MJF與SLS的工藝特性和在3D打印中的應用對比
MJF（多射流熔融）与SLS（选择性激光烧结）同属粉床融合技术体系，二者在材料适配性、制品特性及打印效率方面具有高度一致性，但具体工艺实现路径存在差异化特征。本文系统解析两项技术的核心机理、设备结构及后处理流程，为工业级3D打印选型提供技术参考。
一、多射流熔融（MJF）技术详解
1.技术起源与发展
多射流熔融技术由惠普（HP）于2016年正式商业化，该公司基于数十年在喷墨打印、功能流体控制及精密机械领域的技术积淀，构建了该工业级增材制造方案。凭借高效率与材料利用率，MJF迅速在汽车制造、3D打印服务等领域获得广泛应用。
2.工艺流程与核心组件
粉末铺展：打印系统在构建平台上均匀铺展一层聚合物粉末。
流体喷射：多喷头阵列精准喷射两种关键试剂——熔合剂（促进粉末熔融结合）与细化剂（调控局部熔合程度）。
红外固化：红外加热模块扫描粉床，熔合剂覆盖区域因吸热实现粉末颗粒间的高强度结合，而细化剂作用区域则形成半熔合过渡层，保障表面质量。未喷射试剂的粉末保持松散状态，作为支撑结构。
逐层叠加：完成单层固化后，重涂刀片铺设新粉末层，循环上述过程直至制品成型。
3.后处理与材料应用
打印完成后，粉床转移至处理站，通过真空吸除未熔合粉末（可循环使用率达80%以上）。最终制品可进行染色、抛光、喷涂等表面处理，并支持钻孔、焊接等二次加工。
二、选择性激光烧结（SLS）技术解析
1.技术背景与设备多样性
SLS作为非专利技术，其核心原理被全球数十家厂商采用，但设备实现路径差异显著。该技术通过激光选择性烧结聚合物粉末实现层间结合，适用于从原型制造到小批量生产的全流程。
2.工艺流程与关键参数
预加热：粉床预热至略低于材料熔点的温度（如PA12预热至160-170℃）。
激光烧结：单或多激光系统（涵盖光纤、二极管、CO₂激光器，功率范围10W-1000W）按截面轮廓扫描粉床，通过热效应使粉末颗粒局部熔融结合。
逐层构建：每层烧结完成后，构建平台下降，重涂刀片铺设新粉末层，循环直至制品完成。
冷却与清理：打印结束后，粉床需缓慢冷却数小时以防止翘曲，随后通过吹扫与筛分回收未烧结粉末。
3.材料特性与后处理
SLS制品同样支持染色、抛光等表面处理，并可进行机械加工。其材料体系以尼龙（PA12、PA11）为主，近年扩展至TPU、PEEK等高性能聚合物。
三、技术对比与选型建议
1.核心差异维度
能量源：MJF采用红外辐射与流体试剂协同固化，SLS依赖激光热效应。
层厚控制：MJF通过试剂喷射实现亚毫米级精度，SLS层厚通常为0.08-0.15mm。
表面质量：MJF的细化剂技术可主动调控表面粗糙度，SLS表面质量受激光光斑尺寸限制。
设备成本：MJF设备集成度高，SLS因激光系统差异存在较大价格区间。
2.典型应用场景
MJF优势领域：大批量功能件生产（如汽车内饰）、复杂结构一体化成型。
SLS适用场景：高耐温材料（PEEK）加工、小批量定制化零件。
MJF与SLS作为工业级粉床融合技术的代表，分别通过流体控制与激光烧结路径实现了高效增材制造。随着材料科学的进步（如碳纤维增强复合粉末）与智能过程控制（如闭环温度管理）的融入，两项技术有望在航空航天、医疗植入物等领域进一步拓展应用边界。
