立体光固化成型

立体光固化成型法

"Stereo lithography Appearance" 的缩写, 即立体光固化成型法。

用特定波长与强度的激光聚焦到光固化材料表面,使之由点到线,由线到面顺序凝固, 完成一个层面的绘图作业, 然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度, 再固化另一个层面.这样层层叠加构成一个三维实体。

光固化快速成型制造技术不同于传统的材料去除制造方法，它的成型原理[6?8]是：SLA将所设计零件的三维计算图像数据转换成一系列很薄的模型截面数据，然后在快速成型机上，用可控制的紫外线激光束，按计算机切片软件所得到的每层薄片的二维图形轮廓轨迹，对液态光敏树脂进行扫描固化，形成连续的固化点，从而构成模型的一个薄截面轮廓。下一层以同样的方法制造。该工艺从零件的底薄层截面开始，一次一层连续进行，直到三维立体模型制成。一般每层厚度为0.076?0.381mm最后将制品从树脂液中取出，进行最终的硬化处理，再打光、电镀、喷涂或着色即可。

要实现光固化快速成型，感光树脂的选择也很关键。它必须具有合适的粘度，固化后达到一定的强度，在固化时和固化后要有较小的收缩及扭曲变形等性能。更重要的是，为了高速、精密地制造一个零件，感光树脂必须具有合适的光敏性能，不仅要在较低的光照能量下固化，且树脂的固化深度也应合适。成型过程及控制

光固化快速成型的过程分为前处理、分层叠加成型及后处理三个阶段。快速成型机只能接受计算机构造的三维模型，然后才能进行切片处理。因此，应在计算机上采用计算机三维辅助设计软件，根据产品的要求设计三维模型或将已有产品的二维三视图转换成三维模型。

对样品形状及尺寸设计进行直观分析

在新产品设计阶段，虽然可以借助设计图纸和计算模拟对产品进行评价，但不直观，特别是形状复杂产品，往往因难于想象其真实形貌而不能作出正确、及时的判断。采用SLA可以快速制造样品，供设计者和用户直观测量，并可迅速反复修改和制造，可大大缩短新产品的设计周期，使设计符合预期的形状和尺寸要求。

用SLA 制件进行产品性能测试与分析

在塑料制品加工企业，由于SLA制件有较好的机械性能，可用于制品的部分性能测试与光固化成型的优势。

1.光固化成型法是最早出现的快速原型制造工艺,成熟度高,经过时间的检验。

2.由CAD数字模型直接制成原型，加工速度快,产品生产周期短,无需切削工具与模具。

3.可以加工结构外形复杂或使用传统手段难于成型的原型和模具。

4.使CAD数字模型直观化，降低错误修复的成本。

5.为实验提供试样, 可以对计算机仿真计算的结果进行验证与校核。

6.可联机操作, 可远程控制, 利于生产的自动化。

光固化成型的缺陷

1.SLA系统造价高昂,使用和维护成本过高。

2.SLA系统是要对液体进行操作的精密设备,对工作环境要求苛刻。

3.成型件多为树脂类，强度,刚度,耐热性有限，不利于长时间保存。

4.预处理软件与驱动软件运算量大，与加工效果关联性太高。

5.软件系统操作复杂，入门困难;使用的文件格式不为广大设计人员熟悉。

6.立体光固化成型技术被单一公司所垄断。

光固化成型的发展前景

立体光固化成型法的发展趋势是高速化，节能环保与微型化。不断提高的加工精度使之有最先可能在生物，医药,微电子等领域大有作为。

立体光固化成型

立体光固化成型法 "Stereo lithography Appearance"的缩写,即立体光固化成型法。用特定波长与强度的激光聚焦到光固化材料表面,使之由点到线,由线到面顺序凝固,完成一个层面的绘图作业,然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度,再固化另一个层面.这样层层叠加构成一个三维实体。光固化快速成型制造技术不同于传统的材料去除制造方法，它的成型原理[6～8]是：SLA将所设计零件的三维计算图像数据转换成一系列很薄的模型截面数据，然后在快速成型机上，用可控制的紫外线激光束，按计算机切片软件所得到的每层薄片的二维图形轮廓轨迹，对液态光敏树脂进行扫描固化，形成连续的固化点，从而构成模型的一个薄截面轮廓。下一层以同样的方法制造。该工艺从零件的底薄层截面开始，一次一层连续进行，直到三维立体模型制成。一般每层厚度为0.076～0.381mm，最后将制品从树脂液中取出，进行最终的硬化处理，再打光、电镀、喷涂或着色即可。要实现光固化快速成型，感光树脂的选择也很关键。它必须具有合适的粘度，固化后达到一定的强度，在固化时和固化后要有较小的收缩及扭曲变形等性能。更重要的是，为了高速、精密地制造一个零件，感光树脂必须具有合适的光敏性能，不仅要在较低的光照能量下固化，且树脂的固化深度也应合适。成型过程及控制光固化快速成型的过程分为前处理、分层叠加成型及后处理三个阶段。快速成型机只能接受计算机构造的三维模型，然后才能进行切片处理。因此，应在计算机上采用计算机三维辅助设计软件，根据产品的要求设计三维模型或将已有产品的二维三视图转换成三维模型。对样品形状及尺寸设计进行直观分析在新产品设计阶段，虽然可以借助设计图纸和计算模拟对产品进行评价，但不直观，特别是形状复杂产品，往往因难于想象其真实形貌而不能作出正确、及时的判断。采用SLA可以快速制造样品，供设计者和用户直观测量，并可迅速反复修改和制造，可大大缩短新产品的设计周期，使设计符合预期的形状和尺寸要求。用SLA制件进行产品性能测试与分析在塑料制品加工企业，由于SLA制件有较好的机械性能，可用于制品的部分性能测试与光固化成型的优势。 1. 光固化成型法是最早出现的快速原型制造工艺,成熟度高,经过时间的检验。 2. 由CAD数字模型直接制成原型,加工速度快,产品生产周期短,无需切削工具与模具。 3.可以加工结构外形复杂或使用传统手段难于成型的原型和模具。 4. 使CAD数字模型直观化,降低错误修复的成本。 5. 为实验提供试样,可以对计算机仿真计算的结果进行验证与校核。 6. 可联机操作,可远程控制,利于生产的自动化。

