快速成型材料及設(shè)備課件

第3章快速成型材料及設(shè)備第3章快速成型材料及設(shè)備3.1熔融沉積成型（FDM）材料及設(shè)備3.2立體光固化成型（SLA）材料及設(shè)備3.3選擇性激光燒結(jié)（SLS）材料及設(shè)備

3.4三維印刷成型（3DP）材料及設(shè)備3.5分層實(shí)體制造成型（LOM）材料及設(shè)備主要內(nèi)容3.6其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備3.1熔融沉積成型（FDM）材料及設(shè)備3.2立體光固化成3.1熔融沉積成型（FDM）材料及設(shè)備絲狀材料選擇性熔覆快速成型，又稱(chēng)為融沉積成型技術(shù)，英文名稱(chēng)FusedDepositionModeling，簡(jiǎn)稱(chēng)FDM。該技術(shù)是利用石蠟或者熱塑性材料的熱熔型、粘結(jié)性，在計(jì)算機(jī)控制下，按分層路徑擠壓、逐層沉積并凝固成型，是最早開(kāi)源的3D打印技術(shù)之一。3.1熔融沉積成型（FDM）材料及設(shè)備絲狀材料選擇性熔覆快3.1熔融沉積成型（FDM）材料及設(shè)備3.1.1熔融沉積成型（FDM）材料

熔融沉積成型所使用的材料可分為成型材料和支撐材料。1.FDM成型材料的性能要求（1）材料的粘度（2）材料的熔融溫度（3）材料的粘結(jié)性（4）材料的收縮率FDM工藝對(duì)成形材料的要求是熔融溫度低、粘度低、粘結(jié)性好且收縮率小。3.1熔融沉積成型（FDM）材料及設(shè)備3.1.1熔融沉積11.1.1跨境電子商務(wù)概念跨境電子商務(wù)是指分屬不同關(guān)境的交易主體，通過(guò)跨境電子商務(wù)平臺(tái)達(dá)成交易、進(jìn)行支付結(jié)算，并通過(guò)跨境物流送達(dá)商品、完成交易的一種國(guó)際商業(yè)活動(dòng)。1、跨境電子商務(wù)的發(fā)展?fàn)顩r據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，中國(guó)境內(nèi)各類(lèi)平臺(tái)企業(yè)超過(guò)5000家，通過(guò)平臺(tái)開(kāi)展跨境電子商務(wù)的外貿(mào)企業(yè)超過(guò)20萬(wàn)家。2、跨境電子商務(wù)的特征（1）全球性（2）無(wú)邊界（3）以消費(fèi)者為主導(dǎo)（4）小批量、高頻度（5）數(shù)字化、監(jiān)管難11.1跨境電子商務(wù)法律制度概述11.1.1跨境電子商務(wù)概念11.1跨境電子商務(wù)法律制度想一想比較一下，相比傳統(tǒng)國(guó)際貿(mào)易和國(guó)內(nèi)電商，跨境電子商務(wù)有哪些異同？想一想11.1.1跨境電子商務(wù)概念3、跨境電子商務(wù)的不同商業(yè)模式（1）從進(jìn)出境貨物流向分為：出口跨境電子商務(wù)和進(jìn)口跨境電子商務(wù)。（2）從交易模式可分為企業(yè)對(duì)企業(yè)（B2B）跨境電子商務(wù)、企業(yè)對(duì)消費(fèi)者（B2C）跨境電子商務(wù)和消費(fèi)者之間（C2C）跨境電子商務(wù)。（3）根據(jù)日常監(jiān)管需要可分為5種類(lèi)型：跨境保稅區(qū)模式，跨境第三方商家模式，一般進(jìn)口自營(yíng)模式，國(guó)內(nèi)第三方賣(mài)家模式，亞馬遜海外購(gòu)模式。11.1跨境電子商務(wù)法律制度概述11.1.1跨境電子商務(wù)概念11.1跨境電子商務(wù)法律制度11.1.2

跨境電子商務(wù)經(jīng)營(yíng)主體1、跨境電商平臺(tái)跨境電商平臺(tái)有多種不同類(lèi)型，如B2B信息服務(wù)類(lèi)包括：阿里巴巴國(guó)際站、中國(guó)化工網(wǎng)英文版、環(huán)球資源、中國(guó)制造網(wǎng)等。B2B交易服務(wù)類(lèi)如敦煌網(wǎng)。B2C平臺(tái)服務(wù)類(lèi)包括：全球速賣(mài)通、eBay、亞馬遜、Wish等，B2C自營(yíng)服務(wù)類(lèi)包括：蘭亭集勢(shì)、米蘭網(wǎng)、環(huán)球易購(gòu)、百事泰、傲基國(guó)際、執(zhí)御、小笨鳥(niǎo)等。還包括像一達(dá)通、易單網(wǎng)、四海商周等第三方服務(wù)企業(yè)。11.1跨境電子商務(wù)法律制度概述11.1.2跨境電子商務(wù)經(jīng)營(yíng)主體11.1跨境電子商務(wù)法律11.1.2

跨境電子商務(wù)經(jīng)營(yíng)主體2、跨境電商的賣(mài)家和消費(fèi)者目前我國(guó)跨境電商平臺(tái)企業(yè)已超過(guò)5000家，境內(nèi)通過(guò)各類(lèi)平臺(tái)開(kāi)展跨境電子商務(wù)的企業(yè)已超過(guò)20萬(wàn)家。2016年我國(guó)消費(fèi)者通過(guò)“海淘”的消費(fèi)額達(dá)到了9000億元。3、跨境電商第三方服務(wù)企業(yè)跨境電商第三方服務(wù)企業(yè)包括通關(guān)、結(jié)匯、退稅、物流、金融等。11.1跨境電子商務(wù)法律制度概述11.1.2跨境電子商務(wù)經(jīng)營(yíng)主體11.1跨境電子商務(wù)法律11.1.3跨境電子商務(wù)海關(guān)監(jiān)管模式1、跨境電商海關(guān)監(jiān)管難題由于跨境電子商務(wù)交易中存在海關(guān)通過(guò)監(jiān)管與征稅環(huán)節(jié)，所以當(dāng)大量的交易貨物通過(guò)快遞的方式進(jìn)入進(jìn)內(nèi)的時(shí)候，海關(guān)就必須嚴(yán)格的對(duì)其進(jìn)行監(jiān)督、管理、審查、征稅?？缇畴娚踢@幾年的迅猛發(fā)展，讓海關(guān)備感監(jiān)管壓力，原監(jiān)管手段已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法跟上市場(chǎng)發(fā)展的步伐。11.1跨境電子商務(wù)法律制度概述11.1.3跨境電子商務(wù)海關(guān)監(jiān)管模式11.1跨境電子商務(wù)11.1.3跨境電子商務(wù)海關(guān)監(jiān)管模式2、跨境電商海關(guān)監(jiān)管新政（1）增列海關(guān)監(jiān)管方式代碼海關(guān)總署于2014年2月發(fā)布2014年第12號(hào)《關(guān)于增列海關(guān)監(jiān)管方式代碼的公告》，增列了海關(guān)監(jiān)管方式代碼“9610”，全稱(chēng)“跨境貿(mào)易電子商務(wù)”，簡(jiǎn)稱(chēng)“電子商務(wù)”，適用于境內(nèi)個(gè)人或電子商務(wù)企業(yè)通過(guò)電子商務(wù)交易平臺(tái)實(shí)現(xiàn)交易，并采用“清單核放、匯總申報(bào)”模式辦理通關(guān)手續(xù)的電子商務(wù)零售進(jìn)出口商品。11.1跨境電子商務(wù)法律制度概述11.1.3跨境電子商務(wù)海關(guān)監(jiān)管模式11.1跨境電子商務(wù)11.1.3跨境電子商務(wù)海關(guān)監(jiān)管模式2、跨境電商海關(guān)監(jiān)管新政（1）增列海關(guān)監(jiān)管方式代碼2014年8月1日起，海關(guān)又增列海關(guān)監(jiān)管方式代碼“1210”（俗稱(chēng)“海關(guān)57號(hào)文”），全稱(chēng)“保稅跨境貿(mào)易電子商務(wù)”，簡(jiǎn)稱(chēng)“保稅電商”，適用于境內(nèi)個(gè)人或電子商務(wù)企業(yè)在經(jīng)海關(guān)認(rèn)可的電子商務(wù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)跨境交易。11.1跨境電子商務(wù)法律制度概述11.1.3跨境電子商務(wù)海關(guān)監(jiān)管模式11.1跨境電子商務(wù)11.1.3跨境電子商務(wù)海關(guān)監(jiān)管模式2、跨境電商海關(guān)監(jiān)管新政（2）海關(guān)56號(hào)文2014年8月1日，海關(guān)總署頒布《關(guān)于跨境貿(mào)易電子商務(wù)進(jìn)出境貨物、物品有關(guān)監(jiān)管事宜的公告》（俗稱(chēng)“海關(guān)56號(hào)文”），根據(jù)該公告，電商企業(yè)采取“清單核放、匯總申報(bào)”方式，個(gè)人采取“清單核放”方式辦理電子商務(wù)進(jìn)出境貨物報(bào)關(guān)手續(xù)，同時(shí)，公告還就企業(yè)注冊(cè)登記及備案管理、電子商務(wù)進(jìn)出境貨物、物品通關(guān)管理、貨物、物品物流監(jiān)控等進(jìn)行了規(guī)定。11.1跨境電子商務(wù)法律制度概述11.1.3跨境電子商務(wù)海關(guān)監(jiān)管模式11.1跨境電子商務(wù)11.1.3跨境電子商務(wù)海關(guān)監(jiān)管模式2、跨境電商海關(guān)監(jiān)管新政（3）統(tǒng)一跨境貿(mào)易電子商務(wù)零售出口通關(guān)系統(tǒng)海關(guān)總署統(tǒng)一跨境貿(mào)易電子商務(wù)零售出口通關(guān)系統(tǒng)，有利于各地跨境平臺(tái)執(zhí)行統(tǒng)一的跨境服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，能應(yīng)對(duì)外貿(mào)訂單碎片化趨勢(shì)、提升消費(fèi)服務(wù)體驗(yàn)。在跨境電商通關(guān)服務(wù)平臺(tái)上，進(jìn)境商品通關(guān)的最高標(biāo)準(zhǔn)是“三單對(duì)比”，三單是指跨境電商公司提供的報(bào)關(guān)單、支付企業(yè)提供的支付清單以及物流企業(yè)提供的物流運(yùn)單，三單數(shù)據(jù)確認(rèn)無(wú)誤后即可放行進(jìn)境。11.1跨境電子商務(wù)法律制度概述11.1.3跨境電子商務(wù)海關(guān)監(jiān)管模式11.1跨境電子商務(wù)11.2.1

