3D打印技术，又称增材制造，是一个涵盖多种不同工艺的总称。根据国际标准组织(ISO)的分类，3D打印技术主要分为七大类别，每类下又有多种具体技术。下面将详细解析这些分类：

一、材料挤出

原理：材料通过加热的喷嘴挤出，层层堆叠形成三维结构。

主要技术：

• 熔融沉积成型(FDM/FFF)：最常见、最普及的3D打印技术，使用热塑性线材。成本低、操作简单，适用于原型制作、教学和部分功能部件。
• 3D生物打印：使用生物墨水(含活细胞和营养物质)打印组织类结构，应用于医学研究、组织工程和再生医学。
• 建筑3D打印：使用大型设备挤出混凝土等建筑材料，用于住宅建造和特殊建筑结构。

材料：塑料、金属、混凝土、生物凝胶、食品等 精度：±0.5%(下限±0.5mm) 应用：原型、外壳、夹具、房屋等

二、还原聚合(桶聚合/光聚合)

原理：利用光源选择性固化液态光敏树脂，通过逐层固化形成物体。

主要技术：

• 立体光刻(SLA)：使用激光束精确照射树脂表面，精度高、表面质量好。
• 数字光处理(DLP)：使用数字投影仪一次性固化整层，速度比SLA快。
• 液晶显示器(LCD/MSLA)：使用LCD屏幕作为掩模控制UV光照射区域。
• 特殊变体：如Carbon公司的数字光合成(DLS)、Stratasys的可编程光聚合(P3)等。

材料：光敏树脂(工业级、生物相容性、透明、可浇铸等) 精度：±0.5%(高精度可达±0.15mm或更高) 应用：高精度原型、牙科应用、珠宝铸造、消费品等

三、粉末床熔融

原理：使用热源(激光或电子束)选择性熔化或烧结粉末材料薄层，逐层构建。

主要技术：

• 选择性激光熔化(SLM)：完全熔化金属粉末，形成致密金属部件。精度高、力学性能好。
• 选择性激光烧结(SLS)：烧结而非完全熔化粉末，适用于塑料、金属、陶瓷等材料。无需支撑结构，可制作复杂内腔。
• 电子束熔化(EBM)：在真空环境中使用电子束熔化金属粉末，适用于大型复杂金属零件。
• 多射流熔融(MJF)：使用喷墨技术将熔融剂喷射到粉末上，然后整体加热，速度快、精度高。

材料：金属粉末、尼龙、塑料、陶瓷等 应用：航空航天零件、医疗植入物、复杂工业部件等

四、材料喷射

原理：类似2D喷墨打印，将材料滴状喷射出来，通常与紫外线固化结合。

特点：可同时使用多种材料，包括不同颜色和特性的材料，实现高度复杂的部件。

应用：多材料原型、医疗模型、高保真视觉模型等

五、粘合剂喷射

原理：将粘合剂选择性地喷射到粉末床(金属、砂、塑料等)上，粘结成形。

主要技术：

• 三维打印(3DP)：将化学粘结剂喷射到粉末上形成粘结层。

特点：打印速度快、成本较低、无需支撑结构。

应用：砂型铸造模具、金属零件、全彩模型等

六、定向能沉积

原理：使用聚焦热源(激光、电子束或等离子弧)熔化同步供给的材料(粉末或线材)。

主要技术：

• 激光熔覆成型(LMD)：使用激光熔化金属粉末，制造大型金属部件或修复现有部件。
• 电子束自由成形制造(EBF)：在真空环境下使用电子束。

应用：大型金属部件制造、部件修复、梯度材料制造等

七、片材层压

原理：将薄材料(纸张、金属箔、塑料片)层叠在一起，然后切割成所需形状。

特点：适合制作具有较大平面面积的零件，材料利用率高。

应用：快速原型、模具、装饰件等

选择合适技术的考虑因素

1. 材料需求：需要什么类型的材料(塑料、金属、陶瓷、生物材料)?
2. 精度要求：零件需要多高的尺寸精度和表面质量?
3. 功能需求：是仅用于视觉模型，还是需要承受机械应力的功能部件?
4. 生产速度：单件生产还是批量生产?
5. 成本考量：设备成本、材料成本、后处理成本等
6. 尺寸限制：需要打印的零件尺寸范围

3D打印技术正在快速发展，新的工艺和材料不断涌现。随着技术的成熟和成本的降低，3D打印将在更多领域展现其独特优势，从原型制造扩展到最终产品的直接生产，推动制造业的数字化转型。