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   來源：科技日報(bào)

  《時(shí)代》周刊將3D打印產(chǎn)業(yè)列為“美國十大增長最快的工業(yè)”。據(jù)Wohlers Associates預(yù)測， 2015年將達(dá)到37億美元，并預(yù)計(jì)到2020年達(dá)到52億美元。隨著技術(shù)成果的推廣和應(yīng)用，3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)出快速增長勢頭。

  從行業(yè)分布來看，用于消費(fèi)電子領(lǐng)域的打印技術(shù)仍然占主導(dǎo)地位，大約占20.3%的市場份額，其他主要領(lǐng)域依次是汽車（19.5%）、醫(yī)療和醫(yī)科（15.1%）、工業(yè)及商用機(jī)器（10.8%）；從區(qū)域分布來看，北美地區(qū)（40.2%）、歐洲（29.1%）、亞洲（26.3%）三大區(qū)域占主導(dǎo)地位，其中亞洲地區(qū)主要集中于日本（38.7%）及中國（32.9%）。

  三大技術(shù)類型支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展

  根據(jù)所用材料及生成片層方式的區(qū)別，產(chǎn)業(yè)不斷拓展出新的3D打印技術(shù)路徑和實(shí)現(xiàn)方法。可大致歸納為擠出成型、粒狀物料成型、光聚合成型三大技術(shù)類型，每種類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(xiàn)，與其他的3D打印技術(shù)相比，F(xiàn)DM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(qiáng)烈的機(jī)械應(yīng)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(tǒng)Fortus 900mc，代表了當(dāng)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，一類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(jī)采用的選擇性激光燒結(jié)（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(jié)（DMLS）技術(shù),瑞典ARCAM公司采用的通過高真空環(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)。

  另一類是3D System公司的ZPrinter系列3D打印機(jī)所采用的噴頭式粉末成型打印技術(shù)。該系列打印機(jī)在噴每一層石膏或樹脂粉末的同時(shí)，都會(huì)通過橫截面進(jìn)行粘合，并重復(fù)該過程，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、熱固性樹脂和塑料加入粉末一起打印還可以增加強(qiáng)度。

  三是光聚合成型。其實(shí)現(xiàn)途徑較多，其一是由美國3D System公司開發(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(shè)備同時(shí)也要求苛刻的工作環(huán)境，且成型件多為樹脂類，強(qiáng)度、剛度、耐熱性有限，不利于長時(shí)間保存。

  其二是Objet公司的PolyJet噴頭打印機(jī)技術(shù)，噴射16-30μm超薄光敏聚合物材料層到構(gòu)建托盤上直至部件制作完成。該技術(shù)通常被用來設(shè)計(jì)支撐復(fù)雜幾何形狀的凝膠體材料，通過手剝和水洗即可去除。

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