跨境電子商務(wù)稅收制度1、跨境電子商務(wù)稅收面臨的問(wèn)題（1）稅收流失（2）與一般貿(mào)易之間的稅負(fù)不公平（3）退稅問(wèn)題2、跨境電商稅收新政2016年3月24日，中國(guó)財(cái)政部發(fā)布《關(guān)于跨境電子商務(wù)零售進(jìn)口稅收政策的通知》，跨境電子商務(wù)零售進(jìn)口商品將按貨物征收關(guān)稅和進(jìn)口環(huán)節(jié)增值稅、消費(fèi)稅11.2跨境電子商務(wù)主要法律制度11.2.1跨境電子商務(wù)稅收制度11.2跨境電子商務(wù)主11.2.1

跨境電子商務(wù)稅收制度3、正面清單制度財(cái)政部、發(fā)改委等11個(gè)部門(mén)共同公布了《跨境電子商務(wù)零售進(jìn)口商品清單》清單內(nèi)的商品將免于向海關(guān)提交許可證件，檢驗(yàn)檢疫監(jiān)督管理按照國(guó)家相關(guān)法律法規(guī)的規(guī)定執(zhí)行；直購(gòu)商品免于驗(yàn)核通關(guān)單，網(wǎng)購(gòu)保稅商品“一線(xiàn)”進(jìn)區(qū)時(shí)需按貨物驗(yàn)核通關(guān)單、“二線(xiàn)”出區(qū)時(shí)免于驗(yàn)核通關(guān)單。11.2跨境電子商務(wù)主要法律制度11.2.1跨境電子商務(wù)稅收制度11.2跨境電子商務(wù)主11.2.2跨境電子商務(wù)檢驗(yàn)檢疫制度1、跨境電商通關(guān)單制度2、檢驗(yàn)檢疫模式的杭州版本杭州版本的核心是“一二三四”模式。“一”是指一個(gè)平臺(tái)，“二”是指兩個(gè)清單，“三”是指三種機(jī)制，“四”是指通關(guān)四步走。3、檢驗(yàn)檢疫制度新的探索11.2跨境電子商務(wù)主要法律制度11.2.2跨境電子商務(wù)檢驗(yàn)檢疫制度11.2跨境電子商務(wù)想一想談?wù)勀闼私獾纳锇踩L(fēng)險(xiǎn)，以及跨境電商檢驗(yàn)檢疫對(duì)于防范生物安全風(fēng)險(xiǎn)方面的意義？想一想3.1熔融沉積成型（FDM）材料及設(shè)備2.FDM成型材料的種類(lèi)及特點(diǎn)

FDM工藝的成型材料基本上是聚合物，主要包括PLA、ABS、PPSF/PPSU、ULTEM、PC（聚碳酸酯）、PA（聚酰胺、尼龍）、低熔點(diǎn)合金、石蠟、陶瓷甚至食用材料等。在3D打印領(lǐng)域，塑料是最常用的打印材料，具有相對(duì)密度小、電絕緣性、耐磨性、耐蝕性、消聲吸振性和良好的工藝性等優(yōu)點(diǎn)。3.1熔融沉積成型（FDM）材料及設(shè)備2.FDM成型材料3.1熔融沉積成型（FDM）材料及設(shè)備（1）PLA材料聚乳酸（PolylacticAcid，PLA）材料是一種生物聚合塑料。PLA材料的打印溫度一般在180～220℃，冷卻后又非常堅(jiān)硬，具有良好的熱穩(wěn)定性和抗溶劑性。PLA材料擁有良好的光澤性和透明度，與聚苯乙烯所制的薄膜相當(dāng)，是一種可降解的高透明性聚合物。同時(shí)，該材料還具有良好的抗拉強(qiáng)度及延展度，可加工性強(qiáng)，適用于各種加工方式，如熔融擠出成型、發(fā)泡成型、射出成型及真空成型等。3.1熔融沉積成型（FDM）材料及設(shè)備（1）PLA材料3.1熔融沉積成型（FDM）材料及設(shè)備（2）ABS材料ABS（AcrylonitrileButadieneStyrene）是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種化學(xué)單體合成的三元共聚物，是一種非結(jié)晶性材料。ABS材料屬于熱塑性材料，耐熱性好，可以被打磨、上色和黏合，可溶于丙酮。相對(duì)于PLA，ASB價(jià)格便宜，但是熔點(diǎn)溫度比PLA高，ABS材料的打印溫度一般在210～240℃，比較容易打印，一般很順利地從噴嘴里面擠出，不必?fù)?dān)心噴頭堵塞。3.1熔融沉積成型（FDM）材料及設(shè)備（2）ABS材料3.1熔融沉積成型（FDM）材料及設(shè)備（3）PPSF/PPSU材料聚亞苯基砜（Polyphenylsulfone，PPSF/PPSU）材料為略帶琥珀色的線(xiàn)型聚合物。是所有熱塑性材料里面強(qiáng)度最高、耐熱性最好、抗腐蝕性最高、韌性最強(qiáng)的材料。且其抗蠕變性能優(yōu)良，耐無(wú)機(jī)酸、堿、鹽溶液的腐蝕，耐離子輻射，無(wú)毒，絕緣性和自熄性好，容易成型加工。服務(wù)領(lǐng)域涉及汽車(chē)、航天、商業(yè)交通和醫(yī)療產(chǎn)品等。3.1熔融沉積成型（FDM）材料及設(shè)備（3）PPSF/PP3.1熔融沉積成型（FDM）材料及設(shè)備（4）ULTEM材料ULTEM樹(shù)脂是一種無(wú)定形熱塑性聚醚酰亞胺。具有優(yōu)良的機(jī)械性能、電絕緣性能、耐輻照性能、耐高低溫及耐磨性能，并可透過(guò)微波。加入玻璃纖維、碳纖維或其他填料可達(dá)到增強(qiáng)改性的目的。聚醚酰亞胺具有優(yōu)良的綜合平衡性能，可應(yīng)用于電子、電汽和航空等工業(yè)部門(mén)，并用作傳統(tǒng)產(chǎn)品和文化生活用品的金屬代用材料。3.1熔融沉積成型（FDM）材料及設(shè)備（4）ULTEM材料3.1熔融沉積成型（FDM）材料及設(shè)備（5）低熔點(diǎn)合金材料低熔點(diǎn)合金通常指熔點(diǎn)在300℃以下的金屬及其合金，通常含有Bi、Sn、Pb、In等金屬的二元、三元、四元等合金，又稱(chēng)“易熔合金”。這些合金常用來(lái)制造塑料模、拉深模和成形模，一般應(yīng)用于封裝模具、工裝夾具、電鑄頂頭和電子工業(yè)（如PCB制版）等領(lǐng)域。3.1熔融沉積成型（FDM）材料及設(shè)備（5）低熔點(diǎn)合金材料3.1熔融沉積成型（FDM）材料及設(shè)備（6）食用材料食品材料是指烹飪食物前所需要的一些東西?？梢园ㄇ煽肆χ?、奶酪和面糊等。人們可以充分發(fā)揮自己的想象，根據(jù)自己的不同需求，利用3D食物打印機(jī)以食品材料為原料“打印”出各種造型奇特的食品。3.1熔融沉積成型（FDM）材料及設(shè)備（6）食用材料3.1熔融沉積成型（FDM）材料及設(shè)備3.FDM支撐材料的性能要求（1）設(shè)計(jì)支撐的原因根據(jù)FDM的工藝特點(diǎn)，切片軟件須對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品三維CAD模型做支撐處理。因?yàn)樵贔DM成形過(guò)程中，是逐層堆積成型的，上一層對(duì)前一層起到定位和支撐的作用。隨著高度的增加，上層輪廓給當(dāng)前層提供的定位和支撐作用會(huì)有所減弱，可能導(dǎo)致截面部分發(fā)生塌陷或變形，最終影響成型零件的成型精度。若設(shè)計(jì)一些輔助結(jié)構(gòu)——“支撐”，給制造過(guò)程提供一個(gè)基準(zhǔn)面，可保證成形過(guò)程的順利實(shí)現(xiàn)。同時(shí)相當(dāng)于建立了基礎(chǔ)層，可起緩沖作用，減少模型熱變形，并使原型制作完成后便于與工作平臺(tái)剝離。3.1熔融沉積成型（FDM）材料及設(shè)備3.FDM支撐材料3.1熔融沉積成型（FDM）材料及設(shè)備（2）支撐材料的性能要求支撐材料要求各層之間有一定的粘結(jié)強(qiáng)度，以避免脫層現(xiàn)象。除此以外，F(xiàn)DM工藝對(duì)支撐材料的耐溫性、粘結(jié)性、溶解性、熔融溫度和流動(dòng)性等相關(guān)特性均有較高的要求。①耐溫性要求支撐材料要能承受一定高溫度。②與成型材料的親和性要求支撐材料要與成型材料不浸潤(rùn)、不粘結(jié)，便于后處理。3.1熔融沉積成型（FDM）材料及設(shè)備（2）支撐材料的性能3.1熔融沉積成型（FDM）材料及設(shè)備③溶解性要求支撐材料具有水溶性或者酸溶性。④熔融溫度要求支撐材料具有較低的熔融溫度。⑤流動(dòng)性要求支撐材料具有很好的流動(dòng)性。3.1熔融沉積成型（FDM）材料及設(shè)備③溶解性3.1熔融沉積成型（FDM）材料及設(shè)備4.FDM支撐材料的種類(lèi)及特點(diǎn)目前，應(yīng)用于FDM工藝的支撐材料主要為聚合物物料，有可剝離性支撐材料和水溶性支撐材料兩種。（1）可剝離性支撐材料可剝離性支撐材料在3D打印過(guò)程中對(duì)成型材料起支撐作用，應(yīng)具有一定的脆性，并且與成型材料之間形成較弱的粘結(jié)力。打印完成后需要手動(dòng)剝離零件表面支撐。3.1熔融沉積成型（FDM）材料及設(shè)備4.FDM支撐材料3.1熔融沉積成型（FDM）材料及設(shè)備（2）水溶性支撐材料水溶性支撐材料是一種親水性的高分子材料，主要有聚乙烯醇（PVAL）和丙烯酸（AA）類(lèi)共聚物兩大類(lèi)，能在一定時(shí)間內(nèi)溶于水或在酸堿性水中溶解或溶脹，從而形成溶液或分散液，方便剝離。由于水溶性支撐材料可以不用考慮機(jī)械式的移除，有效地解決了復(fù)雜的制件、小型孔洞等內(nèi)部支撐很難去除的難題，因而應(yīng)用更加廣泛，目前市場(chǎng)上的支撐材料以水溶性的為主。水溶性支撐材料存放時(shí)要注意防潮。3.1熔融沉積成型（FDM）材料及設(shè)備（2）水溶性支撐材料3.1熔融沉積成型（FDM）材料及設(shè)備3.1.2熔融沉積成型（FDM）設(shè)備1.FDM成型系統(tǒng)組成基于FDM成型的基本原理，F(xiàn)DM成型系統(tǒng)主要由機(jī)械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩部分。3.1熔融沉積成型（FDM）材料及設(shè)備3.1.2熔融沉積3.1熔融沉積成型（FDM）材料及設(shè)備（1）機(jī)械系統(tǒng)以桌面級(jí)3D打印機(jī)為例，機(jī)械系統(tǒng)主要包括設(shè)備外觀結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和噴頭系統(tǒng)三部分。①設(shè)備外觀結(jié)構(gòu)設(shè)備外觀結(jié)構(gòu)主要包括支撐系統(tǒng)、打印平臺(tái)組件、控制主板和控制面板等。3.1熔融沉積成型（FDM）材料及設(shè)備（1）機(jī)械系統(tǒng)3.1熔融沉積成型（FDM）材料及設(shè)備②運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)完成掃描和升降動(dòng)作，整套設(shè)備的運(yùn)動(dòng)進(jìn)度由運(yùn)動(dòng)單元的精度所決定。常見(jiàn)的FDM打印機(jī)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)為三軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)XYZ方向上的三軸直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。3.1熔融沉積成型（FDM）材料及設(shè)備②運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)3.1熔融沉積成型（FDM）材料及設(shè)備③噴頭系統(tǒng)噴頭系統(tǒng)是機(jī)械系統(tǒng)核心關(guān)鍵的部分，也是最復(fù)雜的部分，一般由導(dǎo)料管、噴嘴及加熱裝置組成。噴頭裝置整體由步進(jìn)電機(jī)提供動(dòng)力，經(jīng)過(guò)遠(yuǎn)端送料機(jī)構(gòu)，將打印絲材料沿導(dǎo)向管，從遠(yuǎn)端送入噴頭進(jìn)料入口處，同時(shí)通過(guò)噴嘴處安裝的加熱裝置（如加熱棒等）加熱，使材料在噴頭中被加熱熔化，并以一定的壓力通過(guò)噴頭底部的細(xì)微噴嘴擠噴出來(lái)至工作臺(tái)面上，最終完成打印噴頭出料任務(wù)。3.1熔融沉積成型（FDM）材料及設(shè)備③噴頭系統(tǒng)3.1熔融沉積成型（FDM）材料及設(shè)備（2）控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分。①硬件系統(tǒng)FDM硬件系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，主要由供料送絲系統(tǒng)模塊、溫度控制系統(tǒng)模塊和位置控制系統(tǒng)模塊三部分組成。②軟件系統(tǒng)FDM打印機(jī)的軟件系統(tǒng)包括三維建模和信息數(shù)據(jù)處理兩部分。3.1熔融沉積成型（FDM）材料及設(shè)備（2）控制系統(tǒng)3.1熔融沉積成型（FDM）材料及設(shè)備2.FDM典型設(shè)備（a）Cube系列（b）MakerBotReplicator系列（c）Einstart系列3.1熔融沉積成型（FDM）材料及設(shè)備2.FDM典型設(shè)備3.1熔融沉積成型（FDM）材料及設(shè)備3D打印機(jī)本質(zhì)上是一類(lèi)多軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控設(shè)備，而實(shí)現(xiàn)多軸聯(lián)動(dòng)的工作原理方案有很多，因此3D打印機(jī)的結(jié)構(gòu)種類(lèi)也非常多。根據(jù)坐標(biāo)系的不同，3D打印機(jī)結(jié)構(gòu)類(lèi)型可分為笛卡爾型、并聯(lián)臂型和極坐標(biāo)型。3.1熔融沉積成型（FDM）材料及設(shè)備3D打印機(jī)本質(zhì)上是3.1熔融沉積成型（FDM）材料及設(shè)備（1）笛卡爾型（2）并聯(lián)臂型（a）Darwin（達(dá)爾文）（b）Mendel（孟德?tīng)枺╟）Huxley（赫胥黎）3.1熔融沉積成型（FDM）材料及設(shè)備（1）笛卡爾型（a）3.2

