為了確保大家對(duì)3D打印的主要工藝有準(zhǔn)確的了解，我們?cè)谶@里分享GBT 35021-2018《增材制造工藝分類(lèi)及原材料》。

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了增材制造工藝的基本原理及分類(lèi)。因新技術(shù)的快速發(fā)展，本標(biāo)準(zhǔn)只給出了現(xiàn)有增材制造工藝的分類(lèi)概況。本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)不同增材制造工藝如何利用不同原材料進(jìn)行產(chǎn)品制造，以及不同工藝使用的原材料種類(lèi)進(jìn)行了描述。增材制造技術(shù)包含多種工藝類(lèi)型。根據(jù)增材制造技術(shù)的成形原理，可以分成七種基本的增材制造工藝。

1，立體光固化

立體光固化的定義為：通過(guò)光致聚合作用選擇性地固化液態(tài)光敏聚合物的增材制造工藝。其工藝原理如圖1所示。

原材料：液態(tài)或糊狀的光敏樹(shù)脂，可加入填充物。結(jié)合機(jī)制：通過(guò)化學(xué)反應(yīng)固化。
激活源：能量光源照射。
二次處理：清理，去除支撐材料，通過(guò)能量光源照射進(jìn)一步固化。

2，材料噴射

材料噴射的定義為：將材料以微滴的形式按需噴射沉積的增材制造工藝。其工藝原理如圖2所示。

原材料：液態(tài)光敏樹(shù)脂或熔融態(tài)的蠟，可添加填充物。
結(jié)合機(jī)制：通過(guò)化學(xué)反應(yīng)黏結(jié)或者通過(guò)將熔融材料固化黏結(jié)。
激活源：用來(lái)實(shí)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)黏結(jié)的輻射光源或熔融材料固化黏結(jié)的溫度場(chǎng)。二次處理：去除支撐材料，通過(guò)輻射光照射進(jìn)行進(jìn)一步固化。

3，粘結(jié)劑噴射

粘結(jié)劑噴射的定義為：選擇性噴射沉積液態(tài)粘結(jié)劑粘結(jié)粉末材料的增材制造工藝。其工藝原理如圖3所示。

原材料：粉末、粉末混合物或特殊材料,以及液態(tài)粘結(jié)劑、交聯(lián)劑。
結(jié)合機(jī)制：通過(guò)化學(xué)反應(yīng)和(或)熱反應(yīng)固化黏結(jié)。
激活源：取決于粘結(jié)劑和(或)交聯(lián)劑，與所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)相關(guān)。
二次處理：去除工件表面殘留粉末，根據(jù)所用粉末和用途選擇合適的液態(tài)材料進(jìn)行浸漬或滲透以強(qiáng)化，或者根據(jù)工藝要求進(jìn)行高溫強(qiáng)化。
注：目前已將蠟、環(huán)氧樹(shù)脂和其他膠黏劑用于聚合物材料的浸滲和強(qiáng)化，而對(duì)于金屬和陶瓷材料則通常使用燒結(jié)和浸滲熔融材料的方法來(lái)進(jìn)行強(qiáng)化。

4，粉末床熔融

粉末床熔融的定義為：通過(guò)熱能選擇性地熔化/燒結(jié)粉末床區(qū)域的增材制造工藝。其典型工藝原理如圖4所示。

原材料：各種不同粉末，包括熱塑性聚合物、純金屬或合金、陶瓷。根據(jù)具體成形工藝的不同，上述粉末材料在使用時(shí)可以添加填充物和粘結(jié)劑。
結(jié)合機(jī)制：通過(guò)熱反應(yīng)固結(jié)。
激活源：熱能,特別是激光，電子束和(或)紅外燈產(chǎn)生的熱能。
二次處理：去除工件表面殘留粉末和支撐材料，提高表面質(zhì)量、尺寸精度和材料性能的各種工藝，例如噴丸、精加工、打磨、拋光和熱處理。

5， 材料擠出

材料擠出的定義為：將材料通過(guò)噴嘴或孔口擠出的增材制造工藝。其工藝原理如圖5所示。

原材料：線材或膏體，典型材料包括熱塑性和結(jié)構(gòu)陶瓷材料。
結(jié)合機(jī)制：通過(guò)熱黏結(jié)或化學(xué)反應(yīng)黏結(jié)。
激活源：熱,超聲或部件之間的化學(xué)反應(yīng)。
二次處理：去除支撐結(jié)構(gòu)。

