编者按：3D打印技术面对精度与速度的权衡问题。如果速度让步于精度，便失去了3D打印快速成型的意义；但是精度让步于速度，又失去了精确制造的意义。我们如何取得平衡？如何在平衡基础上取得进步？在现有基础上我们取得了哪些进步？阅读全文我们一起思考。

作为一种快速成型技术，3D打印技术自诞生之初，就表现出比传统加工方法更快的生产速度。传统的制造技术如注塑法可以以较低的成本大量制造聚合物产品，而3D打印技术则可以以更快，更有弹性以及更低成本的办法生产数量相对较少的产品。用传统方法制造出一个模型通常需要数小时到数天，根据模型的尺寸以及复杂程度而定。而用3D打印的技术则可以将时间缩短为数个小时，当然其是由打印机的性能以及模型的尺寸和复杂程度而定的。

随着技术的不断发展与改进，可用于3D打印的材料越来越丰富，3D打印技术的种类越来越多，3D打印技术的速度也越来越快。下面，我们就来了解一下几种比较快速的3D打印技术。

SLA是最早实用化的3D打印技术，采用液态光敏树脂原料。其工作原理是，将3D模型进行切片处理，设计扫描路径，产生的数据将精确控制激光扫描器和升降台的运动；激光光束通过数控装置控制的扫描器，按设计的扫描路径，照射到液态光敏树脂表面，使表面特定区域内的一层树脂固化，加工完毕就生成零件的一个截面；层层叠加打印成型。将原型从树脂中取出后，进行固化，得到最终成品。

SLS打印机工作面由粉末缸和成型缸组成，粉末缸活塞（送粉活塞）上升，由铺粉辊将粉末在成型缸活塞（工作活塞）上均匀铺上一层，计算机根据原型的切片模型控制激光束的二维扫描轨迹，有选择地烧结固体粉末材料以形成零件的一个层面。粉末完成一层后，工作活塞下降一个层厚，铺粉系统铺上新粉。控制激光束再扫描烧结新层。如此循环往复，层层叠加，直到三维零件成型。最后将未烧结的粉末回收到粉末缸，并取出成型件。

FDM技术是将线材（如ABS、PLA 等）加热熔化进而堆积成型方法。根据产品零件的截面轮廓信息，热塑性线状材料由供料机构送至热熔喷头，在喷头中加热和熔化成半液态，然后被挤压出来，有选择性的涂覆在工作台上，快速冷却形成一层薄片。完成后工作台下降一定高度，再进行下一层的熔覆，如此循环，最终形成立体成品。

FDM的缺点是精度相对较低，打印过程需要设计制作支撑结构，打印时间较长，速度相对SLA慢7%左右。

所有的3D打印技术都要面对精度与速度的权衡问题。FDM在实际操作中，精度往往让步于速度。为了在短时间内打印成型，FDM成品的表面几乎都会留下明显的平行纹理。SLA技术虽然速度快于FDM，并且可以通过将模型切成更薄切片进行打印的方法来使层面结构变得相对不那么明显，但是要做到无层面结构几乎是不可能的。如何在保证精度的前提下极大地提高打印速度？于是两种革命性的3D打印技术便应运而生，它们便是我们下面要介绍的CLIP技术和惠普Multi Jet Fution技术。

CLIP技术由Carbon3D公司推出，可将打印过程提速25-100倍。利用光和氧气连续地从树脂材料中逐出模型，而非传统的逐层打印，所以称为“连续液界面生产技术”。底部的紫外光投影让光敏树脂固化，而氧抑制固化，水槽底部的液态树脂由于接触氧气而保持稳定的液态区域，这样就保证了固化的连续性。（底部特殊窗口可以透光同时透过氧气）

CLIP技术打破了以往3D打印精度与速度不可兼得的困境。连续的照射过程，令打印速度不再受切片层数量的影响，而仅仅取决于紫外线照射时的聚合速度以及聚合的粘性，而切片层厚决定最终成品的表面精度。通过合适的打印条件和原料液配方控制，困扰3D打印技术已久的高速连续化打印问题在CLIP技术中被完全克服。

2014年末，作为全球最大的传统打印企业，惠普公司推出了自己的3D打印产品——Multi Jet Fution多射流熔融技术。该技术以惠普现有的热喷墨技术为基础，将喷头做成孔径细小、密度极高的阵列，喷头一次的单向运动就可以完成一层喷射材料的覆盖。惠普表示，该技术旨在解决当前3D打印技术所面临的速度、精度、成本三大问题，打印速度将是现有3D打印技术的10倍以上。

Multi Jet Fution技术的工作方式为：先铺一层粉末，然后喷射熔剂，与此同时喷射一种精细剂，以保证打印对象边缘的精细度，然后再在上面施加一次热源这一层就算完成了。以此类推，直到3D对象完成。

同时，惠普提供了一组统计数据：以批量生产1000个齿轮为例，使用高品质的激光烧结设备，这些齿轮至少需要38小时才能制造出来。而使用他们的多射流熔融技术，只需3个小时即可完成。

我们都知道，在速度问题上，永远没有最快，只有更快。技术的不断进步，让我们的出行方式从双脚、车轮、螺旋桨到喷气发动机和火箭，速度越来越快，我们的生存空间也从脚下的一方土地扩展到了外太空。

3D打印技术从一开始发展到今天，速度有了很大提升。但传统制造业所擅长的批量化、规模化、精细化生产，以及材料发展、成本控制，仍然是3D打印技术的软肋。诚然，我们期望打印速度越来越快，但如同交通工具追求高速的同时，必须要考虑安全、舒适和经济等问题。3D打印不能一味追求单纯的高速度，要正视速度和精度权衡的问题。我们如何取得平衡？如何在平衡基础上取得进步？谁会是下一个更快者？我们拭目以待。

推荐阅读

3D建模学习过程中的10条铁律

 橡皮泥3D打印云平台

www.simpneed.com

微博：橡皮泥3D网

微信号：simpneed