在SLS基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，二者的基本原理類似。SLM技術(shù)需要使金屬粉末完全熔化，直接成型金屬件，因此需要高功率密度激光器激光束開始掃描前，水平鋪粉輥先把金屬粉末平鋪到加工室的基板上，然后激光束將按當(dāng)前層的輪廓信息選擇性地熔化基板上的粉末，加工出當(dāng)前層的輪廓，然后可升降系統(tǒng)下降一個(gè)圖層厚度的距離，滾動(dòng)鋪粉輥再在已加工好的當(dāng)前層上鋪金屬粉末，設(shè)備調(diào)入下一圖層進(jìn)行加工，如此層層加工，直到整個(gè)零件加工完畢。整個(gè)加工過程在抽真空或通有氣體保護(hù)的加工室中進(jìn)行，以避免金屬在高溫下與其他氣體發(fā)生反應(yīng)。

三、電子束選擇性熔化（EBSM）原理
類似激光選擇性燒結(jié)和激光選擇性熔化工藝，電子束選擇性熔化技術(shù)（EBSM）是一種采用高能高速的電子束選擇性地轟擊金屬粉末，從而使得粉末材料熔化成形的快速制造技術(shù)。EBSM技術(shù)的工藝過程為：先在鋪粉平面上鋪展一層粉末；然后，電子束在計(jì)算機(jī)的控制下按照截面輪廓的信息進(jìn)行有選擇的熔化，金屬粉末在電子束的轟擊下被熔化在一起，并與下面已成形的部分粘接，層層堆積，直至整個(gè)零件全部熔化完成；最后，去除多余的粉末便得到所需的三維產(chǎn)品。上位機(jī)的實(shí)時(shí)掃描信號(hào)經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換及功率放大后傳遞給偏轉(zhuǎn)線圈，電子束在對(duì)應(yīng)的偏轉(zhuǎn)電壓產(chǎn)生的磁場(chǎng)作用下偏轉(zhuǎn)，達(dá)到選擇性熔化。經(jīng)過十幾年的研究發(fā)現(xiàn)對(duì)于一些工藝參數(shù)如電子束電流、聚焦電流、作用時(shí)間、粉末厚度、加速電壓、掃描方式進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)。作用時(shí)間對(duì)成型影響最大。

四、激光熔覆式成型技術(shù)（LMD）
激光熔化沉積（Laser Metal Deposition，LMD）于上世紀(jì)90年代由美國(guó)Sandia國(guó)家實(shí)驗(yàn)室首次提出，隨后在全世界很多地方相繼發(fā)展起來，由于許多大學(xué)和機(jī)構(gòu)是分別獨(dú)立進(jìn)行研究的，因此這一技術(shù)的名稱繁多，雖然名字不盡相同，但是他們的原理基本相同，成型過程中，通過噴嘴將粉末聚集到工作平面上，同時(shí)激光束也聚集到該點(diǎn)，將粉光作用點(diǎn)重合，通過工作臺(tái)或噴嘴移動(dòng)，獲得堆積的熔覆實(shí)體。

五、直接金屬粉末激光燒結(jié)（DMLS）
SLS制造金屬零部件，通常有兩種方法，其一為間接法，即聚合物覆膜金屬粉末的SLS；其二為直接法，即直接金屬粉末激光燒結(jié)（DirectMetalLaserSintering， DMLS）。自從1991年金屬粉末直接激光燒結(jié)研究在Leuvne的Chatofci大學(xué)開展以來，利用SLS工藝直接燒結(jié)金屬粉末成形三維零部件是快速原型制造的最終目標(biāo)之一。與間接SLS技術(shù)相比，DMLS工藝最主要的優(yōu)點(diǎn)是取消了昂貴且費(fèi)時(shí)的預(yù)處理和后處理工藝步驟。