3D打印技术之SLA(立体光固化成型法)

3D打印技术之SLA （立体光固化成型法） SLA （Stereo lithography Appearance，即立体光固化成型法。 SLA技术3d打印机的原理用特定波长与强度的激光聚焦到光固化材料表面，使之由点到线，由线到面顺序凝固，完成一个层面的绘图作业，然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度，再固化另一个层面。这样层层叠加构成一个三维实体。 SLA是最早实用化的快速成形技术，采用液态光敏树脂原料，工艺原理如图所示。其工艺过程是：首先，通过CAD S计出三维实体模型，利用离散程序将模型进行切片处理，设计扫描路径，产生的数据将精确控制激光扫描器和升降台的运动；其次，激光光束通过数控装置控制的扫描器，按设计的扫描路径照射到液态光敏树脂表面，使表面特定区域内的一层树脂固化后，当一层加工完毕后，就生成零件的一个截面；然后，升降台下降一定距离，固化层上覆盖另一层液态树脂，再进行第二层扫描，第二固化层牢固地粘结在前一固化层上，这样一层层叠加而成三维工件原型，最后，将原型从树脂中取出后，进行最终固化，再经打光、电镀、喷漆或着色处理即得到要求的产品。 SLA技术主要用于制造多种模具、模型等；还可以在原料中通过加入其它成分，用SLA原型模代替熔模精密铸造中的蜡模。SLA技术成形速度较快，精度较

高，但由于树脂固化过程中产生收缩，不可避免地会产生应力或引起形变。因此开发收缩小、固化快、强度高的光敏材料是其发展趋势。 SLA技术的优势 1.光固化成型法是最早出现的快速原型制造工艺，成熟度高，经过时间的检验。 2.由CAD数字模型直接制成原型，加工速度快，产品生产周期短，无需切削工具与模具。 3.可以加工结构外形复杂或使用传统手段难于成型的原型和模具。 4.使CAD数字模型直观化，降低错误修复的成本。 5.为实验提供试样，可以对计算机仿真计算的结果进行验证与校核。 6.可联机操作，可远程控制，利于生产的自动化。 SLA技术的缺陷 1.SLA系统造价高昂，使用和维护成本过高。 2.SLA系统是要对液体进行操作的精密设备，对工作环境要求苛刻。 3.成型件多为树脂类，强度，刚度，耐热性有限，不利于长时间保存。 4.预处理软件与驱动软件运算量大，与加工效果关联性太高。 5.软件系统操作复杂，入门困难；使用的文件格式不为广大设计人员熟悉。

光固化D打印的几种技术

3D打印机的原理是把数据和原料放进3D打印机中，机器会按照程序把产品一层层造出来。3D打印机又称三维打印机，是一种累积制造技术，即快速成形技术的一种机器，它是一种以数字模型文件为基础，运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体。现阶段三维打印机被用来制造产品。逐层打印的方式来构造物体的技术。 1.DLP工艺一、DLP工艺的原理数字光处理(Digital Light Processing，DLP)是近年出现的3D打印技术，与SLA的成型技术有着异曲同工之妙，它是SLA的变种形式。在加工产品时，利用数字微镜元件将产品截面图形投影到液体光明树脂表面，使照射的树脂逐层进行光固化。DLP 3D打印由于每层固化时通过幻灯片似的片状固化，速度比同类型的SLA速度更快。这项技术非常适合高分辨率成型，代表是德国的Envisiontec公司。 SLA工艺主要是将特定强度的激光聚焦到3D打印材料的表面，使其凝固成型。SLA成型主要是点到线、线到面逐渐成型的过程。与SLA不同，DLP技术主要利用DLP投影，投影过程中将整个面的激光聚焦到3D打印材料表面。所以DLP技术的机型打印速度更快。优点光固化3D打印机的几种技术

1)产品性能与SLA工艺相近，成型速度更块。缺点 2）受数字光镜分辨率限制，只能打印尺寸较小产品。 3）因为使用的光源是投影仪，所以他的使用寿命比较短，到一定的时间就必须更换。他的更换成本也比较贵。 2.SLA工艺一.SLA工艺原理在液槽中充满液态光敏树脂，其在激光器所发射的紫外激光束照射下，会快速固化（SLA 与SLS所用的激光不同，SLA用的是紫外激光，而SLS用的是红外激光）。在成型开始时，可升降工作台处于液面以下，刚好一个截面层厚的高度。通过透镜聚焦后的激光束，按照机器指令将截面轮廓沿液面进行扫描。扫描区域的树脂快速固化，从而完成一层截面的加工过程，得到一层塑料薄片。然后，工作台下降一层截面层厚的高度，再固化另一层截面。这样层层叠加构成建构三维实体优点 1）发展时间长，工艺成熟，应用广泛。在全世界安装的快速成型机中，光固化成型系统约占60%。 2）精度很高，可以做到微米级别，比如0.025mm。 3）表面质量好，比较光滑：适合做精细零件。缺点

