“笔间设计团队多年从事于产品开发流程，为各类品牌开发了数百件产品，了解运用到的各种材料和工艺涵盖日常所见的几乎所有产品。本专题基于笔间多年经验，梳理出常见材料的各项实用特性，以及常见的相关问题，以供参考。”
人们通常所说的3D打印技术，其实是指增材制造（Additive Manufacturing，AM）技术，是快速成型（Rapid Prototyping，RP）技术的一种。AM技术是一种采用材料逐渐累加的方法，通过3D打印设备，根据数字模型文件来制造实体的技术。与传统的材料去除、切削的减材加工方法正相反，是一种“自下而上”的制造方法。
在正常尺寸和精度范围内，3D打印技术可以制造出任何三维世界中存在的实体造型，完成许多传统加工方法无法制造的造型结构。
在产品研发的过程中，3D打印技术常被用做外观、结构手板的打样验证，相比于传统打样工艺，具有打样周期短、打样成本低的特点，能够极大地节约产品研发的时间成本和资金成本。
根据具体实现方法和使用材料的不同，AM技术最常用的是SLA、FDM、SLS、SLM，此外还有LOM、CLIP、DLP、3DP、EBM、EBF、UV等十数种不同工艺。
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SLA
【学名】光固化成型技术／立体平板印刷／立体光固化
【英文名】Stereo Lithography Appearance，SLA
【简述】SLA是最常用，最经济的3D打印技术，该技术以光敏树脂为原料，通过计算机按零件的各分层截面信息在液态的光敏树脂表面进行逐点扫描，形成薄层。一层固化完成后，工作台下移一个层厚，然后再固化下一层，直到得到完整的零件实体。
SLA打印机
SLA成型示意图
FDM成型示意图
【材料＆成品参考价格】光敏树脂0.8-1.5元/克
【特点】成型速度快，自动化程度高，尺寸精度高，可达±0.1mm。成品表面光滑，易于上色。原材料种类单一，强度一般，可满足大部分常规消费电子产品的结构手板需求；刚度差，受撞击易碎；耐热性差，受热易变形；易老化，受阳光直射易发黄，不适合长期保存。
02
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FDM
【学名】熔融沉积成型技术/熔融挤出成型技术
【英文名】Fused Deposition Modeling，FDM
【简述】FDM是另一种十分常用的3D打印技术，其使用的材料是一般是热塑性材料（即加热后可熔融为可流动的液态），如蜡、ABS、尼龙等，以丝状供料。材料在喷头内被加热熔化，喷头在计算机操控下沿零件零件截面轮廓和填充轨迹运动，同时将熔融材料寄出，迅速固化，并与周围材料粘结。一层完成后再以上一层作为支撑，进行下一层，如此往复，直至形成完整的零件实体。当上一层材料无法为下一层材料提供支撑时，需要设计额外的支撑件，以保证成型过程顺利实现，完成打印后拆除支撑件。
FDM打印机
FDM成型示意图
【材料＆成品参考价格】ABS5-20元/克；尼龙 2-4元/克；PLA 1.5-2元/克；石蜡5-10元/克
【特点】原理、设备简单，原料易于运输和更换，成品强度、韧性高，可直接打印各种有色材料；打印速度慢，成品尺寸精度较差，表面粗糙，需要额外设计支撑结构，打印复杂模型时，支撑结构难以去除。
03
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SLS
【学名】选择性激光烧结成型
【英文名】Selected Laser Sintering，SLS
【简述】SLS是采用红外激光作为热源，在粉末池中烧结粉末材料，并逐层堆积，最终形成零件实体的技术。可使用的材料十分广泛，理论上任何加热后能够形成原子间粘结的粉末材料都可作为其成型材料，如合金粉末，PC、PE、PP、尼龙等高分子材料、陶瓷粉末等。
SLS打印机
SLS打印塑料件
SLS打印塑料件
【材料＆成品参考价格】PE 5-20元/克；不锈钢 8-10元/克；尼龙 2-4元/克；铝合金10-20元/克
【特点】可用材料多样，性能接近普通工程塑料材料，材料利用率高，无需支撑结构；成品表面粗糙，需后续处理；设备成本高，打印速度慢，打印过程中通常会产生异味。成品内部组织、缺陷分布难以控制，会对成品物理性能造成一定影响。
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SLM
【学名】选择性激光熔融成型
【英文名】Selective Laser Melting，SLM
【简述】SLM与SLS类似，利用金属粉末在激光束的热作用下完全熔化、经冷却凝固而成型。其材料多为单一组分的金属粉末，如不锈钢、铝合金、镍铬合金等各类合金，各类贵金属等。
SLM打印机
SLM打印金属零件
【材料＆成品参考价格】不锈钢 8-10元/克；铝合金10-20元/克；银 25-30元/克
【特点】金属成品致密度高，可达99%，力学性能好，可与传统工艺相当；成品零件后期可进行焊接等处理；需要添加支撑结构，价格相对昂贵，速度较慢，成品精度和表面质量有限，需要后期加工处理提高。
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LOM
【学名】叠层实体制造技术
【英文名】Laminated Object Manufacturing，LOM
【简述】LOM采用背面涂有热熔胶的薄片材料（如纸片、塑料薄膜、金属箔等）为原料，用激光切割系统按照计算机提供的横截面轮廓数据裁切出相应形状，切割完一层以后叠加新的一层，用热粘装置将其粘接在一起，然后重复切割步骤，如此往复，最终形成零件实体。
LOM打印机
LOM打印A4Z纸
LOM打印A4Z纸
【材料＆成品参考价格】PVC薄膜 10-20元/千克
【特点】成型速率高，设备价格相对较低，寿命长；造型材料成本低；无需支撑等辅助工艺；成品易于上色，模型拟真效果好。材料浪费严重，材料种类少；表面质量差，成品力学性能不高；前、后处理费时费力，不能打印中空结构。
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CLIP
【学名】连续液面生长技术
【英文名】Continuous Liquid Interface Production，CLIP
【简述】CLIP本质上是对SLA技术的改进，其最显著的特征就是将零件成型方向倒置，从底部向上投影紫外线，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。
CLIP打印复杂实体
【材料＆成品参考价格】光敏树脂 0.8-1.5元/克
【特点】成型速率极高，是传统3D打印技术的25-100倍，理论上有提高到1000倍的潜力。成品分层细腻，各个方向的力学性能良好，并能够保持基本一致，在实际应用中少了很多顾虑。其设备极为昂贵，故目前实际生产中应用到的机会不多。
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3DP
【学名】立体喷墨打印法
【英文名】Three-Dimension Printing，3DP
【简述】从工作方式来看，三维印刷与传统二维喷墨打印最接近。与SLS工艺一样，3DP也是通过将粉末粘结成整体来制作零部件，不同之处在于，它不是通过激光熔融的方式粘结，而是通过喷头喷出的粘结剂。理论上讲，任何可以制作成粉末状的材料都可以用3DP工艺成型，材料选择范围很广。
粘接剂喷射
加热固化
打印成型
【特点】成型速度快，价格相对低廉，可实现有渐变色的全彩色3D打印，打印过程无需支撑材料，打印（目前最大可打印4米）。产品力学性能差，强度、韧性相对较低，多用于铸造模样，全彩色外观样件，3D照相馆.
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工业设计的价值在于解决产品问题，这种能力并不来自于对某个领域的专精，而在于其涉猎的广度，针对不同场景，不同功能，不同材料以及不同预算，快速准确匹配最合理的解决方案，这是一个产品设计团队必须具备的专业素养。
——笔间设计
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