当前最大的粉末床激光熔化系统是Concept Laser开发的X LINE 2000R。其构建体积为800×400×500mm，双激光器具有1000W功率输出，并且在航空航天和汽车客户以及珠宝行业尤为受欢迎。最近的法兰克福正在举办3D打印展览，国内却已经被GE的米级的超大金属3D打印设备和华曙高科的所谓CAMS未来工厂刷屏，大尺寸粉末床激光熔化技术可谓挑拨着人们的神经，让小尺寸的SLM瑟瑟发抖感觉无用武之地。目前市面上的SLM设备以250、280居多，上300的比较少，到400成型幅面的就更少了，目前已知的有EOS的M400，SLM Solution的SLM 500等，国内铂力特也推出了自己品牌的400成型尺寸的设备，但用的少不代表不需求，国内外也从未停止大尺寸SLM技术的研发，只是由于技术本身以及高昂的成本目前还不能达到现有200多成型尺寸设备那么普及。2016年12月，“大尺寸粉末床选区激光熔化增材制造工艺与装备研发”项目获得了2016年国家重点研发计划“增材制造与激光制造专项”1985万元的经费支持，项目承担单位是北京易加三维。华曙高科也在前几天透露其FS421M（420x420x400mm）及FS721M（720x420 x400mm）正处于内部研制阶段（奇怪的是华曙高科总喜欢比别家多两厘米）。而在去年的4月份，由武汉光电国家实验室完成的“大型金属零件高效激光选区熔化增材制造关键技术与装备（俗称激光3D打印技术）”顺利通过了湖北省科技厅成果鉴定。华科曾老师研发的这款设备成形尺寸为500×500×530mm，不知易加三维会不会做出更大尺寸的商用化设备。上面说的几家单位的研发项目都是基于粉末床激光熔化技术，SLM设备要做大，势必需要多台激光器，多振镜分区同时扫描成型，需要攻克多激光聚焦光斑定位精度、激光功率一致性、多光束无缝拼接、多象限加工重合区制造质量控制以及大功率长时间工作条件下的光学系统的稳定性控制等众多技术难题，才能为实现大型复杂金属零件的高效率、高精度、高性能成型提供基础保障。下面以SLM 800为例来看看大尺寸粉末床设备是怎么工作的。SLM 800自动化装备SLM 800是德国金属3D打印公司SLM Solutions在法兰克福3D打印展上新推出的机型，一款大尺寸可扩展的金属3D打印机。SLM 800自动化分区该款3D打印机拥有500x280x850毫米的打印室，可容纳四个700瓦的激光器，用于生产大型金属零件。SLM800成型室SLM800配备4台高功率激光器多激光多振镜扫描过程这款机器的突破之处在于减少了人直接参与后续工作的机会，SLM 800配置了自动化处理站，可以自动处理开箱、预热、冷却、粉末移除和粉末转移等过程。打印完成成型腔自动移出送往清粉区域成型腔抵达清粉区外围腔体脱离看到此处不得不佩服，如此的自动化程度直接解放了人的工作，最重要的是人可以不用直接接触粉末，而且这台设备看起来还可以自动筛粉！粉末筛分零件清粉后自动送出工人取件此外，该系统还集成了永久性过滤技术，熔池监测（MPM），多激光功率监测（LPM），优化机器控制软件和真空可选粉末供料单元（PSV）等技术。据南极熊称，展会第一天SLM 800即签订出20台大单，来自亚洲，约2.9亿人民币，能源部门。除SLM Solution之外，通快推出配有三500w激光器的TruPrint 5000金属增材制造系统。该系统可自动计算理想的激光路径，这些光源能够确定多个路径，然后通过单一激光束完成单个组件的外轮廓，实现无缝衔接，成型尺寸为∅300x400mm。TruPrint 5000Additive Industries展示了集成式增材制造系统MetalFAB1，该系统采用模块化设计，包含了多个带内置粉末处理功能的构建室，可以实现在一台机器上同时使用4种材料而不会出现交叉污染。基于多激光器的粉末床熔化3D打印是其中的核心工艺，此外系统中还集成了自动化的热处理模块、交换模块、存储模块。但该设备在2015年的法兰克福3D打印展上已经展示过。该设备成型尺寸为420×420×400mm。Additive Industries MetalFAB1GE基于ATLAS项目推出了BETA金属增材制造系统，具有可扩展的架构，能够将Z轴增加到1.0m及以上。机器配备最新的1KW激光器，运行状况可进行监测，构建体积为1100x1100x300mm。ATLAS BETA不论法兰克福这次展示的多么眼花缭乱，笔者也只有羡慕的份儿，不过最让人印象深刻的还是金属打印尺寸基本上都是在向大尺寸方向发展，同时设备更加智能化、自动化，减少人的参与，换句话讲就是将多种处理设备集成在了一起，并通过传送带等自动处理，相信华曙所提出来的未来工厂之金属设备也是主导的全自动化、智能化的加工处理手段。下一期将推出几个很有意思的SLM细节，欢迎关注公众号，一周一期或更多。欢迎关注٩(๑❛ᴗ❛๑)۶ 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：多激光无缝拼接的大尺寸粉末床激光熔化自动化设备是怎么工作的？

