【正文】 的主要發(fā)展如下： l Optomec激光工程化凈成形（LENS）是一種直接能量沉積技術(shù)，該技術(shù)將金屬粉末吹入高功率激光束產(chǎn)生的熔融金屬池中。這一特點(diǎn)使得該技術(shù)能夠在現(xiàn)存零部件中添加材料，比如修復(fù)磨損的零件或工具。 直接能量沉積系統(tǒng)具有獨(dú)特的功能，它可以同時沉積一種以上的材料，能夠升級零部件的功能。 （7）直接能量沉積（Directed energy deposition） 在直接能量沉積技術(shù)中，由打印頭吹出粉末材料，粉末一旦遇到熱能焦點(diǎn)就會立即熔化并逐漸融合形成金屬部件。Blueprinter是一家丹麥公司，它提供一種獨(dú)特的名叫選擇性熱燒結(jié)的粉末床熔化技術(shù)，其聚合粉末的能量來源不是激光，而是熱打印頭。 l EOS將該技術(shù)稱為直接金屬激光燒結(jié)（DMLS）技術(shù)，它是目前公認(rèn)的最為流行的直接金屬制造技術(shù)；SLM Solutions GmbH 與 ReaLizer GmbH 提供被稱為選擇性激光燒結(jié)（SLM）的系統(tǒng)；Phenix Systems提供了四個基于粉末床熔化技術(shù)的系統(tǒng)；Arcam AB采用通過高真空環(huán)境下電子束將融化的金屬粉末層層疊加的電子束熔煉（EBM）積層制造技術(shù)；日本公司Matsuura提供了Lumex Avance25，這是一種結(jié)合粉末床熔化技術(shù)與數(shù)控銑床的混合系統(tǒng)。其中，F(xiàn)ormiga P和EOSINT P采用塑料粉末， EOSINT M采用金屬粉末，EOSINT S則使用樹脂涂層的鑄造砂。多年前，3D Systems 就已經(jīng)供應(yīng)選擇性激光燒結(jié)（SLS）技術(shù)，目前SLS系統(tǒng)的生產(chǎn)線就是sPro系列產(chǎn)品，售價在35萬美元到85萬美元之間。 與其他技術(shù)相比，由于材料成本、聚合物粉末的回收以及惰性氣體與安全性對設(shè)備要求，粉末床熔化相對較為昂貴，特別是生產(chǎn)金屬的設(shè)備價格達(dá)到12140萬歐元。激光系統(tǒng)生產(chǎn)的產(chǎn)品，其表面光潔度和精細(xì)度通常會比電子束系統(tǒng)生產(chǎn)的更好，且激光系統(tǒng)在某種程度上相對便宜。這是因?yàn)榻饘俜勰┑娜埸c(diǎn)較高，如果不使用錨的話，構(gòu)建室中的熱梯度升高就會導(dǎo)致熱應(yīng)力和變形。對于聚合物而言，如果部件周圍的粉末沒有熔化，就能夠?qū)⑵洚?dāng)作物件的內(nèi)部支撐，因而通常不需要額外的支撐結(jié)構(gòu)，也就減少了對其他支撐材料的需求。 （6）粉末床熔化（Powder bed fusion） 粉末床熔化技術(shù)使用熱能在粉末床表面掃描，該熱能大多源于激光或電子束，被熱能照射到的粉末材料融化并冷卻后就形成了固體形態(tài)。3D Systems將這種技術(shù)稱為薄膜傳遞成型，且在ProJet 1000和1500系統(tǒng)中運(yùn)用了該技術(shù)。 l Lithoz的CeraFab 7500使用LED光源來固化陶瓷光聚合物，其最低價為22萬歐元；Asiga使用DLP 與 LED技術(shù)的Pico，售價為9,000美元；Innovation MediTech GmbH 提供了價格為2435萬歐元的三種“掃描LED技術(shù)”系統(tǒng)；2011年Rapid Shape GmbH 開始銷售LED/DLP 光聚合系統(tǒng)，售價17萬歐元；2012年Formlabs 發(fā)布了價值3,300美元的Form 1，且于2013年5月開始出貨。與Envisiontec的Perfactory相似，DWS的零部件也是自上而下的構(gòu)建，但它是通過一個透明容器使用固態(tài)激光器來固化光敏樹脂。根據(jù)成型速度、容量等特性的差異。DLP的發(fā)展帶來了高分辨率和精細(xì)化的部件。隨后該技術(shù)的發(fā)展主要如下： l Envisiontec使用DLP來固化光敏樹脂。 1986年3D Systems推出商品化樣機(jī)SLA1，這是世界上第一臺快速原形系統(tǒng)。