40张动图，秒懂10种3D打印原理！

3D打印也称增材制造，是以数字模型为基础，将材料逐层堆积制造出实物的新兴制造技术，被称为“具有工业革命意义的制造技术”。

3D打印无需开模、一体成型、生产周期短，特别适用于生产及快速交付结构复杂产品、小批量产品，因此被广泛用于原型制作、定制生产以及复杂零部件制造等领域。

在鞋材领域，3D打印已成功开辟出个性化、高性能化的新赛道。当前技术已实现产品化，未来将朝着更智能、更定制、更可持续的方向演进，有望改变鞋类的设计、制造和消费模式。

根据打印材料不同，本文整理了高分子材料和金属材料的3D打印原理，主要介绍SLA、CLIP、3DP、PolyJet、FDM五大技术，以及NPJ、SLM、SLS、LMD和EBM五大金属3D打印原理。阅读本文前，欢迎扫码进群参与讨论。

1、SLA（StereoLithography）

SLA即光固化成型技术，指利用紫外光照射液态光敏树脂发生聚合反应，来逐层固化并生成三维实体的成型方式，SLA制备的工件尺度精度高，是商业化的最早3D打印技术。

以下是SLA工艺工程：

紫外激光源

光固化反应

逐层扫描成型

2、CLIP

CLIP即连续液体界面提取技术，是在Carbon 3D公司在SLA技术的基础上开发的具有革命性的3D打印技术，将3D打印的速度提高了100倍！

CLIP从底部投影，使光敏树脂固化，不需要固化的部分通过控制氧气，形成死区，抑制光固化反应而保持稳定的液态区域，这样就保证了固化的连续性。

光固化反应

氧气抑制光固化过程

光固化死区演示

CLIP成型过程

3、3DP（Three-DimensionalPrinting）

3DP即三维打印快速成型技术，其与传统二维喷墨打印接近，从喷头喷出粘结剂（彩色粘结剂可以打印出彩色制件），将平台上的粉末粘结成型，通常用采用石膏粉作为成型材料。3DP技术目前主要应用有两个：全彩3D打印及砂模铸造。

以下是Exone公司用3DP技术进行砂模铸造的过程：

粘结剂喷射

加热固化

打印成型

铸造成型

4、PolyJet

PolyJet即聚合物喷射技术，其成型原理类似3DP技术，但喷射的不是粘合剂而是光固化树脂，喷射完成后通过紫外光照射固化成型。

PolyJet成型原理

PolyJet采用阵列式喷头，甚至可以同时喷射不同材料，实现多种材料、多色材料同时打印。

阵列喷头工作过程

PolyJet打印过程

5、FDM（FusedDeposition Modeling）

FDM即熔融层积技术，利用高温将材料熔化，通过打印头挤出成细丝，在构件平台堆积成型。FDM是最简单也是最常见的3D打印技术，通常应用于桌面级3D打印设备。

以下是FDM技术的工作原理：

模型处理

耗材挤出成型

逐层打印过程

去除支撑

表面处理

金属3D打印技术可以直接用于金属零件的快速成型制造，具有广阔的工业应用前景，是国内外重点发展的3D打印技术，下面跟大家分享NPJ、SLM、SLS、LMD和EBM五大金属3D打印原理。

6.NPJ（Nano Particle Jetting）

NPJ技术是以色列公司Xjet最新开发出的金属3D打印成型技术，与普通的激光3D打印成型相比，其使用的是纳米液态金属，以喷墨的方式沉积成型，打印速度比普通激光打印快5倍，且具有优异的精度和表面粗糙度。

以下是Xjet设备工作过程：

金属颗粒细化

金属颗粒分布在液滴中

液滴喷射成型过程

液相排出过程

烧结后的制件

7.SLM（Selective Laser Melting）

SLM即选区激光熔化成型技术，是目前金属3D打印成型中最普遍的技术，采用精细聚焦光斑快速熔化预置金属粉末，直接获得任意形状以及具有完全冶金结合的零件，得到的制作致密度可达99%以上。

激光振镜系统是SLM的关键技术之一，以下是SLM Solution公司的振镜系统工作图：

激光发射

激光传输

扫描振镜 激光扫描熔化

金属粉末熔化过程

金属3D打印过程中，由于制件通常较复杂，需要打印支撑材料，制件完成后需要去除支撑，并对制件的表面进行处理。

取出制件

去除支撑

后处理

8.SLS（Selective Laser Sintering）

SLS即选区激光烧结成型技术，与SLM技术类似，区别是激光功率不同，通常用于高分子聚合物的3D打印成型。

以下是SLS制备塑料制件的过程：

模型分层切片

制件的取出

后处理

SLS也可用于制造金属或陶瓷零件，但所得到的制件致密度低，且需要经过后期致密化处理才能使用。

SLS制造金属零件

9.LMD（Laser Metal Deposition）

LMD即激光熔覆成型技术，该技术名称繁多，不同的研究机构独立研究并独立命名，常用的名称包括：LENS, DMD, DLF, LRF等，与SLM最大不同在于，其粉末通过喷嘴聚集到工作台面，与激光汇于一点，粉末熔化冷却后获得堆积的熔覆实体。

以下是LENS技术的工作过程：

同轴送粉

构建过程

10.EBM（Electron Beam Melting）

EBM即电子束熔化技术，其工艺过程与SLM非常相似，区别在于，EBM所使用的能量源为电子束。EBM的电子束输出能量通常比SLM的激光输出功率大一个数量级，扫描速度也远高于SLM，因此EBM在构建过程中，需要对造型台整体进行预热，防止成型过程中温度过大而带来较大的残余应力。

以下是EBM工作过程：

整体预热

成型过程

熔化过程中粉末的变化

来源：机械小子98

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1、议题方向

序号	议题方向
1	功能性3D打印鞋履的晶格结构设计策略
2	3D打印中底的“结构-力学-舒适度”多目标优化模型构建
3	3D打印在专业运动装备的精准赋能
4	3D打印发泡如何重塑鞋履竞争格局
5	3D打印发泡：运动品牌的技术创新边界与产业化前景
6	从数据到实物，解锁一键定制专属运动鞋
7	步态大数据下，AI设计助力3D打印运动鞋商业化
8	3D数字化技术分析及运动鞋领域应用
9	生物基与可降解材料（如PLA、TPU）塑造3D打印鞋的绿色未来
10	可持续3D打印材料解决方案
11	尼龙弹性体与3D打印技术的结合应用创新
12	3D打印高性能材料与工艺解析
13	3D打印金属材料的种类、特性与应用
14	金属3D打印技术在鞋材领域的应用
15	不同光固化技术在3D打印鞋材的差异化应用
16	SLS 技术 3D 打印鞋的现状和未来
17	SLM成形技术与鞋模应用
18	3D打印赋能鞋模EVA绿色制造
19	3D打印技术在鞋模应用面临的挑战与解决方案