3D打印金属粉末作为金属零件3D打印产业链最重要的一环，也是最大的价值所在。在“2013年世界3D打印技术产业大会”上，世界3D打印行业的权威专家对3D打印金属粉末给予明确定义，即指尺寸小于1mm的金属颗粒群。包括单一金属粉末、合金粉末以及具有金属性质的某些难熔化合物粉末。目前，3D打印金属粉末材料包括钴铬合金、不锈钢、工业钢、青铜合金、钛合金和镍铝合金等。但是3D打印金属粉末除需具备良好的可塑性外，还必须满足粉末粒径细小、粒度分布较窄、球形度高、流动性好和松装密度高等要求。金属粉末由于应用及后续成型工艺要求不同，其制备方法也是各有不同，按制备过程主要包括物理化学法和机械法两种。在粉末冶金工业中，电解法、还原法以及雾化法等制备工艺方法应用广泛，但需要注意的是，电解法和还原法都有着一定的局限性，不适用于合金粉末制备。当前增材制造用金属粉末主要集中在钛合金、高温合金、钴铬合金、高强钢和模具钢等材料方面。为满足增材制造装备及工艺要求，金属粉末必须具备较低的氧氮含量、良好的球形度、较窄的粒度分布区间和较高的松装密度等特征。等离子旋转电极法（PREP）、等离子雾化法（PA）、气雾化法（GA）以及等离子球化法（PS）是当前增材制造用金属粉末的主要制备方法，四种工艺均可制备球形或近球形金属粉末。金属粉末制备方法1.等离子旋转电极法（PREP）等离子旋转电极法PREP（Plasma Rotating Electrode-comminuting Process）是俄罗斯发展起来的一种球形粉末制备工艺。其原理如图所示，将金属或合金加工成棒料并利用等离子体加热棒端，同时棒料进行高速旋转，依靠离心力使熔化液滴细化，在惰性气体环境中凝固并在表面张力作用下球化形成粉末；通过筛分将不同粒径的粉末分级，经过静电去夹杂（仅针对高温合金）后得到最终粉末产品。PREP原理图PREP法适用于钛合金、高温合金等合金粉末的制备。该方法制备的金属粉末球形度较高，流动性好，但粉末粒度较粗，SLM工艺用微细粒度（0-45μm）粉末收得率低，细粉成本偏高。由于粉末的粗细即液滴尺寸的大小主要依靠提高棒料的转速或增大棒料的直径，转速提高必然会对设备密封、振动等提出更高的要求。PREP金属粉末现阶段，PREP最先进的设备及核心技术仍掌握在俄罗斯手中，国内单位主要依赖与直接引进或者是在引进后进行吸收—消化—改进的方式掌握了部分技术，钢铁研究总院、北京航空材料研究院和西北有色金属研究院早期引进了俄罗斯的PREP设备，但现阶段设备工艺技术水平同国际先进水平有较大差距。国内西安交通大学、中南大学等高校开展了PREP工艺技术基础研究工作。钢铁研究总院和郑州机械研究所联合开发了国内首台大型PREP设备，用于合金粉末材料的研制，但钛合金细粉收得率仍不理想。近几年来，西安欧中公司从俄罗斯引进两套PREP设备，中航迈特、湖南顶立也相继自主研发了成套PREP设备，钛合金细粉（≤45μm）收得率不足20%。总体来看，我国早期引进和现阶段自主研发的PREP设备在整机性能上同俄罗斯仍有差距。优点：表面清洁、球形度高、伴生颗粒少、无空心/卫星粉、流动性好、高纯度、低氧含量、粒度分布窄。缺点：粉末粒度较粗，微细粒度粉末收得率低，细粉成本偏高。2.等离子雾化法（PA）等离子雾化法PA（Plasma Atomization）是加拿大AP&C公司独有的金属粉末制备技术。采用对称安装在熔炼室顶端的离子体炬，形成高温的等离子体焦点，温度甚至可以高达10000 K，专用送料装置将金属丝送入等离子体焦点，原材料被迅速熔化或汽化，被等离子体高速冲击分散雾化成超细液滴或气雾状，在雾化塔中飞行沉积过程中，与通入雾化塔中的冷却氩气进行热交换冷却凝固成超细粉末，PA设备原理图见图。等离子雾化制粉原理图PA法制得的金属粉末呈近规则球形，粉末整体粒径偏细。AP&C公司同瑞典Arcam公司合作，针对当前增材制造市场的快速发展，对产能进行扩建和提升。由于等离子炬温度高，理论上PA法可制备现有的所有高熔点金属合金粉末，但由于该技术采用丝材雾化制粉，限制了较多难变形合金材料粉末的制备，如钛铝金属间化合物等，同时原材料丝材的预先制备提高了制粉成本，为保证粉末粒度等品质控制，生产效率有待提升。等离子雾化法金属粉末优点：45μm以下粉末收得率极高，几乎无空心球气体夹带，优于气雾化法。Arcam电子束成型所采用的TC4合金均用该法制备。缺点：球形度稍差，有卫星粉，丝材成本较高。3.气雾化法（GA）目前，增材制造用金属粉末材料的气雾化制备常用技术包括有坩埚真空感应熔炼雾化VIGA（Vacuum Induction-melting Gas Atomization）和无坩埚电极感应熔炼气雾化EIGA（Electrode Induction-melting inert Gas Atomization）。其中VIGA法采用坩埚熔炼合金材料，合金液经中间包底部导管流至雾化喷嘴处，被超音速气体冲击破碎，雾化成微米级尺度的细小熔滴，熔滴球化并凝固成粉末。该方法主要适用于铁基合金、镍基合金、钴基合金、铝基合金、铜基合金等粉末的生产制备。VIGA原理图EIGA法将气雾化技术与电极感应熔炼技术相结合，摒弃与金属熔体相接触的坩埚等部件，将缓慢旋转的预合金棒金属电极降低至一个环形感应线圈中进行电极熔化，电极熔滴落入气体雾化喷嘴系统，利用惰性气进行雾化，可有效降低熔炼过程中杂质引入，实现活性金属的安全、洁净熔炼，主要应用于活性金属及其合金、金属间化合物、难熔金属等粉末材料的制备，例如钛及钛合金、钛铝金属间化合物的生产。