立體光固化成型（SLA）材料及設(shè)備立體光固化成型（StereoLithographyApparatus，SLA），又稱(chēng)為立體光刻成型，該技術(shù)主要是利用了液態(tài)光敏樹(shù)脂的光聚合原理，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制紫外激光器，將樹(shù)脂逐層凝固成型，能夠方便、快捷、全自動(dòng)地制造出表面質(zhì)量和尺寸精度高、幾何形狀復(fù)雜的制件。立體光固化成型是目前世界上研究最深入、技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛的一種快速成型方法。3.2立體光固化成型（SLA）材料及設(shè)備立體光固化成型（S3.2

立體光固化成型（SLA）材料及設(shè)備3.2.1立體光固化成型（SLA）材料1.SLA成型材料的性能要求（1）固化速度快，光敏性好（2）固化收縮小（3）黏度低（4）一次固化程度高3.2立體光固化成型（SLA）材料及設(shè)備3.2.1立體光3.2

立體光固化成型（SLA）材料及設(shè)備（5）固化產(chǎn)物溶脹小，耐溶劑性好（6）固化產(chǎn)物的力學(xué)性能好（7）透射深度合適（8）毒性低3.2立體光固化成型（SLA）材料及設(shè)備（5）固化產(chǎn)物溶脹3.2

立體光固化成型（SLA）材料及設(shè)備2.SLA成型材料的組成用于光固化快速成型的材料為液態(tài)光敏樹(shù)脂，主要由齊聚物、光引發(fā)劑、反應(yīng)性稀釋劑及少量添加劑組成。（1）齊聚物齊聚物，又稱(chēng)低聚物或預(yù)聚物，是光固化成型材料的主體，齊聚物的性能在很大程度上決定了固化后材料的性能（包括基本物理性能和化學(xué)性能），如固化后的強(qiáng)度、硬度、樹(shù)脂的粘度、固化收縮率和溶脹性等。3.2立體光固化成型（SLA）材料及設(shè)備2.SLA成型材3.2

立體光固化成型（SLA）材料及設(shè)備（2）光引發(fā)劑光引發(fā)劑是吸收紫外光能，引發(fā)聚合反應(yīng)的活性中間體的物質(zhì)。光引發(fā)劑的性能決定了成型材料的固化程度和固化速度。在一定范圍內(nèi)，加大光引發(fā)劑的用量可以適當(dāng)加快固化速度。但若超過(guò)一定范圍仍繼續(xù)增加，固化速度就會(huì)有所降低。3.2立體光固化成型（SLA）材料及設(shè)備（2）光引發(fā)劑3.2

立體光固化成型（SLA）材料及設(shè)備（3）稀釋劑稀釋劑是一種功能性單體，一般分為單官能度、雙官能度和多官能度單體。稀釋劑單體稀釋劑主要起稀釋作用，保證光敏樹(shù)脂在室溫下有足夠的流動(dòng)性，且不容易揮發(fā)。稀釋劑用量對(duì)液面流平影響較大，增加稀釋劑的用量可以使液體粘度降低，流平性好，但如果使用過(guò)量，各線(xiàn)性分子鏈間隔過(guò)大，導(dǎo)致彼此相遇發(fā)生交聯(lián)的機(jī)會(huì)下降，勢(shì)必影響固化速度和質(zhì)量。3.2立體光固化成型（SLA）材料及設(shè)備（3）稀釋劑3.2

立體光固化成型（SLA）材料及設(shè)備3.SLA成型材料的分類(lèi)當(dāng)光敏樹(shù)脂中的光引發(fā)劑被光源（特定波長(zhǎng)的紫外光或激光）照射吸收能量時(shí)，會(huì)產(chǎn)生自由基或陽(yáng)離子，自由基或陽(yáng)離子使單體和活性齊聚物活化，從而發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而生成高分子固化物。按照光引發(fā)劑的引發(fā)機(jī)理，可以起把光固化樹(shù)脂分為三類(lèi)：自由基型光固化樹(shù)脂、陽(yáng)離子型光固化樹(shù)脂和混雜型光固化樹(shù)脂。3.2立體光固化成型（SLA）材料及設(shè)備3.SLA成型材3.2

立體光固化成型（SLA）材料及設(shè)備3.2.2立體光固化成型（SLA）設(shè)備1.SLA成型系統(tǒng)組成SLA快速成型設(shè)備屬于液態(tài)樹(shù)脂光固化3D打印機(jī)的一種，利用的以激光頭為光源，成型靠一個(gè)激光點(diǎn)對(duì)另一個(gè)面進(jìn)行逐點(diǎn)掃描成型。SLA成型系統(tǒng)主要由光學(xué)系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三部分組成。3.2立體光固化成型（SLA）材料及設(shè)備3.2.2立體光3.2

