揭秘sla光固化3d打印机的优缺点以及应用

什么是光固化？它是如何工作的？这个名字来自哪里？我们涵盖了这项令人印象深刻和突出技术的所有基础，包括优缺点，比较等等！

什么是光固化？

通过立体光刻印刷的物体。立体平版印刷术，通常称为SLA，是增材制造领域最受欢迎和最普遍的技术之一。它的工作原理是使用高功率激光来硬化容器中的液态树脂，以产生所需的3D立体形状。简而言之，该工艺使用低功率激光和光聚合以逐层方式将光敏树脂转化为3D固体塑料。

金石三维SLA光固化是3D打印中采用的三种主要技术之一，还有熔融沉积成型（FDM）和选择性激光烧结（SLS）。它属于树脂3D打印类别。通常与SLA组合的类似技术称为数字光处理（DLP）。它代表了SLA过程的一种演变，使用投影仪屏幕而不是激光。

历史

工业级SLA光固化3D打印机由3D打印公司金石三维的创始人江泽星于2012年推出，并成功投入手板模型制作生产。2015年，金石乔迁到深圳，并成立“深圳市金石三维打印科技有限公司”，建立了标准化、规模化的3D打印机生产基地。同时，也开始了3D打印材料的研发--光敏树脂。SLA是20世纪80年代首次进入快速原型制造领域，并继续发展成为一种广泛使用的技术。

组件

每个标准SLA 3D打印机通常由四个主要部分组成：

1. 装有液体光聚合物的罐：液态树脂通常是透明的液体塑料。

2. 浸入水槽的穿孔平台：平台下降到水箱中，可根据印刷过程上下移动。

3. 高功率紫外激光器

4. 计算机界面，管理平台和激光运动

它是如何工作的？

光固化与许多增材制造工艺的情况一样，第一步包括通过CAD软件设计3D模型。生成的CAD文件是所需对象的数字化表示。如果它们不是自动生成的，则必须将CAD文件转换为STL文件。标准曲面细分语言（STL）或“标准三角形语言”是Abert Consulting Group于1987年专门为3D Systems创建的立体光刻软件的原生文件格式.STL文件描述了3D对象的表面几何形状，忽略了其他常见的CAD模型属性，例如颜色和纹理。

预打印机步骤是将STL文件馈送到3D切片器软件，例如Cura。这些平台负责生成G代码，这是3D打印机的本地语言。

SLA 3D打印

当该过程开始时，激光将第一层印刷物“拉”到光敏树脂中。无论激光击中何处，液体都会固化。通过计算机控制的镜子将激光引导到适当的坐标。

此时，值得一提的是金石三维研发的工业级SLA光固化3D打印机是相反的。也就是说，激光指向构建平台，该平台从低位开始并逐渐升高。在第一层之后，根据层厚度（通常约0.1mm）升高平台，并使另外的树脂在已经印刷的部分下方流动。激光然后固化下一个横截面，并重复该过程直到整个部件完成。没有被激光接触的树脂保留在桶中并且可以重复使用。

后期处理

在完成材料聚合之后，平台从罐中升起并排出多余的树脂。在该过程结束时，将模型从平台移除，洗涤多余的树脂，然后置于UV烘箱中进行最终固化。印后固化使物体达到尽可能高的强度并变得更稳定。

替代流程：数字光处理

正如我们之前提到的，SLA的一个后代是数字光处理（DLP）。与SLA不同，DLP使用数字投影仪屏幕在整个平台上闪烁每层的单个图像。由于投影仪是数字屏幕，每层将由正方形像素组成。因此，DLP打印机的分辨率对应于像素大小，而对于SLA，它是激光光斑尺寸。

优点和缺点

优点

金石三维SLA光固化3D打印机是市场上最精确的3D打印技术之一。可以创建具有极高质量的原型，具有精细的特征（薄壁，尖角等）和复杂的几何形状。层厚度可以低至25μm，最小特征尺寸在50和250μm之间。

打印表面光滑。构建体积可高达1700*800*500mm，而不会牺牲精度。

缺点

印刷往往需要很长时间。陡坡和悬挑在建造过程中需要支撑结构。在印刷或固化阶段期间，这些部件可能会塌陷。树脂相对脆弱，因此不适用于功能原型或机械测试。

SLA提供有限的材料和颜色选择，通常提供黑色，白色，灰色和透明材料。树脂通常是专有的，因此不能在不同品牌的打印机之间轻松交换。SLA打印成本相对较高（例如机器，材料）。

SLA与FDM

在FDM中，长丝通过热挤出机进料并逐层沉积。使用的材料通常是热塑性塑料，但它们可以与其他元素混合，包括木材，金属和碳纤维。这是优于SLA的一个优点，SLA只有有限的材料选择。而在FDM分辨率中指的是电机的精度，而在SLA中它取决于激光束的紧密度。这就是SLA能够生成更高细节和准确度的对象的原因。FDM的材料成本明显降低，因为打印机便宜，塑料卷轴也比树脂便宜。

SLA 与 SLS

选择性激光烧结（SLS）涉及完全不同的方法，但它也涉及使用激光。虽然和SLA光固化一样也使用激光，但功能强大。这是因为，光束不是固化物质，而是将粉末加热到将其颗粒融合在一起的程度。通常与SLS组合的是直接金属激光烧结（DMLS）和选择性激光熔化（SLM），它们特别适用于金属。普通SLS适用于尼龙等聚合物。

与使用其他技术制造的物体相比，SLS印刷品特别坚固耐用。此外，由于SLS中不需要支撑，因此打印可能具有复杂的几何形状。SLS的细节可能相当高，它通常无法与SLA的精度相比。

由于其高功率激光器，SLS机器采用了先进的技术，包括对有害紫外线辐射的特殊屏蔽。这导致打印机昂贵，几乎没有桌面或台式选项。因此SLS粉末比液体光聚合物更昂贵。

虽然光固化是第一个为快速原型开发而开发的工艺，并且是主要3D打印方法中最早的一种，但它仍然是创建具有高精度和耐用性的原型的有吸引力的解决方案。许多行业和业余爱好者使用这个过程来构建原型和最终产品，并且该技术继续变得更加经济实惠和易于使用。