EIGA原理图近年来，粉末生产商和制粉设备制造商通过对气雾化制粉技术的改进，发展了诸如超声气雾化、紧耦合气雾化、层流气雾化以及热气体雾化技术，并针对增材制造技术特点，对相关技术进行了改进，已经可以制备出满足激光选区熔化SLM、激光同轴送粉等增材制造工艺使用要求的粉末。优点：细粉收得率高，45μm以下可用于激光选区熔化，成本较低。缺点：球形度稍差，卫星粉多，45-406μm粉末空心粉率高，存在空气夹带，不适合于电子束选区熔化成型、直接热等静压成型等粉末冶金领域。4.等离子球化法（PS）射频等离子体具有能量密度高、加热强度大、等离子体弧的体积大等特点，由于没有电极，不会因电极蒸发而污染产品。射频等离子体粉末球化技术原理，是在高频电源作用下，惰性气体（如氩气）被电离，形成稳定的高温惰性气体等离子体；形状不规则的原料粉末用运载气体（氮气）经送粉器喷入等离子炬中，粉末颗粒在高温等离子体中吸收大量的热，表面迅速熔化；并以极高的速度进入反应器，在惰性气氛下快速冷却，在表面张力的作用下，冷却凝固成球形粉末，再进入收料室中收集。等离子球化原理示意图及球形粉末优点：粉末形状规则球化率高，表面光洁，流动性好。可制备高熔融温度的难熔金属，如钽、钨、铌和钼。缺点：加热周期长，容易造成挥发性元素会发，不规则粉末表面积大，氧含量高。方法对比PREP法制备的粉末粒度范围分布较窄，不易获得微细粉末，细粉收得率较低，由于细粉成本居高不下，这使得其在SLM工艺应用上受到较大限制。该技术制备的粗粉在激光快速成型LSF工艺中获得应用。PA法已经用于常规牌号钛及钛合金粉末的批量制备，通粉中含有卫星粉、片状粉、纳米颗粒等，经处理后其粉末流动性良好。由于需要丝材作为原材料，该技术在制备难变形金属材料方面遇到瓶颈，材料适用范围窄。在生产镍基合金、铁基合金等非活性金属粉末方面，其生产成本较高。VIGA法制粉由于其效率高、合金适应范围广、成本低、粉末粒度可控等优势，是全球范围内增材制造粉末供应商普遍采用的技术方法。EIGA法在制备活性金属粉末方面相比于PREP法具有节约材料，生产灵活，细粉产出多等优势，适宜SLM工艺用钛合金粉末的生产制备。几种金属粉末制备方法对比制粉方法制粉能耗细粉收得率母材及成本PREP适中-高低特定工艺棒材，成本较高PA适中-高适中细线，成本较高VIGA低-适中较高配料或母合金，成本较低EIGA低-适中适中常规棒材，成本较低PS适中-高适中非球形粉全球增材制造技术产业正处于高速发展期，在增材制造材料、装备、工艺、应用等方面，欧美发展更为全面系统。我国增材制造技术发展多集中于打印成型过程，在合金材料研究方面重视不够，粉末材料的制造装置及工艺技术研究投入明显不足，新合金粉末材料开发和多工艺复合低成本制粉技术尚未广泛开展，这些基础性装备建设和工艺技术研究的缺失很大程度上影响了我国自主增材制造材料技术体系的建设和发展。欢迎关注٩(๑❛ᴗ❛๑)۶ 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：3D打印技术粉末成型工艺

大多数3D打印工艺都具有自己的后期处理要求，而对于金属粉末增材制造后处理更为繁琐，并存在一定的安全风险。金属打印后处理需要去除支撑，该过程往往很困难而耗时很长，同时还需要去除封闭在支撑或零件内多余的粉末，尤其是当部件内的通道内含有粉末时，去除会很困难。出于安全考虑，最好不要直接处理这些金属粉末，而且在零件投入使用之前，将所有松散粉末除去是必要的。Solukon公司开发了一系列粉末去除系统，该系统通过旋转和振动3D打印部件来除去多余的粉末，从部件内部释放金属颗粒。Solukon联合创始人Andreas Hartmann表示，金属原型制造系统近年来快速发展，应用范围不断扩大，但是加速这些技术工业化的外围工艺一直滞后。原型制造领先用户的研究表明，生产金属部件的成本中有70％以上归于前后工序。Solukon的使命是采用自动化手段来简化增材制造过程，并通过这一手段来扩大金属打印的工业可行性。Solukon系统的设计旨在通过最少量的人为干预，来最大限度地回收未使用的粉末。Solukon提供两种尺寸，每种尺寸有两个版本。SFM-AT800能够处理尺寸高达500x500x500mm、重达300kg的零件。在2018年，升级后的系统能够处理高达800x400x500mm的零件。SFM-AT300可以处理高达300x300x350mm的部件，重量可达60kg。这些系统分为标准版本以及惰性气体版本，前者用于去除危险粉尘，后者的设计用于去除具有高爆炸危险的粉末，如钛和铝。由于密封的清洁过程以及惰性保护气体的安全监控，这两个系统均经过了ATEX认证。Solukon系统的工作原理是，金属3D打印部件在打印完成之后仍紧密的结合在基板上，将金属基板固定在后处理系统的加工台上，通过可编程的旋转部件，工作台将部件以预定的路径旋转以从部件的支撑结构、内部通道和复杂构造中释放粉末，例如散热器和热交换器。