光固化快速成型

光固化快速成型一、前言随着全球市场一体化的形成，制造业的竞争十分激烈，产品的开发速度日益成为主要矛盾。在这种情况下，自主快速产品开发(快速设计和快速工模具)的能力(周期和成本)成为制造业全球竞争的实力基础。制造业为满足日益变化的用户需求，要求制造技术有较强的灵活性，能够以小批量甚至单件生产而不增加产品的成本。因此，产品的开发速度和制造技术的柔性就十分关键。从技术发展角度看，计算机科学、CAD技术、材料科学、激光技术的发展和普及为新的制造技术的产生奠定了技术物质基础。所以我们要掌握该技术，才能在未来的商业或国际竞争中立于不败之地。快速成型(Rapid Prototyping Manufacturing，简称RPM)技术，诞生于20世纪80年代后期，是基于材料堆积法的一种高新制造技术，是基于离散－堆积成形原理的先进制造技术的总称。被认为是近20年来制造领域的一个重大成果。它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身，可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。即，快速成形技术就是利用三维CAD的数据，通过快速成型机，将一层层的材料堆积成实体原型。快速成型技术发展至今，以其技术的高集成性、高柔性、高速性

而得到了迅速发展，快速成形技术彻底摆脱了传统的“去除”加工法——部分去除大于工件的毛坯上的材料来得到工件。而采用全新的“增长”加工法——用一层层的小毛坯逐步叠加成大工件,将复杂的三维加工分解成简单的二维加工的组合,因此,它不必采用传统的加工机床和模具,只需传统加工方法的10%～30%的工时和20%～35%的成本,就能直接制造出产品样品或模具。由于快速成形具有上述突出的优势,所以近年来发展迅速,已成为现代先进制造技术中的一项支柱技术,实现并行工程(Concurrent Engineering,简称CE)必不可少的手段。例如，可增加产品设计的自由度，可采用非均质材料，可采用客户定制以及及时制造的生产方式，易于实行异地制造等越是形状复杂且批量小的零件，越应当采用快速制造技术。 RPM的特点：(1) 制造原型所用的材料不限，各种金属和非金属材料均可使用；(2) 原型的复制性、互换性高；(3) 制造工艺与制造原型的几何形状无关，在加工复杂曲面时更显优越；(4）加工周期短，成本低，成本与产品复杂程度无关；(5) 高度技术集成，可实现了设计制造一体化。近十几年来，随着全球市场一体化的形成，制造业的竞争十分激烈。尤其是计算机技术的迅速普遍和CAD/CAM技术的广泛应用，使得RP技术得到了异乎寻常的高速发展，表现出很强的生命力和广阔的应用前景。快速成形技术发展至今，以其技术的高集成性、高柔性、高速性而得到了迅速发展。目前，快速成形的工艺方法已有几十种之多，其中主要工艺有五种基本类型：光固化成型法、分层实体制造法、

3D打印技术之SLA(立体光固化成型法)

3D打印技术之SLA（立体光固化成型法） SLA（Stereo lithography Appearance），即立体光固化成型法。 SLA技术3d打印机的原理用特定波长与强度的激光聚焦到光固化材料表面，使之由点到线，由线到面顺序凝固，完成一个层面的绘图作业，然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度，再固化另一个层面。这样层层叠加构成一个三维实体。 SLA是最早实用化的快速成形技术，采用液态光敏树脂原料，工艺原理如图所示。其工艺过程是：首先，通过CAD设计出三维实体模型，利用离散程序将模型进行切片处理，设计扫描路径，产生的数据将精确控制激光扫描器和升降台的运动；其次，激光光束通过数控装置控制的扫描器，按设计的扫描路径照射到液态光敏树脂表面，使表面特定区域内的一层树脂固化后，当一层加工完毕后，就生成零件的一个截面；然后，升降台下降一定距离，固化层上覆盖另一层液态树脂，再进行第二层扫描，第二固化层牢固地粘结在前一固化层上，这样一层层叠加而成三维工件原型，最后，将原型从树脂中取出后，进行最终固化，再经打光、电镀、喷漆或着色处理即得到要求的产品。 SLA技术主要用于制造多种模具、模型等；还可以在原料中通过加入其它成分，用SLA原型模代替熔模精密铸造中的蜡模。SLA技术成形速度较快，精度较

高，但由于树脂固化过程中产生收缩，不可避免地会产生应力或引起形变。因此开发收缩小、固化快、强度高的光敏材料是其发展趋势。 SLA 技术的优势 1.光固化成型法是最早出现的快速原型制造工艺，成熟度高，经过时间的检验。 2.由CAD数字模型直接制成原型，加工速度快，产品生产周期短，无需切削工具与模具。 3.可以加工结构外形复杂或使用传统手段难于成型的原型和模具。 4.使CAD数字模型直观化，降低错误修复的成本。 5.为实验提供试样，可以对计算机仿真计算的结果进行验证与校核。 6.可联机操作，可远程控制，利于生产的自动化。 SLA 技术的缺陷 1.SLA系统造价高昂，使用和维护成本过高。 2.SLA系统是要对液体进行操作的精密设备，对工作环境要求苛刻。 3.成型件多为树脂类，强度，刚度，耐热性有限，不利于长时间保存。 4.预处理软件与驱动软件运算量大，与加工效果关联性太高。 5.软件系统操作复杂，入门困难；使用的文件格式不为广大设计人员熟悉。