6，定向能量沉積

定向能量沉積的定義為:利用聚焦熱將材料同步熔化沉積的增材制造工藝。其工藝原理如圖6所示。

原材料：粉材或絲材，典型材料是金屬,為實(shí)現(xiàn)特定用途,可在基體材料中加入陶瓷顆粒。
結(jié)合機(jī)制：熱反應(yīng)固結(jié)（熔化和凝固）。
激活源：激光,電子束、電弧或等離子束等。
二次處理：降低表面粗糙度的工藝,例如機(jī)加工、噴丸、激光重熔、打磨或拋光,以及提高材料性能的工藝,例如熱處理。

7，薄材疊層

薄材疊層的定義為：將薄層材料逐層粘結(jié)以形成實(shí)物的增材制造工藝。其工藝原理如圖7所示。

原材料：片材，典型材料包括紙、金屬箔、聚合物或主要由金屬或陶瓷粉末材料通過(guò)粘結(jié)劑黏結(jié)而成的復(fù)合片材。
結(jié)合機(jī)制：通過(guò)熱反應(yīng),化學(xué)反應(yīng)結(jié)合,或者超聲連接。
激活源：局部或大范圍加熱,化學(xué)反應(yīng)和超聲換能器。
二次處理：去除廢料和/或燒結(jié),滲透、熱處理、打磨、機(jī)加工等提高工件表面質(zhì)量的處理工藝。

除了上面介紹的七種主要3D打印工藝，還有一種被稱為復(fù)合增材制造。

復(fù)合增材制造的定義為：在增材制造單步工藝過(guò)程中，同時(shí)或分步結(jié)合一種或多種增材制造、等材制造或減材制造技術(shù)，完成零件或?qū)嵨镏圃斓墓に?。例如，定向能量沉積工藝與切削或鍛壓工藝相結(jié)合的復(fù)合增材制造如圖8所示，粉末床熔融工藝與切削工藝相結(jié)合的復(fù)合增材制造如圖9所示。

復(fù)合增材制造工藝涉及的原材料、結(jié)合機(jī)制、激活源、二次處理根據(jù)相關(guān)增材制造工藝確定。

為了確保大家對(duì)3D打印的主要工藝有準(zhǔn)確的了解，我們?cè)谶@里分享GBT 35021-2018《增材制造工藝分類(lèi)及原材料》。

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了增材制造工藝的基本原理及分類(lèi)。因新技術(shù)的快速發(fā)展，本標(biāo)準(zhǔn)只給出了現(xiàn)有增材制造工藝的分類(lèi)概況。本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)不同增材制造工藝如何利用不同原材料進(jìn)行產(chǎn)品制造，以及不同工藝使用的原材料種類(lèi)進(jìn)行了描述。增材制造技術(shù)包含多種工藝類(lèi)型。根據(jù)增材制造技術(shù)的成形原理，可以分成七種基本的增材制造工藝。

1，立體光固化

立體光固化的定義為：通過(guò)光致聚合作用選擇性地固化液態(tài)光敏聚合物的增材制造工藝。其工藝原理如圖1所示。

原材料：液態(tài)或糊狀的光敏樹(shù)脂，可加入填充物。結(jié)合機(jī)制：通過(guò)化學(xué)反應(yīng)固化。
激活源：能量光源照射。
二次處理：清理，去除支撐材料，通過(guò)能量光源照射進(jìn)一步固化。

2，材料噴射

材料噴射的定義為：將材料以微滴的形式按需噴射沉積的增材制造工藝。其工藝原理如圖2所示。

原材料：液態(tài)光敏樹(shù)脂或熔融態(tài)的蠟，可添加填充物。
結(jié)合機(jī)制：通過(guò)化學(xué)反應(yīng)黏結(jié)或者通過(guò)將熔融材料固化黏結(jié)。
激活源：用來(lái)實(shí)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)黏結(jié)的輻射光源或熔融材料固化黏結(jié)的溫度場(chǎng)。二次處理：去除支撐材料，通過(guò)輻射光照射進(jìn)行進(jìn)一步固化。