同时，受控的可变频率振动装置将使压实的粉末变得松散。最后将收集起来的粉末装入特殊容器或通过外部筛分装置进行筛分后重新使用。Solukon系统适用于市场上所有金属3D打印的零件，速度快，经济实惠，节省时间可达90％以上。它们设计坚固，易于维护，并允许粉末被安全地取出和收集。通过使用该系统，可以有效的节省金属粉末，避免浪费，降低成本，简化部件制造过程，并避免了金属打印的职业和环境风险。金属打印后处理系统优点o 高危险性防护等级o 快速经济的部件去粉/时间节省高达90％o 惰性气体保护，防止爆炸o 持续惰性气体处理，避免氧气污染o 方便处理零部件o 友好的维护设计o 适用于所有制造粉末制造系统的去粉过程o 设计坚固，可持续运行欢迎关注٩(๑❛ᴗ❛๑)۶ 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：金属3D打印后处理系统

双喷头FDM 3D打印机可以同时使用两种丝材，丰富打印效果，并且可使打印件具备更优异的性能。目前可用的FDM丝材有多种，各具备不同的性能，这些材料往往可以兼容不同品牌的打印机。多喷头 FDM打印机• PVA：可与PLA、TPU、PET-G和尼龙组合制作复合几何形状，主要是用来打印空腔或悬空部位的支撑。• 尼龙：柔韧性和耐腐蚀性好，经久耐用。可用于工业领域，用来制作定制夹具等固定装置。• PET-G：与PLA一样易于使用，但具有更好的机械、化学和热性能。该材料广泛使用，而且可完全回收利用。• ABS：该材料经过改进后可提供良好的层间粘合力并减少翘曲。• TPU：肖氏硬度为95，属于橡胶状柔性材料。该材料耐高温，适用多种应用，并能有效改善3D打印体验。• PLA：可生物降解，食品级安全性。另外还有一些填充木材、青铜、钢、纤维等材料的丝材，以实现强度高、密度、弹性、韧性以及电镀等性能的不同需求，这些不同性能的材料可以用于雕塑、建筑模型等多种类型零件的打印。欢迎关注٩(๑❛ᴗ❛๑)۶ 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：​双喷头FDM 3D打印材料组合

前几期讲述了3D打印技术在服装、家具、首饰等领域的应用，在医疗保健行业使用3D打印技术正越来越受欢迎，本期讲述该技术在药物制造方面的应用。采用3D打印技术制作药物，突破了传统药物加工技术的局限，保证其打印的药物结构可控，载药量精确，为打印新型药物剂型和定制个性化药物的发展提供了重要的手段。FDA于2015年8月批准了第一款3D打印药物，证明3D打印技术正在推动其在制药领域的发展。本期介绍几种可用于药物打印的工艺手段，包括SLS、FDM、SLA、半固体挤出以及喷墨技术。1.选择性激光烧结（SLS）打印药物FabRx选择性激光烧结目前多用于尼龙、PS、覆膜砂等工业制造，迄今为止，还显有关于使用SLS制造口服药物加载产品的报道。SLS打印机的示意图SLS使用激光将来自粉末床的粉末颗粒结合在一起。在打印过程中，激光可在粉末床表面绘制各种图案，逐层实现制造。与其他方法相比，SLS是无溶剂的工艺，可提供更快的打印速度和更高的分辨率。FabRx实验室采用乙酰氨基酚（对乙酰氨基酚）与药物赋形剂的混合材料作为药物材料，采用桌面SLS 3D打印机进行成型。桌面SLS 3D打印机SLS烧结药物过程药物取出过程SLS技术可以打印几乎具有各种形状，大小，颜色，质地和口味的药物组合，使其对各种患者群体尤其是儿童或老年人更有吸引力。激光本身通过振镜控制使药品打印具有较高的分辨率并且不会发生药物降解，同时通过前期设计来保证药物剂量来区别药物的浓度。通过SLS打印的含有对乙酰氨基酚（对乙酰氨基酚）的药品研究人员采用动态溶出模型进行了药片释放试验，随着时间的推移调节ph值，精确模拟了药物在经过胃肠道期间的状况。选择合适的赋形剂可控制药物的释放特征，包括即时释放、持续和延迟释放。通过SLS打印的药物溶出曲线SLS技术提供了一种简单、快速的方法来制造具有任何药物成分的的个性化、高分辨率药品，拓宽了可用于制造现代药物的3D打印技术的范围。2.FDM打印药物熔融沉积技术（FDM）正在成为制药科学中越来越重要的技术，它允许通过沉积薄层材料制造个性化的口服制剂。FabRx研究人员发现，FDM制造的药物其内部结构会影响药物的溶出行为。 FDM打印的药物FabRx采用拉丝机制造了富含对乙酰氨基酚（对乙酰氨基酚）或咖啡因的聚乙烯醇（PVA）的FDM丝材，并使用FDM桌面机打印口服给药物Printlets TM。Printlets TM的微孔主要是由于打印时的层间粘接所产生的间隙产生，并且Printlets TM的孔隙大小是丝材孔隙率的10倍。扫描电子镜图像显示了PrintletTM的横截面的内部结构对碳酸氢盐培养基中的Printlets TM进行药物动态溶解释放试验，根据药物的溶解度和药物含量显示了不同的释放特征，而且药物的孔隙度与预测的药物释放特征无关。药物释放特征与药物溶解度及其含量的关系这项研究有助于阐明哪些因素会影响新型药物的释放，并确认了3D打印Printlets TM的潜力。3．SLA打印药物伦敦大学药学院和FabRx有限公司的研究人员通过立体光刻法（SLA）制造了口服片剂。