立體光固化成型（SLA）材料及設(shè)備3.2立體光固化成型（SLA）材料及設(shè)備3.2

立體光固化成型（SLA）材料及設(shè)備（1）光學(xué)系統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)主要包括光源系統(tǒng)和光學(xué)掃描系統(tǒng)兩大部分。①光源系統(tǒng)目前，SLA成型工藝所用的光源系統(tǒng)主要是激光器。激光器為紫外（UV）激光器，主要有三種：氣體激光器、固體激光器和半導(dǎo)體激光器。②光學(xué)掃描系統(tǒng)SLA光學(xué)掃描系統(tǒng)一般有兩種形式：振鏡掃描式和數(shù)控X-Y導(dǎo)軌式。3.2立體光固化成型（SLA）材料及設(shè)備（1）光學(xué)系統(tǒng)3.2

立體光固化成型（SLA）材料及設(shè)備（2）機(jī)械系統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)是整個(gè)成型系統(tǒng)的骨架部分，為整個(gè)系統(tǒng)提供支撐，由樹(shù)脂容器、升降工作臺(tái)系統(tǒng)和涂覆刮平系統(tǒng)三部分組成。（3）控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)包括液面及溫度控制系統(tǒng)、控光快門(mén)系統(tǒng)及Z軸控制系統(tǒng)等。3.2立體光固化成型（SLA）材料及設(shè)備（2）機(jī)械系統(tǒng)3.2

立體光固化成型（SLA）材料及設(shè)備2.SLA典型設(shè)備（a）SLA-5000機(jī)型（b）SLA-7000機(jī)型（c）ViperProSLA機(jī)型（a）SPS600機(jī)型（b）iSLA-650Pro機(jī)型（c）RS-600S機(jī)型3.2立體光固化成型（SLA）材料及設(shè)備2.SLA典型設(shè)3.3

選擇性激光燒結(jié)（SLS）材料及設(shè)備粉末材料選擇性燒結(jié)快速成型，又稱(chēng)為選區(qū)激光燒結(jié)成型技術(shù)，英文名稱(chēng)SelectiveLaserSintering，簡(jiǎn)稱(chēng)SLS。該技術(shù)是在計(jì)算機(jī)的控制下，采用激光以一定的速度和能量密度有選擇地分層燒結(jié)固體粉末材料（微米級(jí)的金屬粉末或非金屬粉末），并使之層層堆積成型。SLS的原理與SLA很類(lèi)似，主要區(qū)別在于所使用的材料及其形狀。3.3選擇性激光燒結(jié)（SLS）材料及設(shè)備粉末材料選擇性燒結(jié)3.3

選擇性激光燒結(jié)（SLS）材料及設(shè)備3.3.1選擇性激光燒結(jié)成型（SLS）材料在成型過(guò)程中，粉末上未被燒結(jié)部分對(duì)模型的空腔和懸臂部分起著支撐作用，因此無(wú)需考慮支撐系統(tǒng)（硬件和軟件）。SLS技術(shù)以粉末為成型材料，與其他類(lèi)型的材料相比，具有來(lái)源廣泛、制備容易、制造過(guò)程簡(jiǎn)單以及材料利用率高等特點(diǎn)，是SLS工藝發(fā)展和燒結(jié)成功的關(guān)鍵因素。3.3選擇性激光燒結(jié)（SLS）材料及設(shè)備3.3.1選擇性3.3

選擇性激光燒結(jié)（SLS）材料及設(shè)備1.粉末材料的特性一般粉末材料的特性對(duì)SLS成型制件的性能影響較大，其中粒徑、粒徑分布及形狀等最為重要。（1）粒徑粉末的粒徑對(duì)SLS成型制件的成型精度、表面光潔度和燒結(jié)速率等都有所影響。粒徑大，不易于激光吸收，易變形，成型精度與表面光潔度差；粒徑減小，易于激光吸收，表面光潔度和成型精度提高，但成型效率有所降低。粉末平均粒徑越小，燒結(jié)速率越大，燒結(jié)件的強(qiáng)度越高。

3.3選擇性激光燒結(jié)（SLS）材料及設(shè)備1.粉末材料的特性3.3

選擇性激光燒結(jié)（SLS）材料及設(shè)備（2）粒徑分布粒徑分布是指用簡(jiǎn)單的表格、繪圖和函數(shù)形式表示粉末顆粒群粒徑的分布狀態(tài)。增加粉床密度的一個(gè)方法是將幾種不同粒徑的粉末進(jìn)行復(fù)合。3.3選擇性激光燒結(jié)（SLS）材料及設(shè)備（2）粒徑分布3.3

選擇性激光燒結(jié)（SLS）材料及設(shè)備（3）粉末顆粒形狀粉末顆粒形狀會(huì)影響SLS成型制件的形狀精度、鋪粉效果和燒結(jié)速度等。粉末顆粒形狀影響粉體堆積密度，進(jìn)而影響表面質(zhì)量、流動(dòng)性和光吸收性。規(guī)則的球形粉末具有更好的流動(dòng)性，鋪粉效果更好，燒結(jié)后的收縮相對(duì)較小，成型精度比不規(guī)則粉末高。工程上一般采用粒度的大小來(lái)劃分顆粒等級(jí)，SLS工藝采用的粉末粒度一般在50～125μm之間。3.3選擇性激光燒結(jié)（SLS）材料及設(shè)備（3）粉末顆粒形狀3.3

選擇性激光燒結(jié)（SLS）材料及設(shè)備2.SLS成型材料的性能要求（1）具有良好的燒結(jié)成形性能：無(wú)需特殊工藝即可快速精確地成形原型。（2）具有良好的力學(xué)性能和物理性能：對(duì)直接用作功能零件或模具的原型制件，其力學(xué)性能和物理性能（如剛性、強(qiáng)度、加工性能、導(dǎo)熱性及熱穩(wěn)定性等）應(yīng)滿(mǎn)足使用要求。（3）便于后處理：當(dāng)原型間接使用時(shí)，要有利于便捷快速的后續(xù)處理和加工工藝。3.3選擇性激光燒結(jié)（SLS）材料及設(shè)備2.SLS成型材3.3

選擇性激光燒結(jié)（SLS）材料及設(shè)備3.SLS成型材料的種類(lèi)及特點(diǎn)SLS成型技術(shù)所用粉末類(lèi)別繁多，目前應(yīng)用廣泛的有聚合物粉末材料、金屬粉末材料、陶瓷粉末材料、納米復(fù)合材料等。（1）高分子材料在高分子材料中，廣泛應(yīng)用于SLS工藝的有ABS、PC（聚碳酸脂粉）、PS（聚苯乙烯粉）、PA（尼龍粉）、GF（覆裹玻璃的尼龍粉）等。3.3選擇性激光燒結(jié)（SLS）材料及設(shè)備3.SLS成型材3.3

選擇性激光燒結(jié)（SLS）材料及設(shè)備（2）金屬粉末材料目前，選擇性激光燒結(jié)技術(shù)中常用的金屬粉末材料，按其成分組成情況可分為三種：①單一成分的金屬粉末材料②兩組元金屬粉末材料混合體③金屬粉末和有機(jī)粘結(jié)劑的混合體3.3選擇性激光燒結(jié)（SLS）材料及設(shè)備（2）金屬粉末材料3.3

選擇性激光燒結(jié)（SLS）材料及設(shè)備（3）陶瓷粉末材料目前，研究的陶瓷粉末材料主要有四類(lèi)：直接混合粘結(jié)劑的陶瓷粉末、表面覆膜的陶瓷粉末、表面改性的陶瓷粉末和樹(shù)脂砂。（4）覆膜砂粉末材料在SLS工藝中，利用激光燒結(jié)技術(shù)將粘結(jié)劑（如低分子量酚醛樹(shù)脂等）加入鋯砂（SandFormSi）、石英砂（SandFormZRⅡ）便可制得覆膜砂粉末材料。（5）納米復(fù)合材料3.3選擇性激光燒結(jié)（SLS）材料及設(shè)備（3）陶瓷粉末材料3.3

選擇性激光燒結(jié)（SLS）材料及設(shè)備3.3.2選擇性激光燒結(jié)成型（SLS）設(shè)備1.SLS成型系統(tǒng)組成SLA成型系統(tǒng)主要包括光學(xué)系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)三部分。3.3選擇性激光燒結(jié)（SLS）材料及設(shè)備3.3.2選擇性3.3

選擇性激光燒結(jié)（SLS）材料及設(shè)備（1）光學(xué)系統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)主要由高能激光系統(tǒng)和光學(xué)掃描系統(tǒng)兩部分組成。①高能激光系統(tǒng)SLS成型工藝所采用的的是紅外激光器作能源，激光器的作用是為燒結(jié)粉末材料提供能量。一般用于SLS技術(shù)的激光器有兩種：CO2激光器和Nd-YAG脈沖激光器。3.3選擇性激光燒結(jié)（SLS）材料及設(shè)備（1）光學(xué)系統(tǒng)3.3

選擇性激光燒結(jié)（SLS）材料及設(shè)備②光學(xué)掃描系統(tǒng)SLS工藝采用的光學(xué)掃描系統(tǒng)主要有兩種類(lèi)型：振鏡式激光掃描和X-Y直線(xiàn)導(dǎo)軌掃描。光學(xué)掃描系統(tǒng)的主要功能是將激光能量傳輸?shù)酱庸し勰┍韺樱廴诠袒勰┎牧闲纬蓲呙鑼用妗?.3選擇性激光燒結(jié)（SLS）材料及設(shè)備②光學(xué)掃描系統(tǒng)3.3

選擇性激光燒結(jié)（SLS）材料及設(shè)備（2）機(jī)械系統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)由機(jī)身與機(jī)殼、加熱系統(tǒng)、供粉及鋪粉系統(tǒng)和通風(fēng)除塵裝置等構(gòu)成。①機(jī)身與機(jī)殼機(jī)身與機(jī)殼為系統(tǒng)提供機(jī)械支撐和所需的工作環(huán)境。②加熱系統(tǒng)加熱系統(tǒng)是為送料裝置和工作缸中的粉末提供預(yù)加熱。3.3選擇性激光燒結(jié)（SLS）材料及設(shè)備（2）機(jī)械系統(tǒng)3.3