SLA激光光固化3D打印成型技术

武汉迪万SLA激光光固化3D打印成型技术一、简介激光光固化（又称“光敏树脂选择性固化”），是采用立体雕刻（Stereolithography）原理的一种工艺，简称SLA，是最早出现的一种快速成型技术。二、SLA激光光固化工艺流程在树脂槽中盛满液态光敏树脂，它在紫外激光束的照射下会快速固化。成型过程开始时，可升降的工作台处于液面下一个截面层厚的高度，聚焦后的激光束，在计算机的控制下，按照截面轮廓的要求，沿液面进行扫描，使被扫描区域的树脂固化，从而得到该截面轮廓的树脂薄片。然后，工作台下降一层薄片的高度，以固化的树脂薄片就被一层新的液态树脂所覆盖，以便进行第二层激光扫描固化，新固化的一层牢粘结在前一层上，如此重复不已，直到整个产品成型完毕。最后升降台升出液体树脂表面，取出工件，进行清洗、去除支撑、二次固化以及表面光洁处理等。三、SLA激光光固化工艺优势 1、表面质量较好； 2、成型精度较高，精确度达到了25微米；

3、系统分辨率较高； 4、成型方式与结构复杂程度无关。四、应用领域 SLA激光光固化快速成型技术适合于制作中小型工件，能直接得到树脂或类似工程塑料的产品。主要用于概念模型的原型制作，或用来做简单装配检验和工艺规划；由于SLA的成型方式与结构复杂程度无关，因此SLA比较适合做一些结构复杂的电子类产品，如电脑及周边产品、音响、相机、手机、MP3、掌上电脑、摄像机等。以及一些结构复杂的家电类产品，如电烫斗、电吹风、吸尘器等。五、快速成型样件图片

六、后期处理除去未经固化的树脂后，还要对原型进行充分的后固化。由于是分层加工，所以模型表面有台阶纹。表面喷砂可以去除台阶纹，得到比较好的表面质量。成型方向对于台阶纹和成型时间影响很大。通常，沿着长轴方式，垂直成型会耗时较长但是台阶纹较小。而沿着长轴方式水平放置原型会缩短成型时间但是台阶纹会明显增多。喷漆可以使成型件更美观。七、支撑在制作过程中，如果原型的端部太薄弱，有必要生成支撑来托起原型。软件可以生成支撑结构，而支撑仅用来帮助成型。下面的三张图将说明为什么支撑是必须的：八、性能特点 1、制作精度高，可以制作精度达到±0.10mm的产品，并且与工件的复杂程度无关。 2、成型能力强，对细小的结构、扣位、装饰线均能成型。 3、后处理效果逼真，这主要是因为光敏树脂硬度不高，易于打磨、修饰，并且制件本身的表面光洁度较好。 4、材料的强度比ABS略差，不耐温，因此不适合做受力、受热的功能测试零件。

揭秘SLA立体光固化3D打印技术

SLA立体光固化3D打印技术 SLA技术，全称为立体光固化成型法（Stereo lithography Appearance），是用激光聚焦到光固化材料表面，使之由点到线，由线到面顺序凝固，周而复始，这样层层叠加构成一个三维实体。一、SLA技术的历史 SLA立体光固化成型法最早于20世纪70年代末到80年代初期，美国3M 公司的Alan J.Hebert、日本的小玉秀男、美国UVP公司的Charles W.Hull和日本的丸谷洋二，在不同的地点提出了RP的概念，即利用连续层的选区固化产生三维实体的新思想。1986年，UVP公司Charles W.Hull制作的SLA-1获得专利。早期的光固化形式是利用光能的化学和热作用可使液态树脂材料产生变化的原理，对液态树脂进行有选择地光固化，就可以在不接触的情况下制造所需的三维实体模型，利用这种光固化的技术进行逐层成形的方法，称之为光固化成型法，简称SLA。二、SLA技术的成型原理用特定波长与强度的激光聚焦到光固化材料表面，使之由点到线，由线到面顺序凝固，完成一个层面的绘图作业，然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度，再固化另一个层面。这样层层叠加构成一个三维实体。三、SLA技术所需耗材 SLA技术目前可以使用的打印耗材为光敏树脂。四、SLA技术应用范围 SLA技术主要用于制造多种模具、模型等；还可以在原料中通过加入其它成分，用SLA原型模代替熔模精密铸造中的蜡模。

五、SLA技术的优缺点 1.SLA技术的优点 ①技术成熟； ②加工速度快，产品生产周期短，无需切削工具与模具； ③可加工复杂的原型和模具； ④使CAD数字模型直观化，节约生产成本； ⑤可联机操作，远程控制，利于生产的自动化。 2.SLA技术的缺点 ①SLA系统造价高，使用和维护成本过高； ②因为其打印耗材为液体，对工作环境要求严格； ③成型原件多为树脂类，强度、刚度、耐热性不好，不利于长时间的保存； ④预处理软件和驱动软件与加工出来的效果关联太紧； ⑤操作系统复杂。六、SLA技术打印过程 SLA工艺的制作过程分为三步：第一是设计模型；第二部是进行打印；第三部是打印后的处理。 ①第一步：设计模型。工作人员通过CAD软件设计出需要打印的模型，然后利用离散程序对模型进行切片处理，然后设置扫描路径，运用得到的数据进行控制激光扫描器和升降台。 ②激光光束通过数控装置控制的扫描器，按设计的扫描路径照射到液态光敏树脂表面，使表面特定区域内的一层树脂固化后，当一层加工完毕后，就生成零件的一个截面；然后，升降台下降到一定距离，固化层上覆盖另一层液态树脂，再进行第二层扫描，第二固化层牢固地粘结在前一固化层上，这样一层层叠加而成三维工件原型。 ③待打印完成之后，从树脂液体中取出模型，然后对模型进行最终的固化和对表面进行喷漆等处理，以达到需求的产品。七、SLA技术发展趋势