立體光固化成型（SL）由3D Systems創(chuàng)始人Charles W. Hull 于1984年開發(fā)并申請專利。Fabrisonic提供結(jié)合了UAM和全數(shù)控加工能力的SonicLayer?系列三個系統(tǒng)。該技術(shù)的材料成本是業(yè)內(nèi)最低的，設(shè)備價格范圍從Matrix 300+。因?yàn)長OM工藝材料僅限于紙，性能一直沒有提高，以逐漸走入沒落，大部分廠家已經(jīng)或準(zhǔn)備放棄該工藝。它通過刀具或激光束將實(shí)體的外形輪廓從紙、塑料或金屬的材料薄片中切出（想象將一個杯子放在一張紙片上，沿著杯底的形狀切出輪廓），當(dāng)切片全部完成后，再將這些切片層按壓融合為一個三維實(shí)體。Voxeljet系統(tǒng)擁有大型料倉，所以與其他高分子材料“增材制造”系統(tǒng)相比較為昂貴，價格為12140萬歐元。 l Voxeljet提供的是帶有寬幅打印頭的大型系統(tǒng)，使用的粉末材料包括丙烯酸類聚合物和鑄造砂。雖然對于金屬零部件，還要考慮燒結(jié)和滲透耗費(fèi)的額外時間，但是，這些設(shè)備仍能以相對較高的速度構(gòu)建零部件。金屬零部件由粘結(jié)劑噴射生產(chǎn)出來后，必須與金屬進(jìn)行再次燒結(jié)和滲透。ProJet x60系列是辦公兼容3D打印機(jī)，它能提供一系列料倉、成型速度以及色彩選項(xiàng)。MIT將3DP相關(guān)技術(shù)申請了專利并授權(quán)給了Z Corp.、ExOne、Voxeljet等公司。20世紀(jì)80年代，MIT的學(xué)生保羅〃威廉姆斯和他的導(dǎo)師伊萊〃薩克斯教授發(fā)明了3DP。但是，不同之處在于，該技術(shù)噴射的不是建造材料，而是一種使粉末保持所需形狀的液體，即液體粘結(jié)劑。 （3）粘結(jié)劑噴射（Binder jetting） 粘結(jié)劑噴射是通過噴墨打印頭將液體粘結(jié)劑擠到材料粉末中的一種成型技術(shù)。gan228。這個技術(shù)同時結(jié)合了專有熱塑性的噴墨技術(shù)及每一層的高精度銑削。ProJet系列材料噴射系統(tǒng)價格為616萬美元。 l 3D Systems提供了一種被稱為多噴墨建模的材料噴射技術(shù)。數(shù)字材料是一種沉積時借助UV（紫外線）將其固化的光聚合物。材料噴射系統(tǒng)也可以打印多維材料及有梯度級別的材料零部件。 為了打印多種材料及提高成型速度，材料噴射系統(tǒng)能夠同時使用多個打印頭。 （2）材料噴射（Material jetting） 材料噴射是通過噴墨打印頭有選擇性地噴射建造材料液滴，并將其堆積成型的一種技術(shù)。2011 年， Stratasys 的FDM 相關(guān)專利技術(shù)到期，在Reprap 開源運(yùn)動下相關(guān)軟件源碼可免費(fèi)獲得，從而個人3D 打印機(jī)售價降低，銷量快速爆發(fā)。由于FDM 具有一些顯著優(yōu)點(diǎn)，該工藝發(fā)展極為迅速，目前FDM 系統(tǒng)在全球已安裝快速成形系統(tǒng)中的份額大約為30％ 。1989 年Stratasys 申請了FDM 技術(shù)專利，并于1991 年成功研發(fā)了全球首款基于FDM的3D 打印機(jī)。它主要有以下兩種典型的發(fā)展方向： l Stratasys 的FDM。 在所有的“增材制造”設(shè)備中，材料擠出技術(shù)應(yīng)用最為廣泛。它依靠擠壓頭或工作臺的移動將截面堆積成型，且要求具有支撐結(jié)構(gòu)。而目前盈利性最佳且市場銷售額最大的光固化技術(shù)則可能面臨增速放緩。 若按技術(shù)類別，粉末床熔化的需求量超過了50%。未來何種技術(shù)最受關(guān)注？ 根據(jù)Wohlers Associates 對增材制造服務(wù)供應(yīng)商的調(diào)查，目前盈利性最佳的是3D Systems 公司的光固化設(shè)備，其次是EOS 的粉末床熔化，Stratasys 公司基于材料擠出的FDM，列第三。 但由于設(shè)備價格差異巨大，銷量無法正確反映市場容量。