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三维打印类型和三维打印机类型：三维打印方法大全

Published on:

2 月 26, 2026

最后一次修改：

2 月 26, 2026

模具制造和精密制造专家

专门从事注塑成型、数控加工、高级原型制作和材料科学集成。

三维打印，技术上称为增材制造（AM），是一种直接根据数字三维模型逐层制造物体的生产方法。增材制造工艺不同于数控加工等减材制造工艺，后者是将材料从实体块中去除。该工艺只是将材料沉积或固化在需要的地方。这种制造逻辑的逆转可实现复杂的几何形状、缩短开发时间、电子库存和本地化制造。.

3D 打印有哪些类型？

三维打印类型 “这一短语描述了控制材料沉积或凝固方式的基本打印技术。.

1.材料挤出

首先，材料挤压的原理是加热热塑性长丝，然后将其强行通过喷嘴，一次挤压出一层零件。 ^[1]. .其价格低廉、可用性强、材料生态系统广阔，适合消费者和入门级专业市场。使用的材料包括 PLA、ABS 和 PETG。.

它之所以受到重视，是因为它具有快速的原型制作过程，并可进行功能测试。然而，在对性能敏感的部件进行规格说明时，必须考虑可见层线、中等尺寸公差和各向异性的机械特性。.

材料挤压的优点和局限性

该技术适用于大多数热塑性塑料，从概念阶段到功能部件的制造都可以使用原型。材料挤出易于使用，对维护的要求相对较低，因此是业余爱好者和工业界中最不复杂的增材制造方法。.

其主要缺点是可观察到层线、尺寸精度差，以及由于层粘合而产生的各向异性机械特性。表面处理通常需要后处理，复杂的几何形状可能需要支撑结构。热变形也会影响精度，尤其是在使用高温聚合物时。.

2.槽式光聚合

相比之下，大桶光聚合概念则依赖于通过适当的光源对液态光聚合树脂进行选择性硬化。据介绍，这些技术分辨率高、特征精细、表面光滑，非常适合牙科模型、珠宝铸模、微流体设备和特征非常精细的原型。 ^[2]. .需要权衡的是对树脂处理、固化后程序的要求，以及标准感光聚合物材料相对较脆的问题，除非使用特殊配方。.

釜式光聚合的优点和局限性

立体光刻（SLA）和数字光处理（DLP）等釜式光聚合技术在生产具有高分辨率和光滑表面的物体方面尤为有效。这些方法适用于复杂的设计、细节和对尺寸精度要求较高的操作，如牙科、医疗和高端美学模型。.

材料和处理需求是其存在一些缺点的主要原因。光聚合物热塑性塑料易碎，对紫外线敏感，强度不如热塑性塑料。工作周期中的操作包括树脂处理、清洗和后期固化，与挤出树脂相比，这些操作难度更大，成本更高。.

3.粉末床融合

粉末床熔融技术包括利用热能选择性熔融细粉末颗粒的技术。多重喷射熔融（MJF）通常熔融红外线能量熔剂，而选择性激光烧结（SLS）通常用于加工尼龙 PA12 等聚合物粉末。直接金属激光烧结（DMLS）和选择性激光熔融（SLM）用于烧结钛、不锈钢、铝和镍超合金等金属粉末。 ^[3].

粉末本身就是一种天然的支撑结构，因此具有复杂的内部路径和晶格结构。这种技术已被应用于航空航天、汽车和医疗领域。然而，该技术的主要缺点是设备成本高昂、粉末处理难度大以及必须在受控环境中进行。.

粉末床融合技术的优点和局限性

在大多数情况下，粉末床熔融技术无需使用聚合物系统中的支撑结构，即可生产出复杂的内部特征和坚固的部件元件。这使其适用于要求苛刻的工程任务。.

其缺点是设备成本高、粉末处理复杂、操作耗能。表面粗糙度通常需要后处理，热应力会影响零件的完整性。.

4.材料喷射

材料喷射将微小的光聚合物液滴沉积到构建平台上，然后立即进行紫外线固化。在此过程中，可同时打印多种具有不同机械性能、颜色或不透明度的材料。该技术可生产出具有出色表面质量和高尺寸精度的高质量零件。.

材料喷射的优点和局限性

与其他工艺相比，材料喷射对精细细节的处理更为精确，并可通过光聚合物小液滴的沉积和固化应用于多材料模式。它尤其适用于逼真的原型、全彩以及在同一结构中可能需要不同材料特性的部件。.

该技术因机器成本高昂以及专有材料而令人望而却步。印刷的光聚合物不具备长期的机械坚固性和耐热性。对工作条件和维护需求的敏感性可能会增加总体生产成本。.

5.粘结剂喷射

最后，粘合剂喷射将液体粘合介质有选择性地转移到粉末床上，在印刷过程中粘合颗粒而不需要大量加热。它需要进一步固化、烧结或渗透才能达到最终强度。这种将成型和致密化隔离开来的方法可以提高成型速度，减少热变形。.