SLA技术通过光聚合固化液体树脂，并以逐层方式重复固化实现物体成型。使用SLA打印机成功制备了含有对乙酰氨基酚和4-氨基水杨酸的药物片剂，并制备了具有不同性质的各种其他制剂。在打印过程中，将药物加入到液体树脂中，将得到的混合液体装入打印机中，在打印过程中，药物被固化在树脂基质中。SLA在分辨率方面优于其他3D打印技术，并且可免于热作用对于药物成分的损坏，从而防止了药物降解。富含4-ASA（棕色）和对乙酰氨基酚（白色）的片剂在胃肠道的动态溶解模拟研究中发现，药物从胃液中开始释放，并根据制剂的药物含量决定是否在肠道内持续释放。SLA技术可允许制造具有特定释放特征的药物，在未来，该技术可用于制作口服型以及个性化剂量的药物。4.半固体挤出技术打印药物挤出成型打印技术制备药物是将药物、辅料粉末与黏合剂混合均匀后加入到成型设备的打印喷头中，然后按照计算机设计的处方量和路径挤出在加工制造平台上，最后经过干燥获得所需的3D药品。根据药物和添加成分的含量可制作成不同口味，这些配方专为儿童和老年人而设计。5.喷墨技术打印药物喷墨技术此处可以理解为polyjet技术也可理解为3DP技术，若喷出的是树脂材料，配合光照就是polyjet；若将胶水喷射在粉末材料上进行粘接，就是3DP技术。笔者认为，将药物成分制成粉末后采用粘结剂也可成型，也是一种打印药物的方法。而FabRx研究人员是采用喷墨打印机将调制的含有药物成分的墨水直接打印到玻片上，这种技术在10几年前就已存在，可打印无痛注射贴片，为患者提供定时定量药物注射，也可含药物的口腔膜等等。喷墨式打印技术的关键在于液墨的配制及精确控制液滴的喷射速度、位置、尺寸，以保证药物的形态和质量。3D药物打印与个体化治疗示意图药物3D打印与传统药物加工方法相比虽然具有众多优势，但在制药领域仍处于发展的初期阶段，目前还存在着打印药物载药量低、药物成型分辨等率低，载药材料种类少、药物相容性差、制剂释药模式单一、生物活性分子易降解等问题，但相信通过将3D打印与医药学科融合发展以及与传统药物加工技术优势整合，这些问题都会得到很好的解决。不久的将来，医生通过采集病人的临床数据，根据每个人身体的代谢规律和遗传信息给病人开药方，在打印药物时相应的调整药物量，从而打印出量身定做的个性化药物。因此，3D打印将为医药发展带来新的机遇和希望，加速个性化给药时代的来临。欢迎关注٩(๑❛ᴗ❛๑)۶ 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：3D打印在制药领域的应用

上期我们提到服装打印工艺主要有FDM、SLS以及SLA三种，由于SLA打印的材质为硬脆性材料，并不适合穿着，因此FDM工艺和SLS工艺更具实用性，本期主要介绍这两种工艺在服装方面的打印特点。FDM成型FDM技术是通过热压喷头将丝状材料熔化沿一定的路径喷涂在建造平台上，通过层叠制造实现成型。相对于构建较大的零件，服装的3D打印如同只构建了几层就完成了打印，这是因为服装模型打印时需要采取平铺的方式，而不是以穿在身上时的立体方式。服装模型设计女设计师调试3D打印机服装打印过程由于打印机的成型空间有限，一次打印也只能打印衣服的一部分，通过将服装模型分割，分别打印后，还需要采用缝纫的方式拼接。服装拼接制作完的衣服灵动飘逸对于FDM技术应用于服装打印，最重要的是材料---TPE。TPE是一种热塑性的合成橡胶，可用于创建弹性部件和3D打印的弹性细丝，区别于PLA和ABS，该材料具有极高的柔韧性，不易变形，同时质感灵活柔软，材料的打印温度范围从220℃到230℃不等，不需要加热床，安全无毒。由于其质感强韧但柔软的特点，被普遍用于衣服、鞋类等时尚单品的制作。SLS成型3D打印长裙完美贴合模特曲线SLS技术是采用激光烧结粉末状材料使其熔化成型的技术。SLS用于服装打印仍然取决于材料对人体的舒适度要求，目前用于服装打印的材料包括尼龙和TPU，打印完成之后经过粉末清理和简单的后处理即可实现穿戴，舒适性的材料配合独特的设计使3D打印服装凸显时尚又不失艺术性。SLS成型服装材料的灵活性灵活性来源于独特的设计激光烧结TPU过程烧结完成取出服装过程对服装清理余粉和后处理3D打印的服装进行模特试装TPU材料是一种新型弹性激光烧结材料，适用于一些耐磨的零部件，如衬垫、垫圈、软管、集合管、缓冲器、减震部件、快速成型等。过去的3D打印成品缺乏弹性，但TPU弥补了这一应用领域的空白，让材料更具备弹性和韧性，以及超强的恢复原状的能力。由TPU打印的披肩和短裙经上色处理尼龙材料也可以用于服装打印，由于尼龙材料质地偏硬，作为服装打印关键在于设计。设计师Mary Huang推出了3D打印的尼龙比基尼泳衣，通过很纤细的绳子将很多圆形薄片连接起来，进而形成比基尼泳衣的“面料”，并且，通过改变这些圆形薄片的分布、形状，以及彼此之间的连接方式，保证比基尼泳衣的柔韧性和牢固性。这款泳衣用于牢固、易弯曲及厚度仅 0.7 mm的纤细特点，因此即便是打印超薄比基尼，打印过程中也不会被折断。尼龙是一种很好的 3D 打印材料，其最重要的功能是卓越的防水性，所以可以将其作为生产泳衣的首选材料。此外，该款泳衣经水浸泡后亲肤性能很好，穿着更加舒适。激光烧结尼龙比基尼3D 打印技术将会为纺织服装业带来一系列的革新，这是因为3D 打印技术与传统的服装生产技术相比，能够按照设计随心所欲地设计和生产，真正实现了个性化。用户只需要下载心仪的服装款式，通过网上服务平台上传进行一键打印，便可以得到自己想要的服装。欢迎关注٩(๑❛ᴗ❛๑)۶ 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：FDM与SLS技术用于服装打印---材料与工艺