選擇性激光燒結(jié)（SLS）材料及設(shè)備③供粉及鋪粉系統(tǒng)供粉及鋪粉系統(tǒng)主要包括送料工作缸、鋪粉輥裝置、成型工作缸和廢料裝置。3.3選擇性激光燒結(jié)（SLS）材料及設(shè)備③供粉及鋪粉系統(tǒng)3.3

選擇性激光燒結(jié)（SLS）材料及設(shè)備（3）計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)、應(yīng)用軟件、傳感器和驅(qū)動(dòng)裝置組成。光學(xué)系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)是在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的控制協(xié)調(diào)下工作，自動(dòng)完成制件的加工成型。①計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)包括上位機(jī)和下位機(jī)兩級(jí)控制。②應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件包括三維設(shè)計(jì)軟件、切片軟件、數(shù)據(jù)處理、工藝規(guī)劃和安全監(jiān)控等。3.3選擇性激光燒結(jié)（SLS）材料及設(shè)備（3）計(jì)算機(jī)控制系3.3

選擇性激光燒結(jié)（SLS）材料及設(shè)備③傳感器傳感器屬于傳感檢測(cè)單元，包括溫度傳感器和工作缸升降位移傳感器。④驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)裝置是控制各電動(dòng)機(jī)完成動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)各軸的驅(qū)動(dòng)、鋪粉輥的平移和自轉(zhuǎn)、工作缸的上升和下降等動(dòng)作。3.3選擇性激光燒結(jié)（SLS）材料及設(shè)備③傳感器3.3

選擇性激光燒結(jié)（SLS）材料及設(shè)備2.SLS典型設(shè)備

（a）Sinterstation2500Plus機(jī)型（b）SinterstationiPro機(jī)型（c）HRPS-IIIA機(jī)型（d）HRPM-II機(jī)型

3.3選擇性激光燒結(jié)（SLS）材料及設(shè)備2.SLS典型設(shè)3.4

三維印刷成型（3DP）材料及設(shè)備三維印刷成型（ThreeDimensionalPrinting，3DP），是一種獨(dú)特的噴墨技術(shù)。其運(yùn)動(dòng)方式與噴墨打印機(jī)的打印頭類(lèi)似，噴頭在計(jì)算機(jī)控制下，有選擇性地噴射粘結(jié)劑、熔融材料或光敏材料，基于堆積建造模式，實(shí)現(xiàn)三維實(shí)體的快速成型。根據(jù)三維印刷成型過(guò)程中使用的材料可將3DP技術(shù)大致分為三類(lèi)：噴墨光固化三維印刷成型技術(shù)、熔融材料三維印刷成型技術(shù)、粉末粘結(jié)三維印刷成型技術(shù)（ThreeDimensionalPrintingandGluing，3DPG）。3.4三維印刷成型（3DP）材料及設(shè)備三維印刷成型（Thr3.4

三維印刷成型（3DP）材料及設(shè)備1.3DP成型材料的性能要求（1）粉末材料性能要求①顆粒小、最好接近球形、大小均勻、無(wú)明顯團(tuán)聚現(xiàn)象②粉末流動(dòng)性好，且盡量不含有雜質(zhì)，不易使供粉系統(tǒng)堵塞，能鋪成薄層③粘結(jié)劑噴射到上面時(shí)不會(huì)產(chǎn)生凹陷、濺散和孔洞④能迅速與粘結(jié)劑相互黏結(jié)作用并快速固化⑤粉末材料應(yīng)該保證無(wú)毒、無(wú)污染，價(jià)格低廉3.4三維印刷成型（3DP）材料及設(shè)備1.3DP成型材料3.4

三維印刷成型（3DP）材料及設(shè)備（2）粘結(jié)劑特性要求①易于分散、性能穩(wěn)定的液體，可以長(zhǎng)期儲(chǔ)存②對(duì)噴頭的材料無(wú)腐蝕作用③不易于涸，能延長(zhǎng)噴頭的抗堵塞時(shí)間粘結(jié)劑中應(yīng)添加少量抗固化成分，以免噴頭易堵塞而頻繁更換。3.4三維印刷成型（3DP）材料及設(shè)備（2）粘結(jié)劑特性要求3.4

三維印刷成型（3DP）材料及設(shè)備④粘結(jié)劑粘度足夠低、表面張力足夠高，能按預(yù)期設(shè)計(jì)的流量從噴頭中噴射出，且易于粉末材料的迅速粘結(jié)⑤粘結(jié)劑必須和成型材料粉末具有很好的界面相容性和滲透性⑥粘結(jié)劑材料要求無(wú)毒、無(wú)污染，價(jià)格低廉3.4三維印刷成型（3DP）材料及設(shè)備④粘結(jié)劑粘度足夠低、3.4

三維印刷成型（3DP）材料及設(shè)備（3）后處理材料特性要求①與成形制件相匹配，不破壞制件的表面質(zhì)量②能夠迅速與成型制件作用，處理速度快③是穩(wěn)定，能長(zhǎng)期儲(chǔ)存的液體④后處理材料應(yīng)該無(wú)毒、無(wú)污染，價(jià)格低廉3.4三維印刷成型（3DP）材料及設(shè)備（3）后處理材料特性3.4

三維印刷成型（3DP）材料及設(shè)備2.3DP成型粉末材料的種類(lèi)及特點(diǎn)3DP工藝使用的成型粉末材料來(lái)源廣泛，包括金屬粉末、陶瓷粉末、石膏粉末、彩色砂巖粉末和塑料粉末等材料。（1）金屬粉末材料使用3DP工藝制造金屬零件時(shí)，金屬粉末材料（如鐵基合金、鈦合金、鎳基合金和鋁合金等）被一種特殊的黏合劑黏結(jié)成型，將制件從成型設(shè)備中取出后，再放入熔爐中燒結(jié)即可得到金屬零件成品。3.4三維印刷成型（3DP）材料及設(shè)備2.3DP成型粉末3.4

三維印刷成型（3DP）材料及設(shè)備（2）陶瓷粉末材料普通陶瓷材料采用天然原料，如粘土、長(zhǎng)石和石英等燒結(jié)而成，是典型的硅酸鹽材料，主要組成元素是硅、鋁、氧元素。3D打印制品屬于特種陶瓷的范疇。根據(jù)用途不同可分為工具陶瓷、結(jié)構(gòu)陶瓷、功能陶瓷。（3）石膏粉末材料石膏粉末的化學(xué)本質(zhì)是硫酸鈣，屬于六方晶系，粒徑約在100μm左右，是3DP成型工藝中應(yīng)用較早、較為成熟的粉末之一。3.4三維印刷成型（3DP）材料及設(shè)備（2）陶瓷粉末材料3.4

三維印刷成型（3DP）材料及設(shè)備（4）彩色砂巖粉末材料砂巖是一種沉積巖，主要由砂粒膠結(jié)而成，其中砂粒含量大于50%。用彩色砂巖制作的真彩色3D模型，其表面具有顆粒感，色彩感也較強(qiáng)，顏色層次和分辨率都很好，普遍用于制作模型、人像、建筑模型等室內(nèi)展示物。（5）功能性粉末材料除了上述粉末材料外，復(fù)合材料和新材料也逐漸成為3DP成型工藝研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)，如ZCast501材料、ZP14材料、彈性收縮材料、高性能復(fù)合材料、功能梯度材料和石墨烯等。3.4三維印刷成型（3DP）材料及設(shè)備（4）彩色砂巖粉末材3.4

三維印刷成型（3DP）材料及設(shè)備3.3DP成型粘結(jié)劑材料的種類(lèi)及特點(diǎn)3DP成型工藝所使用的粘結(jié)劑總體上大致分為液體和固體兩類(lèi)。另外，實(shí)踐研究表明，針對(duì)不同類(lèi)型的粘結(jié)劑，增加一定的增溶劑、增流劑和表面活性劑等添加劑，可以增加粘結(jié)劑的溶解，調(diào)節(jié)溶液表面張力，提高噴頭的使用壽命。3.4三維印刷成型（3DP）材料及設(shè)備3.3DP成型粘結(jié)3.4

三維印刷成型（3DP）材料及設(shè)備（1）液體粘結(jié)劑材料①該粘結(jié)劑不具備粘結(jié)作用②該粘結(jié)劑具有粘結(jié)作用③該粘結(jié)劑與粉末反應(yīng)（2）固體粉末粘結(jié)劑材料可作為粘結(jié)劑的有聚乙烯醇（PVA）粉、糊精粉末、速溶泡花堿等，添加劑包括檸檬酸、聚丙烯酸鈉、聚乙烯吡咯烷酮（PVP），也可作用于陶瓷粉末、金屬粉末和復(fù)合材料粉末。3.4三維印刷成型（3DP）材料及設(shè)備（1）液體粘結(jié)劑材料3.4

三維印刷成型（3DP）材料及設(shè)備3.4.2三維印刷成型（3DP）設(shè)備1.3DP成型系統(tǒng)組成3DP成型系統(tǒng)主要由噴墨系統(tǒng)、XYZ運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)三部分組成。3.4三維印刷成型（3DP）材料及設(shè)備3.4.2三維印刷3.4

三維印刷成型（3DP）材料及設(shè)備（1）噴墨系統(tǒng)3DP工藝的噴墨系統(tǒng)采用與噴墨打印機(jī)類(lèi)似的技術(shù)，但由于3DP技術(shù)的特殊性，噴頭噴射出的不是普通墨水，而是一種粘結(jié)劑，要求把粘結(jié)劑作為墨水打印以粘結(jié)成型材料。目前，主要的噴墨系統(tǒng)有兩種：連續(xù)式（ContinuousInkJet，CIJ）和點(diǎn)滴式（Drop-on-demandinkJet，DOD）。3.4三維印刷成型（3DP）材料及設(shè)備（1）噴墨系統(tǒng)3.4