它可以在砂模、烧结金属片和全彩色砂岩模型中浇铸。其他工程方面的考虑还有二次加工要求和较低的绿色状态强度，这两点也至关重要。.

粘结剂喷射的优点和局限性

据报道，粘合剂喷射具有高速打印能力、可扩展性以及处理金属、陶瓷和砂的能力。由于热能极小或不存在，打印中的部件会产生残余应力，因此在大型部件、铸造模具和烧结后经济高效地生产金属部件方面非常有效。.

它的局限性主要体现在未加工部件的脆弱性以及必须进行大量的后处理，如烧结或渗入。致密化过程中的尺寸收缩会使精度变得复杂，最终的机械性能也不一定能与完全熔化的金属加工工艺相媲美。.

3D 打印机有哪些类型？

1.消费级 3D 打印机

大多数人都是从消费级 3D 打印机开始接触增材制造的。这些机器可用、便宜、易于安装，可以安装在家庭、学校和创客空间中 ^[4]. .与这些打印机最密切相关的技术是材料挤出技术，又称 FDM 或 FFF。此类系统能够通过熔化热塑性塑料并将其分层铺设来制造物体。最常见的材料是 PLA、PETG 和 ABS，因为它们性能稳定、易于获得，而且打印容错性相对较好。.

大桶光聚合还可用于消费级三维打印机。桌面打印机（SLA 和 MSLA）使用紫外线固化液态树脂，可以打印非常精细的细节，而挤出长丝通常将精细度限制在十分之几微米。这使它们成为微型模型、雕像和大量细节原型的绝佳选择。不过，树脂印刷涉及更复杂的清洗和后固化程序，以及更严格的安全和处理措施。.

优点和局限性

消费类打印机的优点在于价格低廉，具有广泛的实用性。它们可以快速迭代，进行创造性的实验，并可以制作功能简单的原型，而无需花钱购买工业设备。维护和校准通常不是什么大问题，但可能会占用用户的时间。.

它们的弱点体现在对材料要求精确、可重复或性能良好。尺寸公差会发生变化，表面光洁度需要后处理，机械强度往往因打印方向而异。尽管这些机器在学习和轻负载方面是完美的，但生产级的可靠性通常不是这些机器的特点。.

2.消费级 3D 打印机

消费级 3D 打印机是具有专业功能的业余便捷产品。它们通常存在于设计工作室、工程部门和小型制造公司。虽然挤压材料在这方面仍然是一项相当重要的技术，但机器却要先进得多。封闭式加热室、长丝监控、硬化喷嘴和热端温度提高等特性使其能够加工工程聚合物，包括尼龙、聚碳酸酯和热塑性聚氨酯。 ^[5].

大桶光聚合系统的专业级系统可提供最佳光学系统、微调校准和检查树脂轮廓。这将提高尺寸精度和材料性能的可预测性。这些打印机主要应用于牙科、产品设计和铸造等要求精细和边缘锋利的领域。.

在紧凑型聚合物粉末床熔融系统方面，包括 SLS 在内的一些技术更先进的专业系统已经发布。这种打印机可以在没有任何支撑物的情况下生产出坚固和各向同性的部件，现在可以进行短期生产和功能组装。.

优点和局限性

专业打印机在可靠性、一致性和材料灵活性方面都有很大提高。打印失败的次数减少，公差增加，机器始终适合专业用途。它们是一种可行的投资，因为它们允许进行试验和创造收入的工作流程。.

这些权衡带来了更高的购置成本、更高的服务复杂性和严格的环境要求。在使用 SLS 等技术时，还需要处理粉末和通风。尽管打印机非常适合小批量生产和功能性原型制作，但它们可能无法提供吞吐量和认证结构，而在高度管制的行业中则是如此。.

3.工业三维打印机

工业 3D 打印机的开发是为了在商业环境中运行，在这种环境中，制造条件在可重复性、可追溯性和性能方面都不能受到影响。 ^[6]. .这些系统规模更大、更坚固耐用，并深深嵌入到管理的工作流程中。粉末床熔融技术在与这些设备配合使用时表现尤为突出。聚合物 SLS 和 MJF 设备可制造出机械性能高且几乎各向同性的最终使用部件。金属粉末床熔融 DMLS 和 SLM 技术可用于制造航空航天、医疗器械和设备中使用的致密金属零件。.

定向能沉积系统也是工业增材制造的另一个支柱。它们在高价值金属部件的修复、大型结构的生产以及将快速成型沉积与数控加工相结合的混合生产装置的生产方面表现出色。.

材料喷射在这一层面也发挥着作用，尤其是在对多材料能力、色彩精度和表面逼真度要求较高的情况下。此外，还有工业材料挤出系统，尤其适用于需要加热室和精确热调节的高性能聚合物，如 PEEK 和 PEI。.