我們以2014年全球范圍各大3D打印機(jī)制造商旗下產(chǎn)品的影響力和民眾對(duì)其的認(rèn)可度作為主要的依據(jù)，評(píng)出了2014年全球3D打印機(jī)制造商Top30，希望能反映和展示全球3D打印機(jī)制造領(lǐng)域的所有領(lǐng)先者，以飧我國(guó)讀者/用戶/愛(ài)好者/產(chǎn)業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者/創(chuàng)業(yè)者。

　　3D打印的概念早在19世紀(jì)末就已出現(xiàn)，1892年美國(guó)學(xué)者Blanther首次在公開(kāi)場(chǎng)合提出使用層疊成型方法制作地形圖的構(gòu)想。這種堆疊薄層的方式制造三維形狀物體的理念，也是3D打印的核心制造思想。經(jīng)過(guò)不斷的技術(shù)演進(jìn)，逐漸形成了今天這種可以按照計(jì)算機(jī)3維設(shè)計(jì)模型為藍(lán)本，通過(guò)軟件分層離散和數(shù)控成型的系統(tǒng)，利用激光束、熱熔噴嘴等方式將金屬粉末、陶瓷粉末、塑料、細(xì)胞組織等特殊材料進(jìn)行逐層堆積黏結(jié)，最終疊加塑造出3D實(shí)體產(chǎn)品。目前3D打印分為SLA、SLS、FDM和3DP四種主流的方式。

　　光固化立體造型技術(shù)（StereoLithography Apperance，SLA）

　　1986年，查爾斯·赫爾實(shí)現(xiàn)了用激光照射液態(tài)光敏樹(shù)脂，固化分層制作三維物體的技術(shù)，并以光固化立體造型技術(shù)（Stereo Lithography Apperance，SLA）獲得了專利。同年，查爾斯·赫爾成立了3D Systems公司，并于1988年推出了第一個(gè)面向公眾的商業(yè)打印機(jī)SLA—250。

　　SLA以光敏樹(shù)脂的聚合反應(yīng)為基礎(chǔ)，在計(jì)算機(jī)控制下的紫外激光，沿著零件各分層截面輪廓，對(duì)液態(tài)樹(shù)脂進(jìn)行逐點(diǎn)掃描，使被掃描的樹(shù)脂薄層產(chǎn)生聚合反應(yīng)，由點(diǎn)逐漸形成線，最終形成零件的一個(gè)薄層的固化截面，而未被掃描到的樹(shù)脂保持原來(lái)的液態(tài)。當(dāng)一層固化完畢，升降工作臺(tái)移動(dòng)一個(gè)層片厚度的距離，在上一層已經(jīng)固化的樹(shù)脂表面再覆蓋一層新的液態(tài)樹(shù)脂，用以進(jìn)行再一次的掃描固化。新固化的一層牢固地粘合在前一層上，如此循環(huán)往復(fù)，直到整個(gè)零件原型制造完畢。

　　SLA技術(shù)有較高的精度和較好的表面質(zhì)量，且成形速度較快，能制造形狀特別復(fù)雜和特別精細(xì)的零件、模具、模型等；還可以在原料中通過(guò)加入其它成分，用SLA原型模代替熔模精密鑄造中的蠟?zāi)！２贿^(guò)由于樹(shù)脂固化過(guò)程中產(chǎn)生收縮，不可避免地會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力或引起形變。因此開(kāi)發(fā)收縮小、固化快、強(qiáng)度高的光敏材料是其發(fā)展趨勢(shì)。

　　熔融沉積造型（Fused Deposition Modeling，F(xiàn)DM）

　　1988年，美國(guó)學(xué)者Scott Crump研制出了熔融沉積制造工藝（Fused Deposition Modeling，F(xiàn)DM），他使用熱塑性材料，如蠟、ABS、尼龍等。材料在噴頭內(nèi)被加熱熔化，噴頭沿零件截面輪廓和填充軌跡運(yùn)動(dòng)，同時(shí)將熔化的材料以絲狀擠出，材料迅速凝固，并與周圍的材料凝結(jié)成形。1992年，Stratasys公司推出了第一臺(tái)基于工藝熔融沉積制造（FDM）技術(shù)的3D打印機(jī)——“3D造型者（3D Modeler）”，這標(biāo)志著FDM技術(shù)步入了商用階段。

　　FDM工藝的關(guān)鍵是保持材料的半流動(dòng)性。這些材料并沒(méi)有固定的熔點(diǎn)，需要精確控制其溫度。現(xiàn)在大紅大紫的Makerbot、the Cube，還有RepRap它們都屬于這類技術(shù)，只不過(guò)這些機(jī)器都是簡(jiǎn)化版。而專業(yè)級(jí)別的當(dāng)屬Stratasys的產(chǎn)品，例如Mojo、uPrint、Projet系列等。

　　選擇性激光燒結(jié)（Selected Laser Sintering，SLS）

　　1989年，美國(guó)德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的C.R.Dechard發(fā)明了選擇性激光燒結(jié)工藝（Selected Laser Sintering，SLS）。DTM公司于1992年推出了該工藝的商業(yè)化生產(chǎn)設(shè)備Sinter Sation。幾十年來(lái)，奧斯汀分校和DTM公司在SLS領(lǐng)域做了大量的研究工作，在設(shè)備研制和工藝、材料開(kāi)發(fā)上取得了豐碩成果。德國(guó)的EOS公司在這一領(lǐng)域也做了很多研究工作，并開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的系列成型設(shè)備。國(guó)內(nèi)也有多家單位進(jìn)行SLS的相關(guān)研究工作，如華中科技大學(xué)、南京航空航天大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、中北大學(xué)和北京隆源自動(dòng)成型有限公司等，也取得了許多重大成果。

　　SLS技術(shù)是將粉末預(yù)熱到稍低于其熔點(diǎn)的溫度，然后再將粉末鋪平，利用激光束在計(jì)算機(jī)控制下根據(jù)分層截面信息進(jìn)行有選擇地一層層燒結(jié)，全部燒結(jié)完后再去掉多余的粉末，最后得到燒結(jié)好的零件。

　　SLS最突出的優(yōu)點(diǎn)在于它所使用的成型材料十分廣泛。從理論上說(shuō)，任何加熱后能夠形成原子間粘結(jié)的粉末材料都可以作為SLS的成型材料?？沙晒M(jìn)行SLS成型加工的材料有石蠟、高分子、金屬、陶瓷粉末和它們的復(fù)合粉末材料，甚至是金屬。由于SLS成型材料品種多、用料節(jié)省、成型件性能分布廣泛、適合多種用途以及SLS無(wú)需設(shè)計(jì)和制造復(fù)雜的支撐系統(tǒng)，所以SLS的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。