三維印刷成型（3DP）材料及設(shè)備（1）噴墨系統(tǒng)3DP工藝的噴墨系統(tǒng)采用與噴墨打印機(jī)類(lèi)似的技術(shù)，但由于3DP技術(shù)的特殊性，噴頭噴射出的不是普通墨水，而是一種粘結(jié)劑，要求把粘結(jié)劑作為墨水打印以粘結(jié)成型材料。目前，主要的噴墨系統(tǒng)有兩種：連續(xù)式（ContinuousInkJet，CIJ）和點(diǎn)滴式（Drop-on-demandinkJet，DOD）。常用的點(diǎn)滴式噴墨系統(tǒng)主要有壓電式和熱發(fā)泡式兩類(lèi)。3.4三維印刷成型（3DP）材料及設(shè)備（1）噴墨系統(tǒng)3.4

三維印刷成型（3DP）材料及設(shè)備（2）XYZ運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)X軸和Y軸組成平面掃描運(yùn)動(dòng)框架，噴頭在計(jì)算機(jī)控制下在XY平面做掃描運(yùn)動(dòng)，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制工作臺(tái)沿Z軸方向進(jìn)行垂直運(yùn)動(dòng)。噴頭做掃描運(yùn)動(dòng)的同時(shí)噴射微熔滴，微熔滴噴射出來(lái)后瞬間固化堆積形成層面輪廓。當(dāng)一層完成后，工作臺(tái)再下降一個(gè)層厚，然后鋪粉，繼而噴射粘結(jié)劑，進(jìn)行下一層的粘結(jié)，如此循環(huán)形成原型制件。3.4三維印刷成型（3DP）材料及設(shè)備（2）XYZ運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)3.4

三維印刷成型（3DP）材料及設(shè)備3.4三維印刷成型（3DP）材料及設(shè)備3.4

三維印刷成型（3DP）材料及設(shè)備（3）機(jī)械系統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)主要包括成型工作缸、供料工作缸、鋪粉輥裝置和余料回收系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)。3.4三維印刷成型（3DP）材料及設(shè)備（3）機(jī)械系統(tǒng)3.4

三維印刷成型（3DP）材料及設(shè)備2.3DP典型設(shè)備

（a）EmanualSaches教授（b）Z150機(jī)型

（c）Z510機(jī)型（d）Z650機(jī)型

（a）3DTouchPrinter機(jī)型（b）ProJetCPX3500機(jī)型（c）ProJet6000機(jī)型3.4三維印刷成型（3DP）材料及設(shè)備2.3DP典型設(shè)備3.4

三維印刷成型（3DP）材料及設(shè)備2.3DP典型設(shè)備

（a）Eden350V機(jī)型（b）Connex350機(jī)型

（c）Objet260ConnexTM機(jī)型（d）Objet30機(jī)型

（a）LTY粉末粘結(jié)打印機(jī)（b）DMP系列打印機(jī)3.4三維印刷成型（3DP）材料及設(shè)備2.3DP典型設(shè)備3.5

分層實(shí)體制造成型（LOM）材料及設(shè)備薄層材料分層實(shí)體制造成型，又稱(chēng)為疊層實(shí)體制造技術(shù)，英文名稱(chēng)LaminatedObjectManufacturing，簡(jiǎn)稱(chēng)LOM。該技術(shù)本質(zhì)上是一種薄片材料疊加技術(shù)，是在計(jì)算機(jī)控制下，通過(guò)熱壓裝置使材料逐層粘結(jié)在一起來(lái)成型制件。LOM成型技術(shù)目前是最為成熟的快速成型制造工藝之一。通過(guò)LOM工藝得到的模型制件無(wú)內(nèi)應(yīng)力，制件翹曲變形小，且無(wú)需支撐材料，成本低廉，成型制件精度較高。3.5分層實(shí)體制造成型（LOM）材料及設(shè)備薄層材料分層實(shí)體3.5

分層實(shí)體制造成型（LOM）材料及設(shè)備3.5.1分層實(shí)體制造成型（LOM）材料LOM分層實(shí)體制造成型工藝中的成型材料包括三個(gè)方面：薄層材料、粘結(jié)劑和涂布工藝。LOM成型中的成型材料為單面涂覆有熱熔性黏結(jié)劑的薄層材料，層與層之間的粘結(jié)是靠熱熔膠保證的。LOM材料一般由由薄層材料和粘結(jié)劑兩部分組成組成。3.5分層實(shí)體制造成型（LOM）材料及設(shè)備3.5.1分層3.5

分層實(shí)體制造成型（LOM）材料及設(shè)備1.LOM成型材料的性能要求（1）薄層材料性能要求①抗?jié)裥员ＷC紙?jiān)希ň磔S紙）不會(huì)因時(shí)間長(zhǎng)而吸水，從而保證熱壓過(guò)程中不會(huì)因水分的損失而產(chǎn)生變形和粘結(jié)不牢。②浸潤(rùn)性保證良好的浸潤(rùn)性和涂膠性能。③抗拉強(qiáng)度保證加工過(guò)程中不會(huì)被拉斷。3.5分層實(shí)體制造成型（LOM）材料及設(shè)備1.LOM成型3.5

分層實(shí)體制造成型（LOM）材料及設(shè)備④收縮率小保證熱壓過(guò)程中不會(huì)因水分的損失而產(chǎn)生變形，可用紙的收縮率參數(shù)計(jì)量。⑤剝離性能好在成型制件加工完成后，因剝離時(shí)破壞發(fā)生在薄層材料（如紙）內(nèi)部，要求薄層材料的垂直方向抗拉強(qiáng)度不是很大。3.5分層實(shí)體制造成型（LOM）材料及設(shè)備④收縮率小3.5

分層實(shí)體制造成型（LOM）材料及設(shè)備⑥易打磨，表面光滑易打磨，且成型制件表面光滑⑦穩(wěn)定性成形零件可以長(zhǎng)時(shí)間保存。LOM成型過(guò)程中，對(duì)基體薄層材料的總體要求是，厚薄均勻，與粘結(jié)劑有較好的涂掛性和粘結(jié)能力，且力學(xué)性能良好。3.5分層實(shí)體制造成型（LOM）材料及設(shè)備⑥易打磨，表面光3.5

分層實(shí)體制造成型（LOM）材料及設(shè)備（2）粘結(jié)劑材料性能要求①熱熔冷固性能具有良好的熱熔冷固性能，約70～100℃開(kāi)始熔融，室溫下即能固化。②力學(xué)性能為保證制件的形狀和尺寸，粘接而成的制作的硬度要高。③物理化學(xué)性能在反復(fù)熔融、固化的過(guò)程下，具有較好的物理化學(xué)性能。3.5分層實(shí)體制造成型（LOM）材料及設(shè)備（2）粘結(jié)劑材料3.5

分層實(shí)體制造成型（LOM）材料及設(shè)備④涂掛性和涂勻性熔融狀態(tài)下與薄片材料有較好的涂掛性和涂勻性。⑤粘結(jié)性能與薄層材料（如紙）具有足夠的粘接強(qiáng)度，其粘接強(qiáng)度要大于紙張的內(nèi)聚強(qiáng)度，即在進(jìn)行粘接破壞時(shí)，紙張發(fā)生內(nèi)聚破壞，而粘接層不發(fā)上破壞。3.5分層實(shí)體制造成型（LOM）材料及設(shè)備④涂掛性和涂勻性3.5

分層實(shí)體制造成型（LOM）材料及設(shè)備⑥良好的廢料分離性能成型制件與廢料之間具有良好的分離性能。⑦工藝性能工藝性良好，在紙張表面進(jìn)行涂布時(shí)其涂布性要好，在熱壓過(guò)程中防止發(fā)生起層現(xiàn)象。LOM成型過(guò)程中，對(duì)粘結(jié)劑材料的基本要求是，通過(guò)熱壓裝置的作用能使得材料逐層粘結(jié)在一起，成型所需制件。LOM成型過(guò)程中，對(duì)基體薄層材料的總體要求是，厚薄均勻，與粘結(jié)劑有較好的涂掛性和粘結(jié)能力，且力學(xué)性能良好。3.5分層實(shí)體制造成型（LOM）材料及設(shè)備⑥良好的廢料分離3.5

分層實(shí)體制造成型（LOM）材料及設(shè)備LOM成型工藝中選擇紙材時(shí)應(yīng)遵循以下基本要求：①形狀為卷筒紙，可保證成型材料能夠被可靠地送入設(shè)備，便于系統(tǒng)工業(yè)化的連續(xù)加工。②纖維的組織結(jié)構(gòu)好，質(zhì)量好的紙纖維長(zhǎng)且均勻，纖維間保持一定間隙。③紙的厚度要適中，根據(jù)成型制件的精度及成型時(shí)間的要求綜合確定。④涂膠后的紙厚薄必須均勻。⑤力學(xué)性能好。3.5分層實(shí)體制造成型（LOM）材料及設(shè)備LOM成型工藝3.5

分層實(shí)體制造成型（LOM）材料及設(shè)備（2）粘結(jié)劑材料常用于LOM涂覆紙的粘結(jié)劑材料一般為加有某些特殊添加劑組分的熱熔膠，按基體樹(shù)脂劃分，主要有乙烯-醋酸乙烯酯共聚物型熱熔膠、聚酯類(lèi)熱熔膠、尼龍類(lèi)熱熔膠或其混合物。目前EVA型熱熔膠需求量最大，應(yīng)用最廣。EVA型熱熔膠由共聚物EVA樹(shù)脂、蠟類(lèi)、抗氧劑和增粘刑等組成。加入適量的增粘劑可以增加對(duì)被粘物體的表面粘附性和膠接強(qiáng)度，同時(shí)改善熱熔膠的擴(kuò)散性和流動(dòng)性，提高粘結(jié)面的初粘性和濕潤(rùn)性。3.5分層實(shí)體制造成型（LOM）材料及設(shè)備（2）粘結(jié)劑材料3.5

分層實(shí)體制造成型（LOM）材料及設(shè)備（3）涂布工藝涂布工藝涉及兩個(gè)方面：分別是涂布形狀和涂布厚度。涂布形狀指的是涂布方式，有兩種：均勻式涂布和非均勻涂布。前者采用狹縫式刮板進(jìn)行涂布，后者采用條紋式和顆粒式兩種涂布方式。涂布厚度是指在紙材上所涂的熱熔膠的厚度。3.5分層實(shí)體制造成型（LOM）材料及設(shè)備（3）涂布工藝3.5

