完整版光固化3D打印的幾種技術(shù)

1、光固化3D打印機(jī)的幾種技術(shù)3D打印機(jī)的原理是把數(shù)據(jù)和原料放進(jìn) 3D打印機(jī)中，機(jī)器會(huì)按照程序把產(chǎn)品一層層造出來(lái)。3D打印機(jī)又稱三維打印機(jī)，是一種累積制造技術(shù)，即快速成形技術(shù)的一種機(jī)器，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)， 運(yùn)用特殊蠟材、粉末狀金屬或 塑料等可粘合材料，通過(guò)打印一層層的粘合材料來(lái)制造三維的物體?，F(xiàn)階段三維 打印機(jī)被用來(lái)制造產(chǎn)品。逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)。1.DLP工藝一、DLP工藝的原理數(shù)字光處理(Digital Light Processing , DLP)是近年出現(xiàn)的 3D打印技術(shù)，與SLA的成型技術(shù)有著異曲同工之妙，它是 SLA的變種形式。在加工產(chǎn)品時(shí)，利用數(shù)字微鏡元件將產(chǎn)品

2、截面圖形投影到液體光明樹(shù)脂表面，使照射的樹(shù)脂逐層進(jìn)行光固化。DLP 3D打印由于每層固化時(shí)通過(guò)幻燈片似的片狀固化，速度比同類型的 SLA速度更快。這項(xiàng)技術(shù)非常適合高分辨 率成型，代表是德國(guó)的 Envisiontec 公 司。SLA工藝主要是將特定強(qiáng)度的激光聚焦到 3D打印材料的表面，使其凝固成型。SLA成 型主要是點(diǎn)到線、線到面逐漸成型的過(guò)程。與 SLA不同，DLP技術(shù)主要利用DLP投影，投 影過(guò)程中將整個(gè)面的激光聚焦到 3D打印材料表面。所以 DLP技術(shù)的機(jī)型打印速度更快。5專E*5學(xué)優(yōu)點(diǎn)1）產(chǎn)品性能與SLA工藝相近，成型速度更塊。缺點(diǎn)2）受數(shù)字光鏡分辨率限制，只能打印尺寸較小產(chǎn)品。3）因?yàn)?/p>

3、使用的光源是投影儀，所以他的使用壽命比較短，到一定的時(shí)間就必須更換。他的更換成本也比較貴。2.SLA工藝一.SLA工藝原理在液槽中充滿液態(tài)光敏樹(shù)脂，其在激光器所發(fā)射白紫外激光束照射下，會(huì)快速固化（SLA與SLS所用的激光不同，SLA用的是紫外激光，而 SLS用的是紅外激光）。在成型開(kāi)始時(shí)，可升降工作臺(tái)處于液面以下，剛好一個(gè)截面層厚的高度。通過(guò)透鏡聚焦后的激光束，按照機(jī)器指令將截面輪廓沿液面進(jìn)行掃描。掃描區(qū)域的樹(shù)脂快速固化，從而完成一層截面的加工過(guò)程，得到一層塑料薄片。然后，工作臺(tái)下降一層截面層厚的高度，再固化另一層截面。這樣層層疊加構(gòu)成建構(gòu)三維實(shí)體優(yōu)點(diǎn)1）發(fā)展時(shí)間長(zhǎng)，工藝成熟，應(yīng)用廣泛。在全世

4、界安裝的快速成型機(jī)中，光固化成型系統(tǒng)約占60%。2）精度很高，可以做到彳米級(jí)別，比如 0.025mm 。3）表面質(zhì)量好，比較光滑：適合做精細(xì)零件。缺點(diǎn)1）需要設(shè)計(jì)支撐結(jié)構(gòu)。支撐結(jié)構(gòu)需要未完全固化時(shí)去除，容易破壞成型件。2）設(shè)備造價(jià)高昂，而且使用和維護(hù)成本都不低。SLA系統(tǒng)需要對(duì)液體進(jìn)行操作的精密設(shè)備，對(duì)工作環(huán)境要求苛刻。3）光敏樹(shù)脂有輕微毒性，對(duì)環(huán)境有污染，對(duì)部分人體皮膚有過(guò)敏反應(yīng)。4）樹(shù)脂材料價(jià)格貴，但成型后強(qiáng)度、剛度、耐熱性都有限，不利于長(zhǎng)時(shí)間保存。5）由于材料是樹(shù)脂，溫度過(guò)高會(huì)熔化，工作溫度不能超過(guò)100 C。且固化后較脆，易斷裂，可加工性不好。成型件易吸濕膨脹，抗腐蝕能力不強(qiáng)6）成型速

5、度相對(duì)DLP與LCD慢3.LCD工藝光固化技術(shù)，除了 SLA激光掃描和DLP數(shù)字投影，目前形成了一種新的技術(shù)，就是利 用LCD作為光源的技術(shù)。LCD打印技術(shù)，最簡(jiǎn)單的理解，就是 DLP技術(shù)的光源用LCD來(lái) 代替。我們可以回顧光固化技術(shù)的特點(diǎn)，每一個(gè)光固化技術(shù)的核心都是圍繞光源問(wèn)題的解決方案，從激光掃描的 SLA,到數(shù)字投影的 DLP,再到最新的LCD打印技術(shù)。很有意思的告訴你， 其實(shí)LCD技術(shù)分為兩種，兩種還不一樣。其分界線就是光源波長(zhǎng)， 一個(gè)是405nm 紫外，一個(gè)是400-600nm 可見(jiàn)光。LCD掩膜光固化：用405nm 紫外光（和 DLP 一樣），加上 LCD面板作為選擇性透光的技術(shù)，