3D打印运用到服装设计的整个过程使服装的构思与最终成型达成一致，其各环节通过数控完成且数据共享，任何形状及结构都通过每一层逐层变化的截面与前一层自动连接制造三维形态。3D打印应用于服装领域，可以满足人们在追求个性化独一无二的同时实现服装的新颖性、便捷性、环保性。3D打印服装应用现状早在2010年，在服装领域首次尝试3D打印的荷兰时装设计师艾里斯•范•荷本为3D打印服装做出了杰出贡献，其作品展示了3D打印的造型能力，可以清楚地看出这是传统工艺无法完成的程度，且精度极高，其实现了以前设计师只能想象而无法制作的立体感极强的服装。虽然其服装可以达到具有立体建筑感的立体主义设计效果，但产品质地较硬，基本实现不了穿脱，只能作为展示性产品在展示之前在模特儿身上组装，拆卸后则还原成零件状态。在2016年的时装周上，艾里斯•范•荷本的3D打印服装全以柔软质感出现，在贴合人体曲线的同时展现了3D打印的立体效果，其服装实现了观赏价值与实用价值的高度统一。3D打印服装在经过五年发展后，从无法穿脱的硬质服装到可服帖穿着的柔性服装，3D打印的机器、方式、材料都发生了变化。由此可见，国外的3D打印技术完全可以满足大众的服用需求。国内3D打印行业起步较晚，较领先的是采用尼龙材料打印的服装，其所用机器可打印硬质与软质两种材料。由此可见，虽国内3D打印服装发展较晚，但发展速度较快，其有望发展成为世界领先技术。 2010年作品 2016年作品3D打印服装是灵活的、轻盈的3D打印服装转动而飘扬3D打印服装的工艺与材料目前为止，服装3D打印工艺以FDM、SLS、SLA三种为主，FDM打印方式是将塑胶材料进行加热融化后通过机器挤压到既定位置凝固成型；SLS是将粉末状材料加热后通过高效激光进行烧结打印，使物体成型；SLA使用紫外光对液态材料表面进行扫描，每一次扫描都会形成一层极薄的切片以此堆积物体。每种工艺使用材料不同，各有利弊。一般用FDM方式打印的材料以PLA与ABS两种为主；采用SLS方式打印的材料以尼龙粉末为主；SLA采用树脂材料。今年研发的TPU材料具备其他材料所无法比拟的强度、韧性，既可以制作成粉末用于激光烧结，也可拉成细丝用于FDM，但该材料的制粉工艺复杂，价格昂贵，普及率还较低。3D打印服装容易受其技术与材料的限制，视觉效果与舒适度难以有效统一，但合理利用以上材料及打印工艺并结合传统布料便可使服装产品具有良好衣着感的同时达到立体感。材料打印温度优点缺点PLA195-210不易变形 立体感强完成度高无柔韧性 质感僵直ABS230-250不易变形 立体感强无柔韧性 质感僵直不宜家用TPU220-230高柔韧性 质感柔软不易变形造价昂贵 接受度低树脂210-230立体感强 时效性好完成度高质感僵直 产品易碎尼龙粉末180-195利用率高 无需支撑结构疏松 粗糙多孔有毒粉末3D服装生产流程第一步，需进行图纸绘制，对服装产品廓形、尺寸、弧度等数据进行设计。第二步，在三维软件中构建立体模型，需在模型设计过程中完成以下三个方面：考量服装产品支撑力、把握其最佳厚度、预估产品最终效果。产品支撑力是产品能否成型的关键；把握产品最佳厚度是要在服装达到最佳产品效果的同时达到可打印程度；预估产品效果能对三维图纸的设计起到指导作用。第三步，将服装产品进行打印，不同产品对其打印的机器与材料要求各不相同，为达到最佳打印效果，需产品、机器、材料三者统一。第四步，对服装产品进行后期处理，以弥补在打印过程中出现的不足，并建立三维图纸与实际产品的对照资料库，为后续建模设计提供可靠依据，同时为制造出最大限度贴合设计的产品打下基础。3D打印服装的局限性发展3D打印服装的主要限制在于成本，其高昂的成本让3D打印服装难以顺利进入市场，虽3D打印已经可以完成任何质感、任何大小的服装，但居高不下的价格和望尘莫及的技术是其进入大众生活的主要阻碍力量。其次，3D打印服装的设计师与建模师很难对一件产品达成共识，这要求完成3D打印服装的设计人员熟知CAD、3Dmax等相关三维软件操作。3D服装的设计对设计者有着软件专业技术上的要求，而现有设计师无法直接过渡到3D服装的设计，其实现的时间差是如今3D打印服装的又一局限。3D打印机器是可以实现家用的，用户可根据自己的设计完成产品，但一般用户无法实现自主建模，因此也无法实现满足大众使用的目的，导致推广困难。最后，3D打印服装不同于传统的服装制作，3D打印技术的3D扫描技术可复制任何复杂和高精度的产品并打印，同样可无误差地扫描服装并打印，这让服装设计版权容易受到侵害，社会将无视服装设计师的劳动价值。