3D打印技术之SLA(立体光固化成型法)

3D打印技术之S L A(立体光固化成型法) -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

3D打印技术之SLA（立体光固化成型法）SLA（Stereo lithography Appearance），即立体光固化成型法。 SLA技术3d打印机的原理用特定波长与强度的激光聚焦到光固化材料表面，使之由点到线，由线到面顺序凝固，完成一个层面的绘图作业，然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度，再固化另一个层面。这样层层叠加构成一个三维实体。 SLA是最早实用化的快速成形技术，采用液态光敏树脂原料，工艺原理如图所示。其工艺过程是：首先，通过CAD设计出三维实体模型，利用离散程序将模型进行切片处理，设计扫描路径，产生的数据将精确控制激光扫描器和升降台的运动；其次，激光光束通过数控装置控制的扫描器，按设计的扫描路径照射到液态光敏树脂表面，使表面特定区域内的一层树脂固化后，当一层加工完毕后，就生成零件的一个截面；然后，升降台下降一定距离，固化层上覆盖另一层液态树脂，再进行第二层扫描，第二固化层牢固地粘结在前一固化层上，这样一层层叠加而成三维工件原型，最后，将原型从树脂中取出后，进行最终固化，再经打光、电镀、喷漆或着色处理即得到要求的产品。 SLA技术主要用于制造多种模具、模型等；还可以在原料中通过加入其它成分，用SLA原型模代替熔模精密铸造中的蜡模。SLA技术成形速度较快，精

度较高，但由于树脂固化过程中产生收缩，不可避免地会产生应力或引起形变。因此开发收缩小、固化快、强度高的光敏材料是其发展趋势。 SLA 技术的优势 1.光固化成型法是最早出现的快速原型制造工艺，成熟度高，经过时间的检验。 2.由CAD数字模型直接制成原型，加工速度快，产品生产周期短，无需切削工具与模具。 3.可以加工结构外形复杂或使用传统手段难于成型的原型和模具。 4.使CAD数字模型直观化，降低错误修复的成本。 5.为实验提供试样，可以对计算机仿真计算的结果进行验证与校核。 6.可联机操作，可远程控制，利于生产的自动化。 SLA 技术的缺陷 1.SLA系统造价高昂，使用和维护成本过高。 2.SLA系统是要对液体进行操作的精密设备，对工作环境要求苛刻。 3.成型件多为树脂类，强度，刚度，耐热性有限，不利于长时间保存。 4.预处理软件与驱动软件运算量大，与加工效果关联性太高。 5.软件系统操作复杂，入门困难；使用的文件格式不为广大设计人员熟悉。

3D打印技术之SLA(立体光固化成型法)(20210227214748)

3D打印技术之SLA（立体光固化成型法） ■标准化文件发布号：（9456?EUATWK-MWUB?WUNN?INNUL?DDQTY-KII

3D打印技术之SLA (立体光固化成型法) SLA (Stereo lithography Appearance),即立体光固化成型法。 SLA技术3d打印机的原理用特定波长与强度的激光聚焦到光固化材料表面，使之山点到线，山线到面顺序凝固，完成一个层面的绘图作业，然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度，再固化另一个层面。这样层层叠加构成一个三维实体。 SLA是最早实用化的快速成形技术，采用液态光敬树脂原料，工艺原理如图所示。其工艺过程是： ”1■?偏樽錢出附甥首先，通过CAD设计出三维实体模型，利用离散程序将模型进行切片处理，设计扫描路径，产生的数据将精确控制激光扫描器和升降台的运动；其次，激光光束通过数控装置控制的扫描器，按设计的扫描路径照射到液态光敬树脂表面，使表面特定区域内的一层树脂固化后，当一层加工完毕后，就生成零件的一个截面；然后，升降台下降一定距离，固化层上覆盖另一层液态树脂，再进行第二层扫描，第二固化层牢固地粘结在前一固化层上，这样一层层叠加而成三维工件原型，最后，将原型从树脂中取出后，进行最终固化，再经打光、电镀、喷漆或着色处理即得到要求的产品。 SLA技术主要用于制造多种模具、模型等；还可以在原料中通过加入其它成分，用SLA原型模代替熔模精密铸造中的蜡模。SLA技术成形速度较快，精度较高，但由于树脂

固化过程中产生收缩，不可避免地会产生应力或引起形变。因此开发收缩小、固化快、强度高的光墩材料是其发展趋势。 SLA技术的优势 1?光固化成型法是最早出现的快速原型制造工艺，成熟度高，经过时间的检验。 2.由CAD数字模型直接制成原型，加工速度快，产品生产周期短，无需切削工具与模具。 3.可以加工结构外形复杂或使用传统手段难于成型的原型和模具。 4.使CAD数字模型直观化，降低错误修复的成本。 5.为实验提供试样，可以对计算机仿真讣算的结果进行验证与校核。 6.可联机操作，可远程控制，利于生产的自动化。 SLA技术的缺陷 1.SLA系统造价高昂，使用和维护成本过高。 2.SLA系统是要对液体进行操作的精密设备，对工作环境要求苛刻。 3.成型件多为树脂类，强度，刚度，耐热性有限，不利于长时间保存。 4?预处理软件与驱动软件运算量大，与加工效果关联性太高。 5.软件系统操作复杂，入门困难；使用的文件格式不为广大设计人员熟悉。

