金屬3D打印技術可以直接用于金屬零件的快速成型制造，具有廣闊的工業應用前景，是國內外重點發展的3D打印技術，本期繼3D打印原理高分子篇再次推出金屬篇，下面，小速帶大家分享NPJ、SLM、SLS、LMD和EBM五大金屬3D打印原理。

1. NPJ（Nano Particle Jetting）

NPJ技術是以色列公司Xjet最新開發出的金屬3D打印成型技術，與普通的激光3D打印成型相比，其使用的是納米液態金屬，以噴墨的方式沉積成型，打印速度比普通激光打印快5倍，且具有優異的精度和表面粗糙度。

以下是Xjet設備工作過程：

屬顆粒細化

金屬顆粒分布在液滴中

液滴噴射成型過程

液相排出過程

燒結后的制件

2. SLM（Selective Laser Melting）

SLM即選區激光熔化成型技術，是目前金屬3D打印成型中最普遍的技術，采用精細聚焦光斑快速熔化預置金屬粉末，直接獲得任意形狀以及具有完全冶金結合的零件，得到的制作致密度可達99%以上。

激光振鏡系統是SLM的關鍵技術之一，以下是SLM Solution公司的振鏡系統工作圖：

激光發射

激光傳輸

掃描振鏡

激光掃描熔化

金屬粉末熔化過程

金屬3D打印過程中，由于制件通常較復雜，需要打印支撐材料，制件完成后需要去除支撐，并對制件的表面進行處理。

取出制件

去除支撐

打磨后處理

3. SLS（Selective Laser Sintering）

SLS即選區激光燒結成型技術，與SLM技術類似，區別是激光功率不同，通常用于高分子聚合物的3D打印成型。

以下是SLS制備塑料制件的過程：

模型分層切片

激光燒結過程

制件的取出

后處理

SLS也可用于制造金屬或陶瓷零件，但所得到的制件致密度低，且需要經過后期致密化處理才能使用。

SLS制造金屬零件

4. LMD（Laser Metal Deposition）

LMD即激光熔覆成型技術，該技術名稱繁多，不同的研究機構獨立研究并獨立命名，常用的名稱包括：LENS, DMD, DLF, LRF等，與SLM最大不同在于，其粉末通過噴嘴聚集到工作臺面，與激光匯于一點，粉末熔化冷卻后獲得堆積的熔覆實體。

以下是LENS技術的工作過程：

同軸送粉

構建過程

5. EBM（Electron Beam Melting）

EBM即電子束熔化技術，其工藝過程與SLM非常相似，區別在于，EBM所使用的能量源為電子束。EBM的電子束輸出能量通常比SLM的激光輸出功率大一個數量級，掃描速度也遠高于SLM，因此EBM在構建過程中，需要對造型臺整體進行預熱，防止成型過程中溫度過大而帶來較大的殘余應力。

以下是EBM工作過程：

整體預熱

成型過程

熔化過程中粉末的變化