分層實(shí)體制造成型（LOM）材料及設(shè)備3.5.2分層實(shí)體制造成型（LOM）設(shè)備1.LOM成型系統(tǒng)組成LOM成型系統(tǒng)主要由以下幾部分構(gòu)成：切割系統(tǒng)、升降系統(tǒng)和數(shù)控系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、原料供應(yīng)與回收系統(tǒng)。3.5分層實(shí)體制造成型（LOM）材料及設(shè)備3.5.2分層3.5

分層實(shí)體制造成型（LOM）材料及設(shè)備（1）切割系統(tǒng)LOM成型工藝中的輪廓切割主要采用激光切割系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由CO2激光器、激光頭、電動(dòng)機(jī)和外光路等組成。激光切割可分為激光汽化切割、激光熔化切割、激光氧化切割和激光劃片與控制斷裂切割四種?？傮w來(lái)說(shuō)，與傳統(tǒng)制造工藝相比，激光切割采用熱效應(yīng)且無(wú)無(wú)接觸加工，具有熱變形小、能量密度高、切縫小、切割效率高等優(yōu)勢(shì)，有效地保證了切割質(zhì)量。3.5分層實(shí)體制造成型（LOM）材料及設(shè)備（1）切割系統(tǒng)3.5

分層實(shí)體制造成型（LOM）材料及設(shè)備（2）升降系統(tǒng)和數(shù)控系統(tǒng)可升降工作臺(tái)用于支撐模型工件。激光切割每完成一層加、，工作臺(tái)就會(huì)自動(dòng)下降相應(yīng)的高度（一個(gè)層厚，約0.1～0.2mm），數(shù)控系統(tǒng)執(zhí)行計(jì)算機(jī)發(fā)出的指令，控制材料的送進(jìn)，將材料逐步送至工作臺(tái)的上方，然后粘合、切割，最終形成三維工件原型。3.5分層實(shí)體制造成型（LOM）材料及設(shè)備（2）升降系統(tǒng)和3.5

分層實(shí)體制造成型（LOM）材料及設(shè)備（3）加熱系統(tǒng)加熱系統(tǒng)又稱(chēng)為熱碾壓機(jī)構(gòu)，由熱壓輥或熱壓板、溫控器、步進(jìn)電機(jī)等組成。溫控器包括溫度傳感器和控制器，用于溫度測(cè)量和進(jìn)行閉環(huán)溫度控制。熱壓輥或熱壓板溫度與壓力的設(shè)置應(yīng)根據(jù)原型層面尺寸大小、薄層材料厚度及環(huán)境溫度來(lái)確定。薄層材料單面涂覆一層熱熔膠，通過(guò)熱壓輥或熱壓板的壓力和傳熱作用使材料表面熔化，使薄層材料粘合在一起。每當(dāng)送料機(jī)構(gòu)送入新的一層材料后，熱碾壓機(jī)構(gòu)就應(yīng)往返工作一次。3.5分層實(shí)體制造成型（LOM）材料及設(shè)備（3）加熱系統(tǒng)3.5

分層實(shí)體制造成型（LOM）材料及設(shè)備（4）原料供應(yīng)與回收系統(tǒng)原料供應(yīng)系統(tǒng)包括原材料儲(chǔ)存及送料機(jī)構(gòu)，將存于其中的原材料（如底面有熱熔膠和添加劑的紙材）逐步送至工作臺(tái)的上方。該機(jī)構(gòu)由直流電動(dòng)機(jī)、原材料存儲(chǔ)輥、送料夾緊輥、導(dǎo)向輥、廢料輥等組成。3.5分層實(shí)體制造成型（LOM）材料及設(shè)備（4）原料供應(yīng)與3.5

分層實(shí)體制造成型（LOM）材料及設(shè)備1-收紙輥2-調(diào)偏機(jī)構(gòu)3-張緊輥4-切割后的原型5、8-支撐輥6-工作臺(tái)7-壓緊輥9-送紙輥3.5分層實(shí)體制造成型（LOM）材料及設(shè)備1-收紙輥3.5

分層實(shí)體制造成型（LOM）材料及設(shè)備2.LOM典型設(shè)備（a）LOM-1015機(jī)型（b）LOM-2030機(jī)型（a）HRP-ⅢA機(jī)型（b）SolidoSD300機(jī)型

3.5分層實(shí)體制造成型（LOM）材料及設(shè)備2.LOM典型3.6

其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備隨著新材料的不斷涌現(xiàn)和利用，也會(huì)使相應(yīng)快速成型設(shè)備的結(jié)構(gòu)、成型制件的品質(zhì)以及成型效益等方面產(chǎn)生質(zhì)的飛躍。特別是特殊材料在快速成型技術(shù)中得到應(yīng)用和推廣。目前可通過(guò)改進(jìn)原有快速成型技術(shù)中所用的材料性能，使其盡可能接近工程材料；或者開(kāi)發(fā)新的材料，如智能材料、功能梯度材料、納米材料和復(fù)合材料（高分子復(fù)合材料、陶瓷復(fù)合材料和金屬?gòu)?fù)合材料）等。隨著快速成型技術(shù)的不斷研發(fā)，快速成型技術(shù)正向著高性能、系列化和商品化的方向快速發(fā)展。3.6其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備隨著新材料的不斷涌現(xiàn)和利3.6

其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備3.6.1金屬材料快速成型技術(shù)金屬零件快速成型技術(shù)是3D打印體系中最為前沿和最具潛力的技術(shù)，是目前先進(jìn)制造技術(shù)的重要發(fā)展方向。目前，應(yīng)用比較成熟的金屬材料快速成型技術(shù)主要有激光選區(qū)熔化制造技術(shù)（SLM）、電子束熔化成型技術(shù)（EBM）、電子束選區(qū)熔化制造技術(shù)（EBSM）、電子束熔絲制造技術(shù)（EBF3）、形狀沉積制造技術(shù)（SDM）、激光近凈成型技術(shù)（LENS）等。3.6其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備3.6.1金屬材料快速3.6

其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備1.金屬3D直接打印成型材料目前該技術(shù)的金屬材料主要有黑色金屬、有色金屬等。其中，黑色金屬包括不銹鋼和高溫合金等，有色金屬包含鋁及其合金、鈦及其合金等。（1）黑色金屬①不銹鋼不銹鋼具有耐腐蝕性、耐高溫氧化和不易損壞等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)不銹鋼堅(jiān)硬，而且有很強(qiáng)的牢固度，是最廉價(jià)的金屬3D直接打印成型材料。3.6其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備1.金屬3D直接打印成3.6

其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備②高溫合金高溫合金強(qiáng)度高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，同時(shí)具有不易成型加工、且用于傳統(tǒng)加工工藝成本較高的缺陷，因此利用金屬3D直接打印技術(shù)來(lái)成型制備金屬零件具有明顯優(yōu)勢(shì)，主要應(yīng)用于航空航天、化工零件、牙冠和骨科植體等領(lǐng)域。3.6其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備②高溫合金3.6

其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備（2）有色金屬①鋁及其合金鋁是強(qiáng)度低、塑性好的金屬。應(yīng)用于金屬3D打印的鋁合金主要有AlSi12和AlSi10Mg，具有質(zhì)輕、強(qiáng)度高、良好的熱性能等優(yōu)點(diǎn)。②鈦及其合金應(yīng)用于金屬3D打印的鈦合金主要有鈦合金5級(jí)和鈦合金23級(jí)兩種。3.6其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備（2）有色金屬3.6

其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備③銅基合金應(yīng)用于金屬3D打印的銅基合金主要有青銅粉，具有良好的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性，可作半導(dǎo)體器件，也可用于微型換熱器。3.6其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備③銅基合金3.6

其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備2.SLM快速成型技術(shù)激光選區(qū)熔化（SelectiveLaserMelting，SLM）成型技術(shù)，是在加工的過(guò)程中利用激光的高能光束對(duì)材料的有選擇地掃描，使金屬粉末吸收能量后溫度迅速升高，發(fā)生熔化并接著進(jìn)行快速固化，實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬粉末材料的激光加工。該成型工藝不需要黏結(jié)劑，便可獲得冶金結(jié)合、材料致密性接近100%、具有一定尺寸精度和表面粗糙度的金屬實(shí)體零件。該技術(shù)的成型的精度和力學(xué)性能都比SLS工藝要好。3.6其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備2.SLM快速成型技術(shù)3.6

其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備激光選區(qū)熔化成型技術(shù)的材料選取范圍廣泛，理論上能夠被激光加熱后能互相粘結(jié)的粉末材料都可作為SLM的成型材料。目前應(yīng)用比較成熟的金屬粉末材料有黑色金屬（不銹鋼309L、不銹鋼316L、工具鋼、鎳及鎳合金）、有色金屬（鋁及其合金、鈦及其合金、銅）和鐵等。3.6其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備3.6

其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備3.EBM快速成型技術(shù)電子束熔化成型，英文名稱(chēng)ElectronBeamMelting，簡(jiǎn)稱(chēng)EBM。其原理與SLS類(lèi)似，見(jiàn)圖3-36所示。該技術(shù)是采用電子束在計(jì)算機(jī)控制下，按零件截面輪廓的信息有選擇性地熔化金屬粉末，并逐層堆積成型，最后除去多余粉末，最終得到與三維實(shí)體模型相同的三維金屬零件。3.6其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備3.EBM快速成型技術(shù)3.6

其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備應(yīng)用于電子束熔化成型技術(shù)的成型材料主要以鈦合金應(yīng)用最廣泛，同時(shí)還包含有不銹鋼、鎳基高溫合金、鋁合金、銅合金、TiAl金屬間化合物、Co-Cr-Mo合金等多種金屬和合金材料。3.6其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備3.6

其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備4.EBSM快速成型技術(shù)電子束選區(qū)熔化成型（ElectronBeamSelectiveMelting，EBSM）技術(shù)類(lèi)似于激光選區(qū)熔化SLM成型技術(shù)，是在真空環(huán)境下采用高能高速的電子束為熱源，選擇性地轟擊成型材料金屬粉末，從而使得粉末材料通過(guò)逐層熔化疊加，獲得金屬零件。3.6其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備4.EBSM快速成型技3.6