光固化成型‘

"Stereo lithography Appearance"的缩写,即立体光固化成型法. 用特定波长与强度的激光聚焦到光固化材料表面,使之由点到线,由线到面顺序凝固,完成一个层面的绘图作业,然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度,再固化另一个层面.这样层层叠加构成一个三维实体. 3D Systems 推出的Viper Pro SLA system SLA 的优势 1. 光固化成型法是最早出现的快速原型制造工艺,成熟度高,经过时间的检验. 2. 由CAD数字模型直接制成原型,加工速度快,产品生产周期短,无需切削工具与模具. 3.可以加工结构外形复杂或使用传统手段难于成型的原型和模具. 4. 使CAD数字模型直观化,降低错误修复的成本. 5. 为实验提供试样,可以对计算机仿真计算的结果进行验证与校核. 6. 可联机操作,可远程控制,利于生产的自动化. SLA 的缺憾 1. SLA系统造价高昂,使用和维护成本过高. 2. SLA系统是要对液体进行操作的精密设备,对工作环境要求苛刻. 3. 成型件多为树脂类,强度,刚度,耐热性有限,不利于长时间保存. 4. 预处理软件与驱动软件运算量大,与加工效果关联性太高. 5. 软件系统操作复杂,入门困难;使用的文件格式不为广大设计人员熟悉. 6. 立体光固化成型技术被单一公司所垄断. SLA 的发展趋势与前景立体光固化成型法的的发展趋势是高速化,节能环保与微型化. 不断提高的加工精度使之有最先可能在生物,医药,微电子等领域大有作为. SLA（光固化成型）

光固化成型工艺的特点第一种快速原型工艺，且目前仍在广泛应用中；与其他快速原型技术相比并不贵；使用液态光敏树脂；因为成型时激光的能量不足以使原型固化，所以通常需要后固化；长时间的固化会导致原型变形；成型件十分脆而且表面发粘；无碾压步骤因此Z向的精度不容易保证好；通常需要生成支撑；工艺简单，不需要碾压和掩模步骤；液态光敏树脂有毒，通风是必要的环境要求。光固化成型介绍光固化成型（SLA）是第一种快速成型工艺，由美国3D公司于1986年开发出来。纵向移动的工作台放置在光敏树脂液槽中。工件由工作台支撑，工作台每下降一个层高，就构造一层。激光束扫描每一层的形状并将树脂固化。光固化成型（SLA）系统如图所示：

光固化成型

光固化成型 "Stereo lithography Apparatus"的缩写,即立体光固化成型装置. 用特定波长与强度的激光聚焦到光固化材料表面,使之由点到线,由线到面顺序凝固,完成一个层面的绘图作业,然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度,再固化另一个层面.这样层层叠加构成一个三维实体. SLA 的优势 1. 光固化成型法是最早出现的快速原型制造工艺,成熟度高,经过时间的检验. 2. 由CAD数字模型直接制成原型,加工速度快,产品生产周期短,无需切削工具与模具. 3.可以加工结构外形复杂或使用传统手段难于成型的原型和模具. 4. 使CAD数字模型直观化,降低错误修复的成本. 5. 为实验提供试样,可以对计算机仿真计算的结果进行验证与校核. 6. 可联机操作,可远程控制,利于生产的自动化. SLA 的缺憾 1. SLA系统造价高昂,使用和维护成本过高. 2. SLA系统是要对液体进行操作的精密设备,对工作环境要求苛刻. 3. 成型件多为树脂类,强度,刚度,耐热性有限,不利于长时间保存. 4. 预处理软件与驱动软件运算量大,与加工效果关联性太高. 5. 软件系统操作复杂,入门困难; SLA 的发展趋势与前景立体光固化成型法的的发展趋势是高速化,节能环保与微型化. 不断提高的加工精度使之有最先可能在生物,医药,微电子等领域大有作为. 光固化快速成型技术还可在发动机的试验研究中用于流动分析。流动分析技术是用来在复杂零件内确定液体或气体的流动模式。将透明的模型安装在一简单的试验台上，中间循环某种液体，在液体内加一些细小粒子或细气泡，以显示液体在流道内的流动情况。该技术已成功地用于发动机冷却系统（气缸盖、机体水箱）、进排气管等的研究。问题的关键是透明模型的制造，用传统方法时间长、花费大且不精确，而用SLA技术结合CAD 造型仅仅需要4~5 周的时间，且花费只为之前的1/3，制作出的透明模型能完全符合机体水箱和气缸盖的CAD 数据要求，模型的表面质量也能满足要求。

立体光固化造型机机械系统设计

目录 1 绪论 (2) 1.1快速原型技术简介 (1) 1.2快速成型精度概述 (3) 1.3立体光固造型SLA技术原理 (5) 1.4立体光固造型SLA国内外现有技术水平 (6) 1.5立体光固造型SLA应用领域 (6) 1.6本次设计的主要工作 (6) 2 XY方向设计计算 (9) 2.1设计任务 (9) 2.2脉冲当量和传动比的确定 (10) 2.3丝杠的选型及计算 (11) 2.4导轨的选型及计算 (15) 2.5步进电机的选择 (16) 3 Z方向设计计算 (21) 3.1Z方向工作台设计 (21) 3.2脉冲当量和传动比的确定 (22) 3.3丝杠的选型及计算 (23) 3.4步进电机的选择 (27) 4 刮刀系统设计 (30) 4.1刮板的选择 (30) 4.2刮板的材料和移动速度对涂层质量的影响 (31) 5 设计的改革 (32) 5.1XY扫描系统及Z方向工作台 (32) 5.2刮刀机构 (32) 5.3温控系统 (32) 总结 (33) 致谢.......................................................................... 错误！未定义书签。

