國際標準（ISO/ASTM 52900）把3D列印(增材製造)分成七大製程類別，每一類的原理、材料、強度與成本都差很多。同樣叫「3D列印」，可能是幾十元的公仔，也可能是要裝上衛星的零件。這個系列分上下兩集，把七大製程一次解釋清楚。上集先帶大家認識分別是哪七大製程，再深入說明目前市佔最高、也最常用到的兩大類：材料擠出與光固化。
3D列印分別有七大製程
七大類分別是：
材料擠出（Material Extrusion，把熔融材料擠出堆疊，FDM 屬於這類）、
光固化（Vat Photopolymerization，用光把液態樹脂逐層固化）、
粉末床熔融（Powder Bed Fusion，用雷射或電子束燒熔粉末， SLS與SLM金屬列印都屬於這類）、
材料噴射（Material Jetting，像噴墨印表機一樣噴出材料液滴後固化）、
黏著劑噴射（Binder Jetting，在粉末上噴黏著劑成形）、
疊層製造（Sheet Lamination，把片材一層層黏合切割）、
指向性能量沉積（Directed Energy Deposition，邊送料邊以高能束熔覆）。
分類的依據很單純：材料是什麼型態（線材、液態樹脂、粉末、片材），以及用什麼方式讓它成形。上集我們先講前兩類，它們合計佔了市場上絕大多數的機器；下集再帶大家認識粉末與噴印系列。
材料擠出（Material Extrusion）：最普及的國民製程
原理：加熱、擠出、逐層堆疊
材料擠出的原理是所有製程裡最直觀的：把材料加熱到熔融狀態（依材料不同約 180～350°C），從噴嘴擠出，沿著切片軟體規劃的路徑一層層堆疊，每層擠出後冷卻固化，最終疊成立體零件。大家熟悉的 FDM／FFF 桌上機就是這一類的代表，一卷線材由齒輪送進加熱端，熔化、擠出、畫完一層、平台下降(或是加熱端往上，因機器設計而異)、再畫下一層。從 3D 建模、切片產生機器代碼（G-code）、上機列印到拆支撐，可能一天內甚至幾個小時就可以列印完成。今天畫圖、明天拿件，速度是它普及的主因。
不只線材：從顆粒擠出到印房子
很多人不知道的是，材料擠出這個家族遠不只桌上型線材機。用塑膠「顆粒」直接進料的顆粒擠出（FGF）以螺桿熔融推進，出料量大、材料成本低，適合大型件，美國 Local Motors 曾用大型顆粒擠出系統，以碳纖強化 ABS印出整台可實際行駛的電動車車體(參考連結)。
把材料換成高黏度漿料，就是能列印電路、生醫支架的直接墨水書寫（DIW）；換成水泥砂漿，就是能直接印出牆體的建築列印，義大利 WASP 的 TECLA 永續住宅，整棟用在地黏土與天然纖維列印而成。從桌上的公仔到一棟房子，用的都是同一套擠出堆疊的原理，差別只在規模與材料。
特性與限制：便宜好用，但要懂它的特性
材料擠出的優勢是成本低、材料選擇廣（從 PLA 到 PEEK、碳纖複材都有）、設備門檻低；限制則來自逐層堆疊的本質。第一是表面有顯著層紋，斜面與曲面會出現階梯狀輪廓，表面粗糙度高通常落在 Ra 10～25 μm。第二是強度會因為列印方向而異，由於層與層之間靠餘溫熔合黏結，因此熔合的並不完全，垂直於列印層方向（Z 軸）的強度通常只有平面方向(X、Y軸)的50 ~ 70%。所以，工件的列印方向，會直接決定它能承受的最大負載，而且最大可能差到快一倍。這就是為什麼功能件的列印方向需要工程判斷，也是我們接單時會替客戶確認的重點。第三是收縮翹曲：不論半結晶材料（PA、PP 等）或 ABS、ASA 這類非晶材料，冷卻收縮都會累積內應力，容易翹曲與層間開裂，需要熱床，中大型件更需要封閉腔體控溫。整體而言，材料擠出最適合原型驗證、治具夾具、中低精度功能件與大型件。
光固化（Vat Photopolymerization）：表面品質最好的一類
原理：用光把液態樹脂「雕」出來
光固化走的是完全不同的路線：它的材料不是固體線材，而是一槽液態的光敏樹脂。用特定波長的光（通常是 UV）照射樹脂，被照到的地方發生聚合反應，一層固化完成後平台移動，再固化下一層。因為成形靠的是光化學反應而非熔融堆疊，光固化的解析度與表面細緻度在主流製程中最好，細節銳利，層紋幾乎看不出來。公仔原型、牙科模型、珠寶鑄造原型會大量使用它。
