光固化技术原理是什么？

光固化技术是什么？

光固化技术（Stereo Lithography Apparatus, 简称SLA），原名立体光固化成型技术，指光固化材料（光敏树脂等）在激光或者其他数字光（波长）的照射下快速固结成型。

光固化技术不可逆，光敏材料加热后只会燃烧，不会融化。在光固化技术分类中，还有LCD，DLP，CDLP等分支技术，其区别在于其光源的不同。目前成型速度最快的时CDLP技术，来自于美国的Carbon公司。

光固化技术原理

1.构建平台首先位于液体光聚合物的槽中，与液体表面的距离为一层高度。

2.紫外线激光通过选择性固化聚合树脂来产生下一层。激光束通过一组反射镜聚焦在预定的路径上。扫描模型的整个横截面积，因此生产的零件是完全实心的。

3.铺完一层后，平台移动一段安全距离，清扫器刀片重新覆盖表面。然后重复该过程，直到零件完成。

4.印刷后，零件处于没有完全固化状态，如果需要非常高的机械和热性能，则需要在紫外光下进一步后处理。

光固化打印参数

●层高：25-100um。

较低的层高度能够更准确地捕获打印件弯曲的几何形状，但增加了成型时间（和成本）和打印失败的可能性。100um的层高适用于最常见的应用。

●构建大小：构建大小决定了打印机类型

自下而上：桌面式打印机（如 Formlabs）

自上而下：工业 SLA 系统。

自下而上的光固化打印机更容易制造和操作，但其构建尺寸有限，因为剥离步骤中应用于该部分的力可能导致打印失败。

自上而下的光固化打印机可以扩展到非常大的构建尺寸，而不会在精度上造成很大损失。这些系统的先进能力造成成本更高。

支撑

自上而下的光固化打印机中，它们需要精确打印悬挑和桥接梁（临界悬挑角通常为30°）。物体可以定位在任何位置，通常情况下打印平整，以尽量减少支撑量和总层数。

自下而上的光固化打印机中，情况比较复杂。打印悬挑和桥梁时仍然需要支撑，但最大限度地减少每层的横截面积是最关键的标准，因为横截面积越大，其向上拔模的就越大，会造成打印变形。

	自下而上光固化打印机（桌面级）	自上而下光固化打印机（工业级）
优势	1、低成本 2、广泛使用	1、成型尺寸大 2、成型速度更快
劣势	1、成型尺寸小 2、可适用材料少 3、需要更多后处理工艺	1、成本高 2、需要专业操作员 3、更换材料时需要清空整个成型腔
成型尺寸	≤145*145*175mm	≈1500*750*500mm
层厚	25-100um	25-150um
精度	±0.5% （最小：±0.010-0.250mm）	±0.15% （最小：±0.010-0.030mm）

光固化打印材料

SLA光固化 材料以液体树脂的形式出现。树脂每升的价格差别很大，标准材料的价格从大约300元，到特殊材料（如可铸造或牙科树脂）的2800元不等。工业级SLA提供的材料范围比桌面级 SLA 打印机更广，使设计师更密切地控制打印件的机械性能。

SLA 材料（热组）比使用 FDM 或 SLS（热塑性塑料）生产的材料更脆，因此，SLA 部件通常不用于将承担大量负载的功能原型。材料的进步可能会在不远的将来改变这种状况。

材料	特性
标准树脂	+光滑的表面光洁度 -比较脆
透明树脂	+透明材料 -需要后处理用于表面光滑
浇筑树脂	+用于制造模具图形 +燃烧后低灰率
坚韧或耐用的树脂	+类ABS或者类PP材料的力学性能 -低热组
高温树脂	+高热组 +用于喷射模具和热成型工具 -高成本
牙科树脂	+生物相容性 +高耐磨性 -成本高
类橡胶树脂	+类橡胶材料 -低尺寸精度

光固化打印问题

Curling（卷曲）：在凝固/固化过程中，树脂暴露在打印机的光源下时略有收缩。当收缩量相当大时，新层和先前凝固的材料之间会产生较大的内部应力，从而导致该部分的卷曲。

Layer Adhesion（层附着力）：SLA 打印部件具有等向机械特性。

在打印过程完成之后，SLA 固化也将继续进行。

为了达到最佳的机械性能，SLA 部件必须经过固化，在强烈的紫外线下（有时在高温下）将其放入固化盒中。这大大提高了 SLA 部分的硬度和耐温性，但使其更加脆。将打印件放在阳光下也会诱发固化。长时间暴露于紫外线对SLA部件的物理特性和外观有不利影响：它们可能会卷曲、变得非常脆和改变颜色。因此，强烈建议在使用前涂上透明紫外丙烯酸涂料。

光固化打印机的优缺点：

优点

●SLA 可以生产具有非常高精度和复杂细节的部件。

●SLA 部件表面非常光滑，是视觉原型的理想之选。

●提供特殊 SLA 材料，如透明、灵活和可施放的脂质。

缺点

●SLA 部件通常很脆，不适合功能原型。

●当零件暴露在阳光下时，SLA 部件的机械特性和视觉外观会降低。

●始终需要支撑结构，并且需要后处理以去除 SLA 部分上留下的支撑。

光固化应用场景

3D光固化打印机最适合生产具有非常光滑的表面和非常精细细节的视觉原型。

●台式SLA非常适合以实惠的价格制造小型（"小于拳头"）注塑式零件。

●工业 SLA 机器可以生产非常大的部件（大至 1500 x 750 x 500 mm）。

光固化打印机一成为首饰，低运行注塑和许多牙科和医疗应用的理想选择。