参考文献 (34) 附录 (35)

1 绪论 1.1快速原型技术简介快速原型制造技术(Rapid Prototype Manufacturing) ,简称RPM ,是先进制造技术的重要分支.它是80年代后期起源于美国,后很快发展到欧洲和日本,可以说是近20 年来制造技术最重大进展之一.它建立在CAD/ CAM 技术、计算机控制技术、数控技术、检测技术和材料科学的基础之上,将计算机辅助设计CAD与各种自由造型(Free Form Manufacturing)技术直接结合起来,能以最快的速度将设计思想物化为具有一定结构功能的产品原型或直接制造零件,从而使产品设计开发可能进行快速评价、测试、改进,以完成设计制造过程,适应市场需求. 1.1.1 RPM 的基本构思任何三维零件都可看成是许多二维平面沿某一坐标方向迭加而成,因此可利用分层切片软件,将计算机产生的CAD 三维实体模型处理成一系列薄截面层,并根据各截面层形成的二维数据,用粘贴、熔结、聚合作用或化学反应等手段,逐层有选择地固化液体(或粘结固体)材料,从而快速堆积制作出所要求形状的零部件(或模型).传统的制造方法是基于材料去除(material remove)概念,先利用CAD 技术作出零件的三维图形,然后对其进行数值分析(有限元分析、模态分析、热分析等) ,再经动态仿真之后,通过CAM 的一个后处理(Post Process)模块仿真加工过程,所有的要求均满足之后,形成NC 文件在数控机床上加工成形.快速原型制造技术RPM 突破了传统加工中的金属成型(如锻、冲、拉伸、铸、注塑加工)和切削成形的工艺方法,是一种“使材料生长而不是去掉材料的制造过程”,其制造过程的主要特点是: 1、新的加工概念. RPM 是采用材料累加的概念,即所谓“让材料生长而非去除”,因此,加工过程无需刀具、模具和工装夹具,且材料利用率极高; 2、突破了零件几何形状复杂程度的限制,成形迅速,制造出的零件或模型是具有一定功能的三维实体; 3、越过了CAPP(Computer Aided Process Planning)过程,实现了CAD/ CAM 的无缝连接; 4、RPM 系统是办公室运作环境,真正变成图形工作站的外设。由于RPM 可以快速、自动、精确地将CAD 模型转化成为具有一定功能的产品原型或直接制造零件,因此它对于缩短产品的研发周期、控制风险、提高企业参与市场竞争的能力,都具有重要的现实意义. 1.1.2 几种典型的快速原型技术 1、立体光固造型 SLA Stero Lightgraphy Apparatus又称激光立体造型、激光立体光刻或立体 1

光固化快速成型设备的简单介绍

光固化快速成型设备的简单介绍作者：班级：摘要自从1988年3D Systems公司最早推出SLA商品化快速成型机SLA -250以来，SLA已成为目前世界上研究最深入、技术最成熟、应用最广泛的一种快速成型工艺方法。它以光敏树脂为原料，通过计算机控制紫外激光使其凝固成型。这种方法能简捷、全自动地制造出表面质量和尺寸精度较高、几何形状较复杂的原型。这里主要是在介绍光固化成形的原理和特点的基础上介绍光固化成型设备。正文 20世纪70年代末到80年代初期，美国3M公司的Alan J. Hebert(1978)、日本的小玉秀男(1980)、美国UVP公司的Charles W. Hull(1982)和日本的丸谷洋二(1983)，在不同的地点各自独立地提出了RP的概念，即利用连续层的选区固化产生三维实体的新思想。Charles Hull在UVP的继续支持下，完成了一个能自动建造零件的称之为SLA-1的完整系统。同年，Charles Hull和UVP的股东们一起建立了3D Systems公司，并于1988年首次推出SLA-250机型。目前，研究光固化成型（SLA）设备的单位有美国的3D Systems公司、Aaroflex公司，德国的EOS公司、F&S公司，法国的Laser 3D公司，日本的SONY/D-MEC公司、Teijin Seiki公司、Denken Engieering公司、Meiko公司、Unipid公司、CMET 公司，以色列的Cubital公司以及国内的西安交通大学、上海联泰科技有限公司、华中科技大学等。在上述研究SLA设备的众多公司中，美国3D Systems公司的SLA技术在国际市场上占的比例最大。3D Systems公司在继1988年推出第一台商品化设备SLA-250以来，又于1997年推出了SLA250HR、SLA3500、SLA5000三种机型，在光固化成型设备技术方面有了长足的进步。其中，SLA3500和SLA5000使用半导体激励的固体激光器，扫描速度分别达到2.54m/sec和5m/sec，成层厚最小可达0.05mm