3，粘結(jié)劑噴射

粘結(jié)劑噴射的定義為：選擇性噴射沉積液態(tài)粘結(jié)劑粘結(jié)粉末材料的增材制造工藝。其工藝原理如圖3所示。

原材料：粉末、粉末混合物或特殊材料,以及液態(tài)粘結(jié)劑、交聯(lián)劑。
結(jié)合機(jī)制：通過(guò)化學(xué)反應(yīng)和(或)熱反應(yīng)固化黏結(jié)。
激活源：取決于粘結(jié)劑和(或)交聯(lián)劑，與所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)相關(guān)。
二次處理：去除工件表面殘留粉末，根據(jù)所用粉末和用途選擇合適的液態(tài)材料進(jìn)行浸漬或滲透以強(qiáng)化，或者根據(jù)工藝要求進(jìn)行高溫強(qiáng)化。
注：目前已將蠟、環(huán)氧樹(shù)脂和其他膠黏劑用于聚合物材料的浸滲和強(qiáng)化，而對(duì)于金屬和陶瓷材料則通常使用燒結(jié)和浸滲熔融材料的方法來(lái)進(jìn)行強(qiáng)化。

4，粉末床熔融

粉末床熔融的定義為：通過(guò)熱能選擇性地熔化/燒結(jié)粉末床區(qū)域的增材制造工藝。其典型工藝原理如圖4所示。

原材料：各種不同粉末，包括熱塑性聚合物、純金屬或合金、陶瓷。根據(jù)具體成形工藝的不同，上述粉末材料在使用時(shí)可以添加填充物和粘結(jié)劑。
結(jié)合機(jī)制：通過(guò)熱反應(yīng)固結(jié)。
激活源：熱能,特別是激光，電子束和(或)紅外燈產(chǎn)生的熱能。
二次處理：去除工件表面殘留粉末和支撐材料，提高表面質(zhì)量、尺寸精度和材料性能的各種工藝，例如噴丸、精加工、打磨、拋光和熱處理。

5， 材料擠出

材料擠出的定義為：將材料通過(guò)噴嘴或孔口擠出的增材制造工藝。其工藝原理如圖5所示。

原材料：線材或膏體，典型材料包括熱塑性和結(jié)構(gòu)陶瓷材料。
結(jié)合機(jī)制：通過(guò)熱黏結(jié)或化學(xué)反應(yīng)黏結(jié)。
激活源：熱,超聲或部件之間的化學(xué)反應(yīng)。
二次處理：去除支撐結(jié)構(gòu)。

6，定向能量沉積

定向能量沉積的定義為:利用聚焦熱將材料同步熔化沉積的增材制造工藝。其工藝原理如圖6所示。

原材料：粉材或絲材，典型材料是金屬,為實(shí)現(xiàn)特定用途,可在基體材料中加入陶瓷顆粒。
結(jié)合機(jī)制：熱反應(yīng)固結(jié)（熔化和凝固）。
激活源：激光,電子束、電弧或等離子束等。
二次處理：降低表面粗糙度的工藝,例如機(jī)加工、噴丸、激光重熔、打磨或拋光,以及提高材料性能的工藝,例如熱處理。

7，薄材疊層

薄材疊層的定義為：將薄層材料逐層粘結(jié)以形成實(shí)物的增材制造工藝。其工藝原理如圖7所示。

原材料：片材，典型材料包括紙、金屬箔、聚合物或主要由金屬或陶瓷粉末材料通過(guò)粘結(jié)劑黏結(jié)而成的復(fù)合片材。
結(jié)合機(jī)制：通過(guò)熱反應(yīng),化學(xué)反應(yīng)結(jié)合,或者超聲連接。
激活源：局部或大范圍加熱,化學(xué)反應(yīng)和超聲換能器。
二次處理：去除廢料和/或燒結(jié),滲透、熱處理、打磨、機(jī)加工等提高工件表面質(zhì)量的處理工藝。

除了上面介紹的七種主要3D打印工藝，還有一種被稱為復(fù)合增材制造。

復(fù)合增材制造的定義為：在增材制造單步工藝過(guò)程中，同時(shí)或分步結(jié)合一種或多種增材制造、等材制造或減材制造技術(shù)，完成零件或?qū)嵨镏圃斓墓に?。例如，定向能量沉積工藝與切削或鍛壓工藝相結(jié)合的復(fù)合增材制造如圖8所示，粉末床熔融工藝與切削工藝相結(jié)合的復(fù)合增材制造如圖9所示。

復(fù)合增材制造工藝涉及的原材料、結(jié)合機(jī)制、激活源、二次處理根據(jù)相關(guān)增材制造工藝確定。