3D打印技术(Three Dimensional Print)也说成增材制造技术，是相对于传统的机加工等“减材制造”技术而言的，是基于离散／堆积原理^[1]，通过激光照射等方式将某些特定材料逐层叠加精确堆积迅速制造成所需产品的技术^[2-4]。它利用计算机将成形零件的3D模型构建为特定的空间结构，切成一系列一定厚度的“薄片”，3D打印设备自下而上地制造出每一层“薄片”最后叠加成形出三维的实体零件，通过计算机实现对微观结构的精确控制^[5]。这种制造技术无需传统的刀具或模具，可以实现传统工艺难以或无法加工的复杂结构的制造，并且可以有效简化生产工序，缩短制造周期被誉为“第三次工业革命的核心技术^[6]。

根据3D打印所用材料的状态及成形方法，3D打印技术可以分为熔融沉积成形(Fused Deposition Modeling, FDM)、光固化立体成形(Stereo Lithography Apparatus, SLA)、分层实体制造(Laminated Ob— ject Manufacturing, LOM)、电子束选区熔化(Electron Beam Melting, EBM)、选择性激光烧结(Selective Laser sintering, SLS)、金属激光熔融沉积(Laser Direct Melting Deposition, LDMD)、电子柬熔丝沉积成形(Electron Beam Freeform Fabrication, EBF)几种类型^[7-10]。其中选择性激光烧结技术(SLS)为本课题主要采用的3D打印技术。

选择性激光烧结技术（SLS）的原理是应用分层制造方法，以固体粉末材料直接成形三维实体零件，不受材料种类的限制，不受零件形状复杂程度的限制。整个工艺装置由粉末缸和成型缸组成，工作时粉末缸活塞（送粉活塞）上升，由铺粉辊将粉末在成型缸活塞（工作活塞）上均匀铺上1层。其工艺是首先在计算机上完成符合需要的三维CAD模型，再用分层软件对模型进行分层，得到每层的截面，然后采用自动控制技术，使激光有选择地烧结出与计算机内零件截面相对应部分的粉末，使粉末经烧结熔化，冷却，凝固，成形。完成一层烧结后再进行下一层烧结，且两层之间烧结相连，如此层层烧结、堆积，结果烧结部分恰好是与CAD原型一致的实体，而未烧结部分则是松散粉末，可以起到支撑的作用，并在最后很容易清理掉，最后将未烧结的粉末回收到粉末缸中，并取出成型件^[11]。图1为SLS技术的工作原理^[12]。

图1 SLS技术工作原理

通过这种技术可以成形出结构复杂、性能优异、表面质量良好的金属零件，如图2所示。

图2 SLS技术打印的金属件