金属3D打印是怎么被想到的？

小小补充一下：

现有的金属3D打印技术主要通过不同的增材的方式分为两大类：通过一层层铺金属粉末并选择性固化的 PBF (Powder-bed fusion) 和 喷头直接喷出粉末并融化的 DED (Direct energy deposition)。

前者可类比成金属版的SLA，而后者则更像是金属版的FDM（个人理解）。

这两大类的优缺点比较：

PBF 因为可以选用很细的粉末做很细的分层，所以打印精度很高，甚至能做到微米级的精确度，而且可以打印很复杂的结构，打印出来的完成度很高（不太需要二次加工）。

但是相应的，这种方法打印速度较慢，而且打印范围取决于打印床的大小，相对有限，所以打印大件会相对困难且成本高。打印材料也更贵（不过好处是打印完的废料好回收）

DED 就好玩了，因为是类似于fdm的那种用喷头来打印的技术，所以打印的自由度很高，打印范围也很自由。打印速度较快，且材料成本也相对低廉。最有意思的是，因为它不需要砂床，所以甚至可以在已有结构上进行增材打印，比如修补已有打印件或者增制外壳等。同时因为打印结构比较集中（就一个打印头嘛），甚至有些高级的机器可以同时拥有DED打印和机加工能力，做到了增材和减材我全都要的NB水平！

但相应地，这种打印技术精度就比较差，通常只能做到毫米级打印，且只能打印相对简单的结构，完成度也不是很好，往往打印完以后需要二次加工。且由于所有喷出的材料都会过一遍激光，打印废料很容易烧结，通常更难回收。

而 PBF 则可通过不同的融化方式进一步分为两种：用激光进行融化的L-PBF (Laser-PBF) (也就是up视频里讲的SLS 和 SLM)和用电子束来融化的EBM (Electron beam melting)。这二者之间的差别也很值得一提：

L-PBF在打印过程中，激光只会加热到需要打印的结构，所以非打印结构（余料）会依旧保持一盘散沙的状态，因此还是需要像FDM和SLA那样在角度较小的悬空的结构下设计支架方式防止打印过程中发生塌陷。

但是EBM就有意思了，因为打印材料全是导电的，所以哪怕你只照射你需要固化的部分，非打印结构也会由于导电而发生烧结。所以！打印完成后取出会是一整个大铁块！需要放到喷砂机里把脆弱的烧结的余料冲掉二留下坚硬的打印部分

这导致了三个有趣的差别：

1. L-PBF 在设计过程和切片过程中需要考虑添加支架，而EBM因为烧结的余料可以一定程度上充当支架，所以很多时候可以省去这个麻烦

2. L-PBF 因为只是利用激光照射做到高温融化的原理，所以在原料上有更广的选择范围，而不像EBM，由于通过电子束加热的方式，必需要导电材料。

3. 由于在打印完成后L-PBF的余料依旧是一盘散沙，所以打印完以后打印结构很容易取出，且余料可以直接回收再利用，但由于EBM的余料都会发生烧结，所以需要进一步处理才能回收，不能直接再利用

不过由于金属粉末本身很容易被吸入肺中导致健康问题，所以打印以及回收过程都需要专业操作和预防措施来规避这个问题。

但正如up所提到的，电子束温度更高，融化得更彻底，所以打印完成后部件不会因为内应力的残留而崩裂，但L-PBF就容易在打印完成后被残余的应力而才部件内部发生崩裂，空隙，或扭曲，也需要花费更多精力在设计上去规避这个问题

正好因为这学期选了3D打印的课，所有稍稍班门弄斧一下补充一点相关知识，总之非常感谢up给我们带来的金属3D打印方面的科普！也希望这篇笔记能给各位科普一些更多的关于主流的三种金属3d打印方法（L-PBF，EBM和DED）的知识！撒花🌸！