一文读懂“新国标”分类：3D打印的八种工艺，你都知道吗？

从航空航天的高强度金属零件，到医疗领域的定制化植入体，再到汽车、模具等工业核心领域，3D打印正在以颠覆性的方式重塑制造业。

面对市场上琳琅满目的技术名称——粉末床熔融、定向能量沉积、粘结剂喷射……你是否感到眼花缭乱？其实，我国最新发布的GB/T 45751-2025《增材制造·工艺分类和编码》国家标准，已为这些技术绘制了一张清晰的“地图”。它将主流增材制造工艺科学地划分为八大类，本文将逐一进行解读。

首先，我们简单理解其共性原理：所有3D打印技术都始于一个数字三维模型。通过独特的“二维切片”技术，将三维实体分解为连续的二维薄层。制造设备则依照这些切片信息，采用原材料逐层堆积的方式，最终“生长”出完整的三维零件。相较于铸造、锻造、机加工等“减材”或“等材”制造，该技术实现了前所未有的设计自由度和材料利用率。

• 核心原理：在一个铺设了金属粉末层的平台上，高能激光、电子束或复合激活源按照切片轮廓进行扫描，选择性熔融粉末颗粒。一层完成后，平台下降，重新铺粉，重复扫描熔融，直至零件完成。

• 技术分支：激光粉末床熔融、电子束粉末床熔融等技术。

• 特点：堪称“金属3D打印的标杆”。零件致密度高、机械性能优异、精度和表面质量好，适合复杂精细结构。

• 典型应用：航空发动机叶片、燃油喷嘴；医疗植入物；随形冷却模具。

定向能量沉积：大型构件的“材料堆积术”

• 核心原理：将粉末或丝材直接送入高能激光、电子束、等离子束或电弧等形成的熔池中，熔化后直接沉积在基板或现有部件上，像焊接一样逐层堆积成型。

• 技术分支：激光定向能量沉积、电弧定向能量沉积、电子束定向能量沉积、等离子定向能量沉积等技术。

• 特点：打印效率高，适合制造或修复大型金属构件；可使用多材料实现梯度功能；对基材无特殊要求，甚至可在现有零件上“增材修复”。

• 典型应用：大型航空航天结构件、船舶部件；高价值零件的修复与再制造；功能性梯度材料零件。

粘结剂喷射：高效率的“材料粘合”之道

• 核心原理：与粉末床熔融类似，先铺一层粉末，但热源被一个喷头取代。喷头选择性喷射粘结剂，将粉末颗粒“粘合”在一起，形成一层实体。重复铺粉、喷粘合剂，得到“生坯”。最后通过高温烧结等后处理，去除粘结剂并使金属颗粒熔融致密化。

• 技术分支：金属粘结剂喷射、砂型粘结剂喷射、陶瓷粘结剂喷射、聚合物粘结剂喷射等技术。

• 特点：无需高能热源，打印速度快，成本相对较低；材料利用率高；可制造复杂多孔结构。流程较长，需经烧结。

• 典型应用：复杂结构的砂型/砂芯铸造模具；多孔植入物或催化剂载体；不锈钢、钛合金等中小型复杂零件批量成型。

材料挤出：最亲民的“热熔堆积”

• 核心原理：大家最熟悉的FDM技术即属此类。将丝状、颗粒状、液态/半固态材料在喷头内加热熔融，通过压力挤出，像挤牙膏一样在平台沉积固化，逐层堆积。

• 技术分支：熔融沉积成型、熔融颗粒制造、直写成型、低温固化成型等技术。

• 特点：设备与材料成本低，操作简便，是普及度最高的技术。但打印层纹明显，零件各向异性明显，强度和精度通常不及工业级技术。

• 典型应用：概念验证、功能原型制作；教育科普；定制化夹具；低载荷最终零部件。

材料喷射：高精度的“微滴喷射”

• 核心原理：通过压电、热气泡或气动驱动的微喷头，将液态、胶态或粉末状材料以“液滴”形式精准沉积到构建平台上，随后通过紫外光固化、热烧结或化学交联等方式实现材料定型，最终逐层堆叠成三维实体。

• 技术分支：光固化喷射、热喷墨喷射、熔剂辅助烧结喷砂、生物墨水喷射、纳米颗粒喷射、气溶胶喷射等技术。

• 特点：具备极高的打印精度和优异的表面光洁度；可同时喷射多种材料或颜色，实现多材料、全彩色打印。但材料多为专用树脂，机械性能和耐久性有限。

• 典型应用：高精度、外观精美的原型件；全彩色展示模型；医疗解剖模型；珠宝铸造用蜡模。

立体光固化：光敏树脂的“光影雕塑”

• 核心原理：槽内盛满液态/半固态光敏树脂，利用特定波长的激光在液面选择性扫描，使被照射区域的树脂瞬间固化。成型平台提升，让新一层液体覆盖，重复曝光固化过程。

• 技术分支：立体光刻、数字光处理、连续光固化、材料喷射光固化。

• 特点：历史上最早的3D打印技术，至今仍以超高精度、极佳的表面质量和细节表现力著称。但材料限于光敏树脂，易老化脆化，设备及耗材成本较高。

• 典型应用：对精度和表面要求极高的精密铸造用熔模；齿科牙冠、隐形正畸牙套模型等。

  
  

薄材叠层：大型原型件的“分层裁剪与粘贴”

• 核心原理：将预先制成的箔材铺在工作台上，利用激光或刀具切割出当前层轮廓，然后将新一层箔材通过热压或粘合剂粘合在上层，重复切割-粘合过程。

• 技术分支：分层实体制造、超声波增材制造、选择性沉积层压等技术。

• 特点：可制造尺寸非常大的原型件，且成本相对较低。但成型件多为层压结构，强度各向异性显著，精度和细节表现一般，通常需要后处理密封。

• 典型应用：汽车等行业的大型实体概念模型；复合材料层合板预制体。

（这是新版国标中新增的核心类别，代表了技术发展的前沿与未来）

（本文技术解读基于GB/T 45751-2025标准及相关行业共识）

声 明：文章内容来源于宁波增材制造研究院有限公司。仅作分享，不代表本号立场；图片非商业用途。如有侵权，请联系小编删除，谢谢！