其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備EBSM成型技術(shù)具有加工材料廣泛、材料吸收率高且穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，適合制造復(fù)雜的鈦合金零件、脆性金屬間化合物零件及多孔性金屬零件，如可利用EBSM制備金屬多孔材料應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)植入物體方面。同時(shí)可針對(duì)EBSM技術(shù)特點(diǎn)制備專(zhuān)用合金成分，也可從單一金屬或合金材料向復(fù)合材料、功能性材料方向轉(zhuǎn)移發(fā)展。3.6其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備3.6

其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備5.EBF3快速成型技術(shù)電子束熔絲沉積制造技術(shù)（ElectronBeamFreeformFabrication，EBF3），又稱(chēng)為電子束自由成形制造技術(shù)，是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種高效率金屬結(jié)構(gòu)直接制造增材技術(shù)。該技術(shù)利用真空環(huán)境下具有高能量的電子束作為熱源，將成型材料金屬絲材熔化，并按路徑逐層堆積并成型三維實(shí)體金屬零件。3.6其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備5.EBF3快速成型技3.6

其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備電子束熔絲沉積制造技術(shù)的原材料僅僅使用金屬絲材（線(xiàn)材），其成本遠(yuǎn)低于金屬粉末材料且可百分百進(jìn)入熔池，材料利用率高。EBF3成型工藝中可打印大部分合金材料（包含熔點(diǎn)高的材料），且致密效果和力學(xué)性能良好。3.6其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備3.6

其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備6.SDM快速成型技術(shù)形狀沉積制造（ShapeDepositionManufacturing，SDM）成型技術(shù)，采用獨(dú)特的添加/去除材料的方法，是金屬的沉積與數(shù)控機(jī)加工（如銑削）交替進(jìn)行的工藝過(guò)程。3.6其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備6.SDM快速成型技術(shù)3.6

其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備該工藝方法制造的零件精度不受分層厚度的影響，因此可以采用多種材料制造零件，包括金屬材料、陶瓷、樹(shù)脂、聚合物和石蠟等。對(duì)于不同的沉積工藝方法，沉積過(guò)程中添加的具體零件材料也不同。3.6其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備該工藝方法制造的零件精度3.6

其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備7.LENS快速成型技術(shù)激光近凈成型（LaserEngineeredNetShaping，LENS），又稱(chēng)為激光工程化凈成型，是利用高功率激光將同軸輸送的金屬粉末材料快速熔化并凝固，通過(guò)逐層疊加，最后得到凈成型的三維金屬實(shí)體零件。3.6其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備7.LENS快速成型技3.6

其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備LENS材料包括基板材料和成型材料。（1）基板材料基板材料一般為金屬材料，具有以下幾點(diǎn)特性要求：①潤(rùn)濕性良好②結(jié)合界面無(wú)劇烈反應(yīng)③熱膨脹系數(shù)相近（2）成型材料LENS的成型材料主要包括金屬合金粉末（自熔性合金粉末）、陶瓷粉末、復(fù)合材料粉末和稀土及其氧化物粉末。3.6其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備LENS材料包括基板材料3.6

其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備8.金屬材料3D打印設(shè)備（1）國(guó)外金屬3D打印機(jī)主要生產(chǎn)廠家及代表機(jī)型（a）EOSINTM280機(jī)型（b）EOSM290機(jī)型

Xline1000R金屬3D打印機(jī)3.6其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備8.金屬材料3D打印設(shè)3.6

其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備

（a）SLM50機(jī)型（b）SLM250機(jī)型

DMGLasertec65機(jī)型3.6其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備（a）SLM50機(jī)3.6

其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備

（a）sProSLM250機(jī)型（b）ProX400機(jī)型

Sciaky公司的典型金屬3D打印機(jī)3.6其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備（a）sPro3.6

其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備（a）ArcamA2X機(jī)型（b）EBSMR2機(jī)型（c）ArcamQ10機(jī)型

（a）SLM500機(jī)型（b）LENS850-R機(jī)型

（c）AM250機(jī)型（d）OPM250L機(jī)型

3.6其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備（a）ArcamA2X3.6

其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備（2）國(guó)內(nèi)金屬3D打印機(jī)主要生產(chǎn)廠家及代表機(jī)型

（a）RC-SLM525機(jī)型（b）RC-LMD8060機(jī)型

HRPM-II型金屬3D打印機(jī)

（a）S200機(jī)型（b）EP-M250機(jī)型3.6其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備（2）國(guó)內(nèi)金屬3D打印機(jī)3.6

其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備2.6.2生物材料快速成型技術(shù)3D生物打印技術(shù)（3Dbioprinting）是一種新的材料加工方法，是基于計(jì)算機(jī)三維模型，并通過(guò)離散堆積的原理，根據(jù)仿生形態(tài)、生物體的功能及細(xì)胞微環(huán)境等方面的要求，最終制造出人造器官和生物醫(yī)學(xué)產(chǎn)品的新科技手段。3.6其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備2.6.2生物材料快速3.6

其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備1.生物打印技術(shù)的分類(lèi)根據(jù)工作原理的差異性，可將3D生物打印技術(shù)分為三種類(lèi)型：噴墨生物打印、微擠壓成型生物打印和激光生物打印。3.6其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備1.生物打印技術(shù)的分類(lèi)3.6

其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備（1）噴墨生物打印噴墨生物打?。↖nkjetBioprinting），又被稱(chēng)為微滴法（drop-by-drop），是以液滴形式的生物材料（又稱(chēng)生物墨水，由細(xì)胞、細(xì)胞培養(yǎng)液或凝膠前驅(qū)體溶膠三者的混合體構(gòu)成）作為打印原料，依靠聲波或熱的作用使生物材料滴落，層層堆積形成三維立體。目前用于噴墨生物打印技術(shù)主要分為兩類(lèi)：壓電噴墨打印技術(shù)和熱噴墨打印技術(shù)。3.6其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備（1）噴墨生物打印3.6

其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備3.6其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備3.6

其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備（2）微擠壓成型生物打印微擠壓成型生物打印（MicroextrusionBioprinting）是將熱熔性生物材料加熱熔融，并將黏流態(tài)的生物材料（細(xì)胞、具有生物相容性且可降解的水凝膠、生長(zhǎng)因子等多種材料）依據(jù)計(jì)算機(jī)分層數(shù)據(jù)的控制路徑，在指定位置處沉積與周?chē)牧险尺B、凝固成形。3.6其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備（2）微擠壓成型生物打印3.6

其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備常用微擠壓成型生物打印技術(shù)分為三種：氣動(dòng)式、活塞式和螺桿式。氣動(dòng)式微擠壓成型生物打印系統(tǒng)中的壓縮氣體會(huì)產(chǎn)生滯后現(xiàn)象，而活塞式生物打印機(jī)則直接控制材料的擠出。螺桿式生物打印機(jī)可打印粘度相對(duì)更高（材料粘度可達(dá)30～6×107mPa/s）的材料，打印出的三維實(shí)體的空間結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定。3.6其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備常用微擠壓成型生物打印技3.6

其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備3.6其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備3.6

其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備（3）激光生物打印激光生物打?。↙aserBioprinting）是利用激光對(duì)微量物質(zhì)的光鑷效應(yīng)和熱沖擊效應(yīng)來(lái)沉積細(xì)胞液滴。其工作過(guò)程是利用激光脈沖在吸收層上產(chǎn)生液泡，將細(xì)胞以及支架材料推到接收基底。根據(jù)其采用的細(xì)胞沉積原理，激光打印可分為兩種類(lèi)型：激光誘導(dǎo)轉(zhuǎn)移（LaserInducedForwardTransfer，LIFT）和激光誘導(dǎo)直寫(xiě)（LaserGuidedDirectWriting，LGDW）。3.6其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備（3）激光生物打印3.6

其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備3.6其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備3.6

其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備2.生物打印材料的性能要求（1）可打印性生物打印時(shí)，要盡可能提高打印過(guò)程中的細(xì)胞活性，且可以精確地按照所需的時(shí)間和空間來(lái)控制打印，保證打印適用性。（2）生物相容性材料還需具備可靠的生物相容性，要求植入材料與內(nèi)源性組織不發(fā)生任何能影響局部或全身的不良反應(yīng)，有利于促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)形成具有一定功能的組織。3.6其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備2.生物打印材料的性能3.6

其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備（3）生物可降解性材料的降解動(dòng)力學(xué)必須可控，需要控制降解速率，可以配合細(xì)胞本身產(chǎn)生細(xì)胞外基質(zhì)的形成速度，同時(shí)要控制降解副產(chǎn)物，即降解過(guò)程中應(yīng)當(dāng)避免有毒副作用的產(chǎn)生。（4）材料結(jié)構(gòu)和機(jī)械性質(zhì)生物打印材料必須具備合適的交聯(lián)機(jī)制來(lái)完成所需結(jié)構(gòu)體成型，因此材料本身的力學(xué)性能應(yīng)當(dāng)符合所需的環(huán)境，才能維持三維打印結(jié)構(gòu)的完整性。其中，力學(xué)性能需要保證諸如孔隙率、內(nèi)部通道以及網(wǎng)絡(luò)等重要結(jié)構(gòu)不易破壞。3.6其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備（3）生物可降解性3.6

其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備（5）材料仿生性能材料應(yīng)當(dāng)能模擬并滿(mǎn)足所需組織的靜態(tài)以及動(dòng)態(tài)力學(xué)性能，結(jié)合生物仿生成分的生物打印技術(shù)對(duì)于組織工程學(xué)和再生醫(yī)學(xué)有著重要的意前景和意義。3.6其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備（5）材料仿生性能3.6

其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備3.生物打印材料的種類(lèi)及特點(diǎn)目前正在應(yīng)用的生物打印材料有工程塑料、生物塑料、光敏樹(shù)脂、金屬材料和水凝膠材料等。生物打印材料與普通打印材料相比，其對(duì)可打印性、生物相容性、可降解性、結(jié)構(gòu)以及力學(xué)性能等方面要求更高。3.6其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備3.生物打印材料的種類(lèi)3.6

其他快速成型技術(shù)的材料及設(shè)備（1）工程塑料應(yīng)用于醫(yī)用3D生物打印的工程塑料主要有聚醚醚酮（PEEK）、聚酰胺和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物等。（2