6、是LCD掩膜技術(shù)（LCD masking ）或者行業(yè)里有很多各自的名字，例如選擇數(shù)字光處理（ mDLP）,液晶DLP技術(shù)，紫外掩 膜固化等等。LCD掩膜技術(shù)從2013年就有人開(kāi)始研制。有興趣可以搜到最早的創(chuàng)客用普通電腦LCD顯示器去掉背光板， 加上405的LED燈珠做背光，試著才T印uv樹(shù)脂。z軸的解決方案無(wú)非FDM最流行的RAMPS是滑塊，絲杠和步進(jìn)電機(jī)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)板都可以用單片機(jī)類或者目前板解決方案。LCD的驅(qū)動(dòng)其實(shí)和所有顯示器的驅(qū)動(dòng)一樣，VGA或者h(yuǎn)dmi接液晶驅(qū)動(dòng)板再接LCD面板，背光用405nm 燈泡或者LED陣列，加菲林鏡片來(lái)均勻分布光照。第一個(gè)商業(yè)用的LCD掩膜3D打印機(jī)要追?到i

7、box nano , 2014年的一個(gè)較為成功的kick starter 眾籌項(xiàng)目。第一臺(tái)最小的3D打印機(jī)，第一個(gè)最安靜的打印機(jī)等等。這個(gè)機(jī)器優(yōu)點(diǎn)很突出，比以前的DLP要好些。不足是，一個(gè)是打印尺寸太小，3寸屏幕。第二個(gè)打印精度太差，200微米的平面內(nèi)精度，因?yàn)槟莻€(gè) LCD屏幕的分辨率是比較低的。同樣是kickstarter的一個(gè)項(xiàng)目，當(dāng)然亮點(diǎn)仍然如同ibox nano 強(qiáng)調(diào)的，價(jià)格便宜但技術(shù)好，又是高精度面成型的光固化，技術(shù)成熟度也很好，參數(shù)很感人，特別是速度方面。當(dāng) 然如同所有桌面級(jí)別的光固化打印機(jī)，這個(gè)是上拉式，樹(shù)脂槽下面是LCD板，再下面是405背光。目前國(guó)內(nèi)好幾家?guī)缀跬瑫r(shí)推出5.5寸

8、2k屏幕的LCDMasking 原理打印機(jī)，最大的特點(diǎn)就是，大家都用的5.5寸夏普某款2560*1440 分辨率的屏幕。據(jù)說(shuō)這款屏幕價(jià)格便宜，分 辨率高，最有價(jià)值的一點(diǎn)是，能耐受高達(dá)幾百小時(shí)405nm 近紫外光的摧殘。打印機(jī)大概長(zhǎng)下面這樣。優(yōu)點(diǎn)很明顯，樹(shù)脂便宜，機(jī)器也不貴，精度比第一代SLA高多了，設(shè)備體積小，做工也比較不錯(cuò)。得益于開(kāi)源的樹(shù)莓派硬件和軟件，脫機(jī)打印或者無(wú)線控制打印都實(shí)現(xiàn)了。機(jī)器代號(hào)或者廠家包含：諾瓦,wanhao、KLD1260、YLD01、zhiyao、Easy3D.當(dāng)然還有其他不同解決方案。主要取決于采用不同屏幕作為透光的掩膜，LCD下面一般都是405led燈作為背光。優(yōu)點(diǎn)

9、：1 .精度高。很容易達(dá)到平面精度 100微米，優(yōu)于第一代SLA技術(shù)，和目前桌面級(jí)DLP, 技術(shù)有可比性2 .價(jià)格便宜。主要對(duì)比前代技術(shù)的SLA和DLP,這個(gè)性價(jià)比極其突出。3 .結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。因?yàn)闆](méi)有激光振鏡或者投影模塊，結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，容易組裝和維修4 .樹(shù)脂通用。由于采用405nm背光，所有DLP類的樹(shù)脂或者大部分光固化樹(shù)脂理論上 都可以兼容。唯獨(dú)小心某些SLA專用樹(shù)脂，不一定兼容性很好，主要怕曝光不足。5 .同時(shí)打印多個(gè)零件不犧牲速度。因?yàn)檫@個(gè)和DLP技術(shù)一樣，是面成型光源。缺點(diǎn)：1.LCD可選范圍很少：這個(gè)技術(shù)關(guān)鍵部件LCD,需要對(duì)405光有很好的選擇性透過(guò)，還要經(jīng)得住幾十瓦405LED燈珠

10、的數(shù)小時(shí)高強(qiáng)度烘烤，還有散熱和耐溫性能的考驗(yàn)。所以 不是每款LCD屏都能用的上。以上解決方案已經(jīng)解決LCD選擇這個(gè)重要問(wèn)題了。同時(shí)， 建議用戶做好燒毀LCD屏虛更換的心理準(zhǔn)備。這個(gè)LCD屏是易耗件。Continuous Liquid Interface ProductionBuildPlAtfcrmuv Curable j Resin/ Oxygen Permeable WindowDLP機(jī)器或者桌面激光 SLA機(jī)器2 .打印尺寸偏?。哼@個(gè)其實(shí)沒(méi)毛病，桌面機(jī)器嘛，比起還是半斤八兩的3 .最后一點(diǎn)是優(yōu)點(diǎn)也是缺點(diǎn)：這些技術(shù)是開(kāi)源的，技術(shù)壁壘低容易仿制，大家能共享或者DIY這種機(jī)器，只要你找到合適的屏幕?？偨Y(jié)：DLP機(jī)器總體打印效果