SLA 3D打印技術(shù)簡介

一、SLA3D打印技術(shù)的簡介

光固化成型技術(shù)（Stereo Lithography Appearance，SLA，以下簡稱SLA或SLA技術(shù)）由Charles Hull于1983年發(fā)明，并在1986年獲得申請專利。SLA是最早實現(xiàn)商業(yè)化的3D打印技術(shù)。SLA又被稱為“立體光固化成型法”或“激光光固化”。

查克·赫爾(Chuck Hull)，1939年5月12日出生于美國。SLA 3D打印技術(shù)的發(fā)明者，也是3D System公司的聯(lián)合創(chuàng)始人，兼執(zhí)行副總裁和首席技術(shù)官。

1986年，Charles Hull成立3D Systems公司，并大力推動相關(guān)業(yè)務(wù)發(fā)展。1988年該公司根據(jù)SLA成型技術(shù)原理生產(chǎn)出世界上第一臺SLA 3D打印機(jī)——SLA250，并將其商業(yè)化。經(jīng)過多年發(fā)展，3D Systems公司已成為全球最大的3D打印設(shè)備供應(yīng)商。

有關(guān)SLA 3D打印技術(shù)發(fā)明的故事：1983年Chuck Hull在一家名為紫外線的公司任職工程師，他主要工作是研發(fā)一種可以用于保護(hù)家具表面涂層的光固化樹脂膠。有一天，他萌生使用該樹脂膠制作零件的想法，經(jīng)過研究，同年發(fā)明了SLA 3D打印技術(shù)，并將該技術(shù)稱為立體平版印刷。

二、SLA 3D打印技術(shù)的原理

用特定波長與強(qiáng)度的激光聚焦到光固化材料表面，使之由點(diǎn)到線，由線到面凝固，完成一個層面的繪圖作業(yè)。然后升降臺在垂直方向移動一個層片的高度，再固化下一個層面。這樣層層疊加構(gòu)成一個三維實體。

三、SLA 3D打印技術(shù)的工藝

（1）通過CAD設(shè)計出三維模型圖。

（2）利用離散程序?qū)⒛Ｐ瓦M(jìn)行切片處理。

（3）設(shè)計打印工藝，并且生成激光掃描路徑。

（4）激光掃描路徑數(shù)據(jù)可精確控制激光掃描器和升降臺的運(yùn)動；激光光束按設(shè)計的掃描路徑照射到液態(tài)光敏樹脂表面，使表面特定區(qū)域內(nèi)的一層樹脂固化。

（5）當(dāng)一層加工完畢后，就生成零件的一個截面；然后升降臺下降一定距離，固化層上覆蓋另一層液態(tài)樹脂，再進(jìn)行第二層掃描，第二固化層牢固地粘結(jié)在前一固化層上，這樣一層層疊加而成三維工件。

（6）將工件從樹脂中取出后，進(jìn)行最終固化，再經(jīng)打磨、電鍍、噴漆或著色處理即得到產(chǎn)品。

圖片來源：學(xué)堂在線《解密3D打印》

四、SLA 3D打印技術(shù)的材料

SLA技術(shù)常用材料：光敏樹脂，是一種液態(tài)材料。

光敏樹脂材料在一定波長和強(qiáng)度的紫外光的照射下能迅速發(fā)生光聚合反應(yīng)，分子量急劇增大，此時，光敏樹脂材料從液態(tài)轉(zhuǎn)變成固態(tài)。

對光敏樹脂的性能要求：

（1）固化前性能穩(wěn)定，可見光下不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；（2）粘度低；（3）光敏性好； （4）固化收縮??； （5）溶脹小；（根據(jù)百度百科：溶脹是高分子聚合物在溶劑中體積發(fā)生膨脹的現(xiàn)象） （6）半成品強(qiáng)度高； （7）良好的機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性； （8）毒性小。

五、SLA 3D打印技術(shù)的特點(diǎn)

SLA技術(shù)的優(yōu)勢

（1）工藝成熟穩(wěn)定，已有30多年技術(shù)積累； （2）加工速度快，產(chǎn)品生產(chǎn)周期短，無需切削工具與模具； （3）可以加工結(jié)構(gòu)外形復(fù)雜或使用傳統(tǒng)手段難以成型的原型和模具； （4）尺寸精度高，表面質(zhì)量好； （5）材料種類豐富，覆蓋行業(yè)領(lǐng)域廣； （6）可聯(lián)機(jī)操作，可遠(yuǎn)程控制，利于生產(chǎn)的自動化。

SLA技術(shù)的劣勢

（1）造價高昂，使用和維護(hù)成本過高； （2）需要能對液體進(jìn)行操作的精密設(shè)備，對工作環(huán)境要求苛刻； （3）成型件多為樹脂類，強(qiáng)度，剛度，耐熱性有限，不利于長時間保存； （4）預(yù)處理軟件與驅(qū)動軟件運(yùn)算量大，與加工效果關(guān)聯(lián)性過高（個人理解：只有通過大運(yùn)算量才能制作出優(yōu)質(zhì)加工效果的工件）； （5）軟件系統(tǒng)操作復(fù)雜，入門困難；使用的文件格式不為設(shè)計人員熟悉。

審核編輯：劉清