在第三次工業(yè)革命中，《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》雜志將3D打印技術(shù)視為第三次工業(yè)革命的重要標(biāo)志之一。3d打印技術(shù)已成為制造現(xiàn)代模型、模具和零件的有效手段。 簡(jiǎn)化了產(chǎn)品的制造過程，縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期，提高了效率，降低了成本.. 它的發(fā)展將深刻影響先進(jìn)制造業(yè)、工業(yè)設(shè)計(jì)業(yè)、生產(chǎn)***業(yè)、文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)、電子商務(wù)產(chǎn)業(yè)和制造業(yè)信息化工程。
三維打印技術(shù)是制造業(yè)發(fā)展迅速的一項(xiàng)新技術(shù)。它被稱為具有工業(yè)革命意義的制造技術(shù)。使用這一技術(shù)的主要過程是利用計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)三維加工風(fēng)格，然后通過特定的成型設(shè)備(通常稱為3D打印機(jī))逐層打印出產(chǎn)品。
3D打印是增材制造的主要形式。材料添加制造的概念不同于傳統(tǒng)的去除制造。附加材料制造不需要原胚和模具。它可以根據(jù)計(jì)算機(jī)圖形數(shù)據(jù)直接生成任意形狀的物體，簡(jiǎn)化制造過程，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，提高效率，降低成本。
3D打印何時(shí)能夠走進(jìn)尋常百姓家
讓我們來分析3D打印技術(shù)能讓我們與眾不同，以及人們是否迫切需要這樣一種不同的東西。3d打印技術(shù)作為一種新技術(shù)，在許多方面給我們帶來了方便和個(gè)性化。例如，工業(yè)生產(chǎn)可以為我們節(jié)省大量的模具成本等等，它們也被用于醫(yī)藥、教育、科學(xué)研究、設(shè)計(jì)等行業(yè)，在這些行業(yè)中具有無限的發(fā)展?jié)摿ΑＦ胀ǖ腄IY愛好者也用3D打印機(jī)為我們帶來了很多新奇奇妙的3D打印產(chǎn)品。但是，如果你走進(jìn)普通百姓的房子，作為一種家用電器，還有一段路要走。首先，目前3D打印機(jī)的市場(chǎng)和3D打印技術(shù)的現(xiàn)狀可能無法滿足普通消費(fèi)者的消費(fèi)需求。此外，價(jià)格也對(duì)3D打印進(jìn)入普通家庭有一定影響。雖然很多企業(yè)都在大力發(fā)展1000元級(jí)別的3D打印機(jī)，但這并沒有將3D打印推向大眾市場(chǎng)。什么福音？從根本上講，我認(rèn)為降低價(jià)格比考慮市場(chǎng)上的3D打印機(jī)能給普通消費(fèi)者帶來什么以及廣大普通消費(fèi)者需要什么更好。如果“帶來”和“需要”不謀而合，3D打印將很快在普通消費(fèi)者手中實(shí)現(xiàn)。然而，兩者的重合可能仍然是由于目前3D印刷的技術(shù)能力和傳統(tǒng)制造業(yè)的力量，導(dǎo)致3D打印不那么快進(jìn)入普通百姓的家中，而不是那么快地經(jīng)過這樣一個(gè)積累和發(fā)展的過程，3D打印機(jī)*終會(huì)變成一樣的普通家用電器。
如何使用3D打印技術(shù)-3D打印
現(xiàn)在3D打印非常喜歡消費(fèi)者。隨著高新技術(shù)的發(fā)展，許多人會(huì)選擇一些好的產(chǎn)業(yè)來發(fā)展?，F(xiàn)在國(guó)家將鼓勵(lì)人們自己創(chuàng)業(yè)。初創(chuàng)企業(yè)之間的大部分資金來自國(guó)家。所以現(xiàn)在大多數(shù)人會(huì)選擇3D打印來創(chuàng)業(yè)。印刷業(yè)前途光明。
在普通生活中使用的普通打印機(jī)可以打印計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的表面物品，所謂的3D打印機(jī)基本上與普通打印機(jī)的打印機(jī)相同，不同之處在于打印材料有點(diǎn)不同，而普通打印機(jī)的打印材料是墨水和紙張，3D打印機(jī)配備有不同的"該印刷材料"，如金屬、陶瓷、塑料、沙子等。它是真正的原料。打印機(jī)與計(jì)算機(jī)連接。它可以由計(jì)算機(jī)控制以覆蓋"打印數(shù)據(jù)"的下一層。*會(huì)計(jì)機(jī)器的藍(lán)圖*終變成了一個(gè)對(duì)象。簡(jiǎn)單地說，3D打印機(jī)是一種可以“打印”真實(shí)3D物體的設(shè)備，例如玩具車、機(jī)器人、各種模型、食物等。原因是，"該打印機(jī)"是對(duì)通用打印機(jī)的技能原理的參考，它類似于由于分層處理的過程導(dǎo)致的噴墨打印。
目前，3D打印技術(shù)在大眾消費(fèi)、工業(yè)、生物工程等領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)開始，并具有不同的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。在歐洲和美國(guó)，3D印刷的流行率高于中國(guó)。2012年，世界3D印刷行業(yè)產(chǎn)值12億-13億元，中國(guó)約10億元。美國(guó)和德國(guó)的3D打印產(chǎn)值約占行業(yè)總收入的80%。中國(guó)的市場(chǎng)規(guī)模與日本相同。在大眾消費(fèi)領(lǐng)域，中國(guó)正在推出3D攝影館和3D創(chuàng)作者，杭州、北京、西安、上海等城市也相繼開設(shè)了3D攝影館。如何將3D打印技術(shù)應(yīng)用于大眾消費(fèi)領(lǐng)域，尚缺乏成熟的商業(yè)模式。這個(gè)問題不僅存在于大眾消費(fèi)層面，也存在于產(chǎn)業(yè)層面和生物工程層面。傳統(tǒng)工業(yè)企業(yè)的經(jīng)營(yíng)模式是生產(chǎn)設(shè)備和銷售設(shè)備。無論市場(chǎng)用戶的需求如何，設(shè)備都是在上市前生產(chǎn)的。目前，3D打印產(chǎn)業(yè)仍走傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的老路?！?D打印要全面替代傳統(tǒng)制造業(yè)，以后就不用工廠、不用車間、不用工人，不用出門，自己就能在家打印想要的任何東西”
在傳統(tǒng)的制造領(lǐng)域中，開模是一個(gè)令人**、費(fèi)時(shí)、難、成本高的問題.三維打印技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)（模型設(shè)計(jì)）中得到了廣泛的應(yīng)用。任何能夠設(shè)計(jì)復(fù)雜個(gè)性化產(chǎn)品的人，都可以通過3D打印技術(shù)打印出模型，甚至直接生產(chǎn)制造產(chǎn)品。因此，3D打印核心的意義體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式不能生產(chǎn)出個(gè)性化、高復(fù)雜度的產(chǎn)品，可以直接通過3D打印技術(shù)來制造；二是傳統(tǒng)的打印方法雖然可以生產(chǎn)制造，但投入成本太大，周期太長(zhǎng)，通過三維打印技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)快速、方便、縮短周期和降低成本的目的。三維打印技術(shù)作為傳統(tǒng)生產(chǎn)方式的重大變革，是對(duì)傳統(tǒng)生產(chǎn)方式的有益補(bǔ)充。

