來(lái)源：科技日報

  《時(shí)代》周刊將3D打印產(chǎn)業(yè)列為“美國十大增長(cháng)最快的工業(yè)”。據Wohlers Associates預測， 2015年將達到37億美元，并預計到2020年達到52億美元。隨著(zhù)技術(shù)成果的推廣和應用，3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展呈現出快速增長(cháng)勢頭。

  從行業(yè)分布來(lái)看，用于消費電子領(lǐng)域的打印技術(shù)仍然占主導地位，大約占20.3%的市場(chǎng)份額，其他主要領(lǐng)域依次是汽車(chē)（19.5%）、醫療和醫科（15.1%）、工業(yè)及商用機器（10.8%）；從區域分布來(lái)看，北美地區（40.2%）、歐洲（29.1%）、亞洲（26.3%）三大區域占主導地位，其中亞洲地區主要集中于日本（38.7%）及中國（32.9%）。

  三大技術(shù)類(lèi)型支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展

  根據所用材料及生成片層方式的區別，產(chǎn)業(yè)不斷拓展出新的3D打印技術(shù)路徑和實(shí)現方法?？纱笾職w納為擠出成型、粒狀物料成型、光聚合成型三大技術(shù)類(lèi)型，每種類(lèi)型又包括一種或多種技術(shù)路徑。

  一是擠出成型。主要以熔融沉積成型（FDM）技術(shù)實(shí)現，與其他的3D打印技術(shù)相比，FDM是唯一使用工業(yè)級熱塑料作為成型材料的積層制造方法，打印出的物件可耐受高熱、耐受腐蝕性化學(xué)物質(zhì)、抗菌和抗強烈的機械應力，被用于制造概念模型、功能原型，甚至直接制造零部件和生產(chǎn)工具。FDM技術(shù)被Stratasys公司、惠普公司作為核心技術(shù)所采用。2012年由Stratasys公司發(fā)布的超大型快速成型系統Fortus 900mc，代表了當今FDM技術(shù)的最高成型精度、成型尺寸和產(chǎn)能，可被用于打印真正的產(chǎn)品級零部件。

  二是粒狀物料成型。主要分為兩類(lèi)，一類(lèi)是有選擇的在顆粒層中融化打印材料，而未融化的材料則被生成物件的支撐或薄壁以減少對其他支撐材料的需求。主要包括：3D System公司的sPro系列3D打印機采用的選擇性激光燒結（SLS）技術(shù)，德國EOS公司采用的可打印幾乎所有合金材質(zhì)的直接金屬激光燒結（DMLS）技術(shù),瑞典ARCAM公司采用的通過(guò)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)。

  另一類(lèi)是3D System公司的ZPrinter系列3D打印機所采用的噴頭式粉末成型打印技術(shù)。該系列打印機在噴每一層石膏或樹(shù)脂粉末的同時(shí)，都會(huì )通過(guò)橫截面進(jìn)行粘合，并重復該過(guò)程，直到打印完每一層。該技術(shù)允許打印全色彩原型和彈性部件，將蠟狀物、熱固性樹(shù)脂和塑料加入粉末一起打印還可以增加強度。

  三是光聚合成型。其實(shí)現途徑較多，其一是由美國3D System公司開(kāi)發(fā)的用于生產(chǎn)固體部件的光固化成型（SLA）技術(shù)。該技術(shù)具有成型過(guò)程自動(dòng)化程度高、制作原型表面質(zhì)量好、尺寸精度高等特點(diǎn)，但對液態(tài)光敏聚合物進(jìn)行操作的SLA精密設備同時(shí)也要求苛刻的工作環(huán)境，且成型件多為樹(shù)脂類(lèi)，強度、剛度、耐熱性有限，不利于長(cháng)時(shí)間保存。

  其二是Objet公司的PolyJet噴頭打印機技術(shù)，噴射16-30μm超薄光敏聚合物材料層到構建托盤(pán)上直至部件制作完成。該技術(shù)通常被用來(lái)設計支撐復雜幾何形狀的凝膠體材料，通過(guò)手剝和水洗即可去除。

  其三是德國EnvisionTec公司的Ultra 3D打印數字光處理（DLP）快速成型系統。該系統能夠構建組合型的3D部件，并使用高分辨率的數字光處理器投影儀來(lái)固化液態(tài)光聚合物，從而快速精準的完成模型的制造。