上表僅僅列出特色的應(yīng)用領(lǐng)域，實(shí)際上，隨著新材料的推出和工藝的進(jìn)步，更多的應(yīng)用領(lǐng)域日益涌現(xiàn)，互相之間的重疊度也在加大。在原型制作領(lǐng)域，根據(jù)原材料的不同采用的技術(shù)也有所差異，如熱塑性材料采用材料擠出，光敏性材料則多采用材料噴射或光固化。材料性能、精細(xì)度、色彩、構(gòu)建尺寸、價格等指標(biāo)決定適用領(lǐng)域 不同技術(shù)由于各自的特點(diǎn)和局限性，在不同領(lǐng)域的應(yīng)用也有所差別。各技術(shù)間價格差異10倍 不同技術(shù)典型設(shè)備的價格差異非常巨大。 （6）片材實(shí)體成型：代表技術(shù)LOM（Laminated object manufacturing） :LOM是將材料薄片（如紙、塑料）用外力切出，經(jīng)多層壓制而成。 我國在其他增材制造技術(shù)上落后于國外，但在LENS技術(shù)上的部分領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。LENS與粉末床熔化一樣適用于難熔、難加工材料，不同點(diǎn)在于噴粉方式的成型精度較低，但成型空間不受限制，因而常用于制作大型金屬零件精密毛坯。EOS公司年銷量約150臺，遠(yuǎn)低于Stratasys FDM設(shè)備3000多臺銷量，也低于3D Systems光固化設(shè)備1000多臺銷量，但其收入規(guī)模估計達(dá)后面兩家公司的三分之二。 由于材料成本、聚合物粉末的回收以及惰性氣體與安全性對設(shè)備要求，粉末床熔化相對較為昂貴。已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用包括GE航空新一代發(fā)動機(jī)噴油嘴、可注塑10萬件塑料的金屬模具、醫(yī)療種植體如膝蓋、脊柱種植體、牙齒修復(fù)等等。由于也是采用粉末材料，其應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛，尤其在難熔、難加工材料有突出用途，包括鈦，不銹鋼，鈷鉻合金，工具鋼等，制品能實(shí)現(xiàn)高度復(fù)雜性并達(dá)到高強(qiáng)度機(jī)械性能。3DP的缺點(diǎn)在于層厚較高，表面粗糙；另外成型強(qiáng)度有限，但可以通過滲樹脂等后處理手段加強(qiáng)。由于材料是粉末狀，選擇范圍較上述工藝更廣泛，塑料、陶瓷、石膏、砂都可用。 原因一：Objet公司（現(xiàn)被Stratasys收購）開發(fā)的PolyJet設(shè)備使用的支撐材料可用高壓水槍去除，而3D Systems公司的SLA設(shè)備需要較多的手工打磨處理； 原因二：Objet公司的高端產(chǎn)品Connex設(shè)備可同時噴射兩種不同材料，這是各種增材制造工藝中唯一能在一次作業(yè)中實(shí)現(xiàn)兩種材料結(jié)合的技術(shù)，這令其可創(chuàng)造出特殊材料，例如可以建模那些同時含有橡膠握把和硬質(zhì)部件的產(chǎn)品，如牙刷、剃須刀等。 光固化與材料噴射兩者因原材料屬性類似而應(yīng)用重合度較高。第一，材料有毒，需要配通風(fēng)系統(tǒng)及防護(hù)手套等，并不適用于家庭和學(xué)校；第二，強(qiáng)度、剛度、耐熱性有限，難以用作耐久性、耐熱性等功能測試，也不易長期保存。因而這兩種技術(shù)都特別適用于對精細(xì)度有較高要求的場景，如澆鑄模具或其他高硬度模具的母模；也可用在成品生產(chǎn)出之前的印刷和宣傳片需要。下圖展示了FDM和光固化技術(shù)制品的差異，在未經(jīng)處理前，F(xiàn)DM技術(shù)制品存在明顯的層疊紋路，而光固化技術(shù)制品光潔細(xì)膩。（2）光固化SL（Stereo Lithography立體光刻）和材料噴射PolyJet 兩者都使用液態(tài)光敏聚合物作為材料。 Stratasys公司是該技術(shù)的發(fā)明者，目前依然領(lǐng)導(dǎo)該領(lǐng)域，其開發(fā)的支撐材料可通過溶解液自動溶解，減輕了后處理工作量。但由于使用液化器而非激光，設(shè)備價格低，且運(yùn)行過程無污染