增材制造技術(shù)的優(yōu)勢(shì)
2.1設(shè)計(jì)自由度在機(jī)械加工、鑄造或模塑生產(chǎn)方面費(fèi)用高昂，每一項(xiàng)細(xì)節(jié)都必須使用額外的工具或其他步驟來制造。相對(duì)而言，在添加劑的制造過程中，很少需要或根本不需要考慮成分的復(fù)雜性。所述構(gòu)建可以構(gòu)建不能通過其它制造工藝實(shí)現(xiàn)或不可想象的形狀，并且可以從純粹的功能方面來設(shè)計(jì)部件，而不需要考慮與制造相關(guān)的限制。
2.2小批量生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性-添加材料的過程不需要生產(chǎn)或組裝硬模具，并且夾緊過程花費(fèi)的時(shí)間更少，因此沒有需要大批量生產(chǎn)來抵消的典型生產(chǎn)成本。該增材工藝允許生產(chǎn)批量很低，包括單件生產(chǎn)，并能達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理的印刷和生產(chǎn)目的。
2.3材料效率高的零件，特別是金屬零件，仍然需要機(jī)加工。材料制造過程往往無法滿足關(guān)鍵部件所需的*終細(xì)節(jié)、尺寸和表面光潔度。然而，在所有近凈成形工藝中，附加制造是凈成形工藝的*高水平，在隨后的加工中必須切斷的材料量非常小。
2.4可根據(jù)部件設(shè)計(jì)方案直接預(yù)測(cè)生產(chǎn)的施工時(shí)間和可預(yù)測(cè)的生產(chǎn)，這意味著可以非常準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)生產(chǎn)時(shí)間。隨著附加制造業(yè)的擴(kuò)張，制造商將對(duì)其制造進(jìn)度有更嚴(yán)格的控制。
2.5組裝_用于許多成熟產(chǎn)品的減少，這是制造過程引入的根本變化的元素。通過添加材料構(gòu)建的復(fù)雜形狀可以集成起來代替那些仍然需要用許多組件組裝的產(chǎn)品。這意味著材料增加過程帶來的節(jié)約效應(yīng)包括在消除強(qiáng)度、焊接或焊接過程以及簡(jiǎn)單地增加用于裝配操作的過剩表面形狀和材料之前消除在裝配過程中需要的功的量。

3D打印機(jī)的使用越來越廣泛，并且相同的3D打印機(jī)對(duì)于材料的選擇也是關(guān)鍵的。首先，在選擇材料時(shí)，可以仔細(xì)觀察耗材是否有色差，如果耗材是透明的，請(qǐng)仔細(xì)觀察材料的顏色是否均勻；一般來說，顏色不均勻，說明耗材在生產(chǎn)；觀察電線是否有黑色或其他**等。
3D打印材料的精度再次是手感測(cè)試的精度。將1-2米長(zhǎng)的消耗品拉開，用拇指和食指輕輕夾住，然后慢慢拉動(dòng)消耗品。如果該消費(fèi)品不均勻，或者該消費(fèi)品的表面不光滑，則手感很容易被感知到。數(shù)字游標(biāo)卡尺可用于測(cè)量材料是否在控制公差范圍內(nèi)，如在1-2米的長(zhǎng)度范圍內(nèi)，以測(cè)試線徑公差是否均勻；在每個(gè)測(cè)試點(diǎn)，測(cè)量旋轉(zhuǎn)圓內(nèi)3-4圈的范圍，主要測(cè)量測(cè)量的是鋼絲直徑是否得到有效控制。
*后，解決了3D打印材料的質(zhì)量問題，觀察了基板打印線的均勻性，在印刷開始時(shí)使用通用3D打印機(jī)作為基板，觀察了噴涂頭在基板上的均勻性，如果材料相對(duì)均勻，則將耗材的精度控制在一定范圍內(nèi)。觀察印刷耗材內(nèi)部結(jié)構(gòu)的均勻性，是否有氣泡、斑點(diǎn)等問題。通過上述觀察方法，可以區(qū)分材料，從而可以容易且快速地選擇具有良好質(zhì)量的3D打印材料。