SLA、DLP、LCD 差在哪？
市面上的光固化機主要分三種，差別在「光源」。
SLA 用雷射光點逐點掃描，精度極高但一點一點畫、速度較慢；
DLP 用投影機一次投影整層影像，整面同時固化、速度快；
LCD用 LCD 螢幕當遮罩讓 UV 背光透過，原理近似 DLP 但成本低得多，是近年消費級樹脂機爆發的主因。
總的來說，雷射點掃描（SLA）精度最高，成形速度以（DLP／LCD）最快，而 LCD 又把價格壓到一般人買得起。對發包的客戶來說，三者成品差異多數情境下不大，重點是樹脂特性。
特性與限制：細緻的代價
光固化的優點是表面與細節表現最好，且因為每層都是連續固化，層間結合較均勻、材料的等向性比材料擠出好。限制則有三個：首先，成品需要清洗（洗掉未固化樹脂）與二次恆溫固化（後固化補足強度），流程比 FDM 多兩道；二是一般樹脂偏脆、耐候性有限，長期曝曬 UV 會持續劣化，不適合長期戶外或高負載結構件，需要機能性時得選工程樹脂（高韌性、耐高溫、類 PC 等級）；三是樹脂與後處理人工成本較高。所以光固化的主場是外觀原型、精細小件、透明件與翻模母模，要拿它做受力功能件，就要慎選樹脂等級。
上集小結：這兩種怎麼選？
選擇其實不難：要快、要便宜、要做功能測試，想要在辦公室直接打樣，就用材料擠出式的設備；要細節、外觀要好看，就用光固化。實務上兩者常常是搭配使用，同一個產品開發案，外觀件用樹脂印給客戶看，結構件用 FDM 印來裝機測試。
下一集我們會進入到更工業的世界，看看粉末床熔融（尼龍與金屬列印）與材料噴射（全彩人像公仔），是怎麼供應量產需求的。兩集看完，你將會有一套可以直接拿來用的製程選擇邏輯，不管是自己打樣還是發包給廠商，都能把錢花在對的地方。
常見問題（FAQ）
FDM 和光固化，新手該怎麼選？
看你要的是「功能」還是「外觀」。要測試組裝、受力、當治具用，選 FDM，便宜耐用；要外觀展示、精細模型、表面品質，選光固化。兩者價位在原型階段都不高，不確定時提供用途說明，讓服務商建議即可。
3D列印件的強度到底夠不夠？
視製程、材料與方向而定。以材料擠出為例，層間方向強度只有平面方向的約五到七成，所以同一個零件的列印方向會直接決定它承受哪個方向的力。設計與列印方向經過工程規劃的列印件，做功能件與治具綽綽有餘。
光固化的成品會不會很脆？
標準樹脂偏脆是事實，但這是材料選擇的問題，現在的韌性樹脂、類 ABS、類 PC 與工程樹脂已經大幅改善，甚至可以拿來印日常用的鞋子，依用途選對的樹脂即可。
3D列印真的能印房子嗎？
可以，只是你可能要很有錢。
建築列印屬於材料擠出家族的砂漿列印分支，以高黏度水泥或土基漿料逐層堆疊牆體，國外已有整棟列印的住宅案例。它與桌上型 FDM 共享同一個「擠出堆疊」原理，只是規模與材料不同。同時，它所使用的水泥也和一般RC造得房子不同，特殊的材料加上新的工藝，需要更大規模的投入才有機會成功。如果有興趣的話，可以聯絡 à Everplast。
關於作者
作者｜朱恩緯 — 源創立體科技（Inn 3D Studio）行銷企劃
負責 Inn 3D Studio 的內容企劃與品牌溝通，致力把專業的製造與 3D列印知識，轉譯成一般讀者也能輕鬆理解的內容。
共同撰稿｜林晏弘 Eric Lin — 源創立體科技（Inn 3D Studio）與 Orinovate 創辦人
國立清華大學動力機械工程學系畢業（學士、光機電組碩士），專精機械設計、參數化設計與結構拓樸優化，並擅長車輛運動學、震動與結構應力的分析與模擬。曾任清華大學賽車工廠機械設計資深工程師與設計技術顧問，並於日本電產解決方案研發部實習。長年把工程分析與可製造性思維帶進 3D列印與產品開發。
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