3D打印與微納米打印的對比

3D打印技術(shù)又被稱為“快速成型技術(shù)”或者“增材制造技術(shù)”，是一種以計算機圖形文件為基礎(chǔ)，運用金屬或高分子材料，通過逐層累加堆積成型的三維構(gòu)形加工方式。傳統(tǒng)的“減材制造技術(shù)”，比如車、磨、刨、銑等加工工藝，一般采用切割、磨削、腐蝕和熔融等方法，得到特定組合形狀的制品，再通過拼裝、焊接等方法組合成制品，制作周期較長，工序復(fù)雜，成本高，產(chǎn)品報廢率高。3D打印在快速成型制造方面具有很高的潛能和突出優(yōu)勢，而且還具有設(shè)備簡單、效率高、用材廣泛、直接成形等優(yōu)點。

近年來，隨著個性化制造和工業(yè)4.0的提出，3D打印技術(shù)得到了迅猛發(fā)展，研究范圍涵蓋了從打印工藝、打印裝置到打印耗材。各種新型打印技術(shù)如立體光刻、激光燒結(jié)、熔融沉積、片材層壓、雙光子聚合、直寫成型等不斷涌現(xiàn)，在不同領(lǐng)域內(nèi)發(fā)揮著重要作用。同時，3D打印成型尺寸也從大尺寸轉(zhuǎn)移到小尺寸甚至微納米尺寸，往高端制造方向發(fā)展。由于傳統(tǒng)的微擠出機、微熱壓、激光蝕刻等微納米加工裝備有著模型和材料的局限性，而3D微納米打印能突破這些局限，顯示出高精度、高質(zhì)量、低成本等優(yōu)點。2012年德國Ｎanoscribe公司發(fā)布了世界上打印速度最快的3D打印機，精度高達150nｍ，2014年哈佛大學(xué)科學(xué)家成功打印了人體血管組織，2015勞倫斯實驗室研究員又打印了血液循環(huán)系統(tǒng)，這些都標志這3D打印進入新型智能化、生物化的領(lǐng)域。

除了3D打印的工藝和裝置技術(shù)，新型打印耗材的制作和使用也是研究熱點。目前，3D打印材料可分為金屬材料、高分子材料和無機非金屬材料三大類，其中用量最大、應(yīng)用范圍最廣、最為普遍的是高分子材料。其主要包括高分子絲材、光敏樹脂和高分子粉末3種形式。高分子絲材是適用于FDＭ型3D打印機的主要材料，一般的FDＭ技術(shù)采用低熔點的絲狀標準耗材，比如PLA和ABS絲料，而高熔點的特種工程塑料則需要特殊的加工工藝，有些柔性耗材對加工精度要求也比較高?？梢灶A(yù)見，未來的3D打印是將伴隨著材料配方及工藝水平的提升而同步進行的，新型功能材料的加入將極大的擴大3D打印在其它新領(lǐng)域內(nèi)的發(fā)展。

本文研究的柔性材料和特種工程塑料的3D打印對擴展3D打印領(lǐng)域有著重要的借鑒意義。一方面結(jié)合柔性材料將打印件的功能化發(fā)揮出來，實現(xiàn)新型智能驅(qū)動效果；另一方面設(shè)計更為簡易的低成本特種工程塑料3D打印機，同時探討其特殊的加工工藝參數(shù)，為打印機的普及化做準備。

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