不仅如此，大众的财产和人身安全也极易受到威胁，比如ATM提款卡、钥匙、武器等都可以任意复制，给社会安全带来隐患，更重要的是产品专利和版权很难受到保护。3D打印服装的发展性然而3D打印服装产品价格会越来越被大众接受。当社会基础硬件设施和软件条件发展到一定程度时，投资和生产3D服装的社会力量会增加，便可支撑3D服装产业商业链循环，成本自然随着基础费用的均摊者增加而降低。加之技术的成熟和新的材料的发现都是降低3D打印服装成本的有效手段。其次，3D虚拟试衣技术越来越人性化。一种虚拟试衣技术可实现3D打印服装的网络定制模式，并进行销售。其由香港理工大学研发，这种虚拟机器人模型改变了服装行业的试衣面貌，其系统解决了传统试衣系统依赖固定尺寸模特、占用大量工作空间的问题。这种智能的机器人模型可通过计算机控制出任何数据参数的人体类型，人体测量和机电一体化的虚拟试衣模式节省了3D服装设计过程中的时间与人力消耗，降低了其建模的技术难度。最后，3D服装产品版权将受到保护。先进的科技成果必然会引起一系列新的社会问题，针对这些问题，对3D打印机的使用进行限制十分必要：每台打印机会像房产一样，有产权人能够对这台机器负责，对其实行监管，不能用于危害社会产品的生产。对于没有购买使用权的3D服装产品，机器程序将无法进行识别、扫描及生产。总结3D打印技术在服装中的应用层出不穷，给人以惊艳的视觉效果。3D打印服装较初期而言，在打印外观、成形速度、成本价格、服装硬度、使用实用性上已大大改善，且大众获取科技信息的途径、速度及频率越来越多元化及快速化，使得愿意选择更具个性与科技环保3D服装的人数逐年增加。随着3D打印机器的改善发展、更环保及廉价的新材料出现，3D打印服装进入普通人的日常生活指日可待。设计人员在把握3D打印技术的同时熟知建模软件的应用，便可以运用3D打印技术在服装设计中实现不断创新。本文参考《基于3D打印技术的服装设计创新应用》欢迎关注٩(๑❛ᴗ❛๑)۶ 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：3D打印应用于服装领域

意大利设计师Simone Leonelli在上个月的珀斯当代艺术学院（PICA）3D打印时装展上，展示了他的3D打印作品，采用创新技术制作的婚纱作为珀斯时尚节的一部分，模糊了时尚与艺术之间的界限，堪称真正的艺术品。在当前3D打印圈儿里面，极致盛放也曾推出尼龙烧结制作的婚纱，但这一款婚纱却是通过FDM打印制作。Leonelli提到，该项目通过使用计算机设计和高科技工具来推动时尚与艺术相互融合，这些作品不一定要像实际的衣服那样可以穿戴，而应该被理解为是结构或者设计的产物。这些设计受到了生物结构的启发，通过计算机创建，使设计更加趋向自然本身。采用可生物降解的PLA材料，通过FDM桌面机打印的细胞骨架如同放射虫类和硅藻，目的是让人想起海洋的美丽。而采用传统的制造方法，如切削或注射成型，会很难制作出如此复杂的形状。采用3D打印工艺一层一层的熔化塑料来制作服装，而不同于以往纤维织物的融合方式，不断尝试新的面料和工艺，来减少对地球的环境的影响，以实现可持续的目的。使用3D打印这一高科技工具的好处是可以不遵循标准的工作流程进行全新的设计，大大增加了灵活性和自由程度，3D打印使创意想法的实现变得简单，是目前设计理念转化为产品的最有效方法之一。 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：FDM也可以打印时尚婚纱？

目前，主要的3D打印技术有以下几种：光固化（SLA）、分层实体制造（LOM）、选择性激光烧结（SLS）、选择性激光熔化（SLM）、熔融沉积制造（FDM）以及粉末粘接技术（3GP）等。用于家具制造的打印技术，以光固化（SLA）、选择性激光烧结（SLS）、选择性激光熔化（SLM）、熔融沉积制造（FDM）为主。这4种技术打印出的家具，分别有各自的特点。（1）光固化（SLA）打印家具的特点：表面光滑，质感好；可用的打印材料多以液体的光敏树脂为主；成型后易发生形变；成本较高。SLA一次打印，青铜铸造（2）选择性激光烧结（SLS）打印家具的特点：表面有磨砂感；承重好，韧性较强；造型实现程度好；可用的打印材料为多种固体粉末，如金属、陶瓷等；成本高。激光烧结的尼龙仿生椅（3）选择性激光熔化（SLM）打印家具的特点：金属质感；承重好，结构强度高；可用的打印材料为金属混合粉末；成本非常高。SLM制作的铝梯度椅子（4）熔融沉积制造（FDM）打印家具的特点：表面呈线圈质感，较粗糙；结构强度低；成型后易变形；可用的打印材料多为固体卷材，如PVC工程塑料、金属丝等；成本低。FDM打印的印第安椅子从打印效果来看，比较理想的技术是选择性激光烧结（SLS）和和选择性激光熔化（SLM）。选择性激光烧结（SLS）技术根据材料熔点不同，采用激光来有选择性地分层烧结固体粉末，使特定熔点的粉末烧结成固化层，最终以层层叠加的方式塑造最终形体。这一打印技术可用于打印高分子、金属、陶瓷、石膏、尼龙等多种粉末材料。选择性激光熔化（SLM）技术，使用的材料多为不同金属材料，不需要黏结剂，成型的精度和力学性能，比选择性激光烧结（SLS）好。目前，市面上可用来打印家具的打印材料越来越多，如金属、工程塑料、木塑、陶瓷、石膏、尼龙等。其中，在综合性能上比较有优势的打印材料是尼龙、工程塑料和金属。随着打印技术的发展，木塑、陶瓷等材料也会在未来大放异彩。作为最新的研究成果，弹性材料的应用，更是会弥补现在家具材料的空白。欢迎关注٩(๑❛ᴗ❛๑)۶ 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：3D打印用于家具制造的技术与材料

3D打印技术的发展，使计算机辅助技术对家具制造的推动作用，从虚拟世界发展到现实世界，从家具的设计过程发展到家具的制造过程。3D打印家具充分运用了计算机辅助技术的运算和生成能力，在材料、结构、形态上也有了更多的扩展性。1. 3D 打印家具的特征站在技术创新角度，3D打印技术打印出的家具具有以下明显的特征。（1）3D打印家具具有免组装、一体成型的特征。目前在家具的大规模生产线系统中，从模具到零件，再从零件到产品有着复杂的工序，需要多个生产线来完成整个制造流程，整个过程中需要一定的加工数量才能满足成本需求。家具零部件和连接件之间通常呈现明显的组装性特征。而3D打印家具的整个制造过程，是从无到有地制造家具实体。对三维数据模型的完整、连续复制，可以使每单件家具的生产，都可以实现免组装、一体成型。这种生产工艺，使家具制造从研发到生产的流程大大缩短，同时降低了成本，满足了人们各个层面不同的需求。另外，对家具连接部位或连接件的一体成型制造，还有增强结构强度的作用。在建立虚拟三维数据模型阶段，通过对家具的连接部位或特殊连接件的结构设计，来减少或省去连接件，使连接部位的结构变得更加简单明了，并且增强连接强度。家具特殊部位可简化连接结构在生产需要活动连接（如旋转开合、抽拉等）的家具时，通过对连接部位阴阳面的设计，也可以实现去连接工件的目的。打印活动连接工件示意（2）3D打印家具具有骨骼化、多孔、夹层、蜂窝结构等框架结构特征。在创建虚拟三维模型阶段，结构设计师可以通过多边形拓扑或建立网格结构等手段，创建带有明显框架结构的模型外观。这些结构可以使打印对象“空心化”，达到大体积、轻重量的目的，使打印出的家具具有骨骼化、多孔、夹层、蜂窝结构等特征。3D 打印家具的蜂窝结构造型和弹性触感这种特征，能够在同等厚度下明显减轻家具的重量，同时节省材料，对打印过程本身和运输过程都有很大的好处。对特殊承重部位的骨骼设计，可以增强家具的结构强度。另外，由点、线组成的部分材料的家具的表面，也可以获得特殊的弹性性能，使之拥有更舒适的触觉感受。（3）3D打印家具具有曲线化、柔性化的特征。3D打印技术在制造家具时，根据三维模型数据在立体空间内直接打印家具材料，其打印的过程是由点成线、由线成体一步步塑造实体家具。对每个点的细节把握，使3D打印家具在造型的弯曲度和灵活性上，远远优于减材或等材技术塑造的家具。这种在三维空间上点的精确度的提高，使3D打印家具能够拥有更复杂的外观造型，具有曲线化、柔性化的特征。 3D 打印家具的曲线外观这种特征对家具有以下好处：使家具更符合人体工程学的要求，尤其是坐卧类家具，能更好地提高舒适度；赋予家具更高的艺术性和联想空间；更易于模仿自然，获得仿生性外观或结构。2. 3D 打印家具的优势（1）3D打印家具具有使用同种打印设备制造不同材料的优势。一般来说，根据家具材料的不同，目前家具制造工艺之间的区别是很大的。但是，3D打印技术打印家具时，某些3D打印设备可以兼具打印多种打印材料。因此，同一件家具或家具零件的虚拟三维数据模型，可以打印出多种材料不同的家具，使得同一款家具能够具有丰富多样的颜色和质感等。在未来，家具材料上的多样性，会随着更多新材料的发明体现得更加明显。这种优势将会给消费者提供更多的材料选择权，从而更好地满足消费者的特殊定制需求。（2）3D打印家具具有可替换性、可循环使用的优势。在自然资源越来越匮乏的时代，家具的环保性和可再生性，是生产者和消费者共同关注的重要指标。目前，市场上的家具，普遍存在着磨损后难以修复以及旧家具难以回收利用的困境。而3D打印技术可以从技术和材料两方面，使家具的回收利用环节变得轻松。其一，3D打印家具可替换性的表现主要在以下两个方面：一是3D打印家具的设计生产者可以选择建立分离式家具零部件的三维模型数据，以便于磨损零部件的替换。二是由于桌面级3D打印机的推广，使用家具的消费者也可以根据家具的三维模型数据或在家具生产者的指导下，打印出家具的某个部件，替换掉已经磨损或者坏掉的家具部件。这种贯穿生产者和消费者的多渠道的修复，使家具的寿命变得更加长久，修复过程也更加高效。其二，3D打印家具可循环使用主要体现在以下两个方面：由于3D打印材料多为人工复合材料，一是再加工回收利用的难度较小，对废弃家具的重塑比较容易。二是家具材料本身就可能是其他材料回收再利用的产物，因此这种循环利用的利用率，远高于现有的木制家具或木质材料合成家具等天然材料。3D打印家具的这种优势，可以更好地降低资源消耗，减少对环境的破坏。文章参考《3D打印家具的技术原理与发展趋势》欢迎关注٩(๑❛ᴗ❛๑)۶ 原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：3D 打印家具的特征和优势