光固化成型技术的应用

光固化快速成型技术的控制原理及应用[原创] 20081182092 舒进权光信0803 快速成型技术是当今世界飞速发展的制造技术之一。这种方法能简捷、全自动地制造出历来各种加工方法难以制作的复杂立体形状，在加工技术领域具有划时代的作用. 光固化快速成型技术(Stereo Lithography Apparatus简称SLA)是80年代中期开发的先进制造手段，在快速成型方法中使用较为广泛。它的突破性在于将传统的“去除”加工法(由毛坯去除多余部分制成零件)改进为增加加工法(由材料逐层累积形式零件)。SLA以其方便、生产周期短而在铸造、模具与塑料加工行业得到了越来越广泛的应用。 1 成型原理光固化快速成型制造技术不同于传统的材料去除制造方法，它的成型原理是：SLA将所设计零件的三维计算图像数据转换成一系列很薄的模型截面数据，然后在快速成型机上，用可控制的紫外线激光束，按计算机切片软件所得到的每层薄片的二维图形轮廓轨迹，对液态光敏树脂进行扫描固化，形或连续的固化点，从而构成模型的一个薄截面轮廓。下—层以同样的方法制造。该工艺从零件的最底薄层截面开始，一次一层连续进行，直到三维立体模型制成。一般每层厚度为0．076—0．381mm，最后将制品从树脂液中取出，进行最终的硬化处理．再打二，电镀、喷涂或着色即可-图1所示为SLA控制原理示意图。要实现光固化快速成型，感光树脂的选择也很关键。它必须具有合适的粘度，固化后达到一定的程度，在固化时和固化后要有较小的收缩及扭曲变形等性能。更重要的是，为了高速、精密地制造—十零件，感光树脂必须具有合适的光敏性能，不仅要在较低的光照能量下固化，且树脂的固化深度也应合适。

【CN109903213A】一种用于光固化立体造型术三维模型文件的数字水印系统【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910156977.5 (22)申请日 2019.03.01 (71)申请人太原科技大学地址 030024 山西省太原市万柏林区窊流路66号申请人中国人民公安大学 (72)发明人田华伟　李卓容　肖延辉　许智寅　王安红　 (74)专利代理机构太原中正和专利代理事务所 (普通合伙) 14116 代理人焦进宇 (51)Int.Cl. G06T 1/00(2006.01) G06F 21/16(2013.01) (54)发明名称一种用于光固化立体造型术三维模型文件的数字水印系统 (57)摘要一种用于光固化立体造型术三维模型文件的数字水印系统，属于多媒体内容安全领域，本发明公开了一种用于STL三维模型文件的数字水印系统，能有效抵抗旋转、缩放、面片重排序等攻击，该数字水印系统有两个部分组成：1)数字水印嵌入部分；2)数字水印提取部分，本发明能成功地从遭受旋转、缩放、三角面片重排序等攻击的含水印STL三维模型中提取数字水印，能有效地用于版权保护。权利要求书2页说明书6页附图2页CN 109903213 A 2019.06.18 C N 109903213 A

1.一种用于光固化立体造型术三维模型文件的数字水印系统，其特征在于，包括两个部分：第一部分：数字水印嵌入部分水印嵌入部分具体包括以下3个主要步骤：步骤一、水印序列冗余编码 1)代表版权信息的长度为L的水印序列表示为W＝{w1,w2,w3,...,w i,...,w L}，其中W i∈[0,1]，若L为奇数则在w L之后补一位“0”；相邻两位为一组，对水印序列W进行编码，其中“00”编码为“1”，“01”编码为“2”，“10”编码为“3”，“11”编码为“4”，得到编码后的水印序列其中W i∈[0,4]； 2)第一次加入校验位：在水印序列W1中的相邻重复或近邻重复数字之间加入校验位，相邻重复的情况下，首先在两位重复数字中间加入一位校验位，然后将第二位重复数字变化为其配对数字；近邻重复的情况下，首先加入一位校验位，然后重复上单元结尾数字，得到一次校验的水印序列W2； 3)第二次加入校验位：第一次加入校验位后，完整连续的水印序列W1被校验位分隔开，这里称两个校验位中间的数字元素集合为一个单元，且一个单元数字元素个数不超过4； 3.1在水印序列W2中数字元素个数为2、数字元素个数为3和数字元素个数为4的单元后面分别加入不同数量的校验位； 3.2当且仅当校验位前后数字为配对数字时，首先在原始校验位之前重复插入本单元结尾数字，然后在新插入数字之后加入一位校验位，得到二次校验的水印序列W3，此时单元与单元之间存在一个或多个校验位，单元仍然只为校验位与校验位之间的数字元素集合，且一个单元数字元素个数不超过5，无论何种情况校验位本身都不被列入单元范围内； 4)编码二进制化：将二次校验的水印序列W3中数字元素还原为相邻两个为一组的二进制编码序列，得到含水印信息的二进制序列W4；步骤二:STL三维模型三角面片排序；步骤三：冗余编码水印序列嵌入:采用对STL三维模型的三角面片的顶点进行重排序的方式，实现水印序列的嵌入；第二部分：数字水印提取部分水印提取部分具体包括以下3个主要步骤：步骤一、STL三维模型三角面片排序；步骤二、数字水印序列提取，具体步骤如下： 1)比较三角面片顶点坐标值大小，比较方法为先比较x坐标，x坐标相同时比较y坐标，y 坐标相同时比较z坐标，其中顶点坐标值最大的顶点命名为A顶点，按照逆时针方向，其余两个顶点依次命名为B顶点和C顶点，确定三角面片的A、B、C顶点； 2)根据顶点排序提取出含水印信息的二进制序列Q1，将二进制序列信息Q1每相邻两位为一组进行编码，其中“00”编码为“1”、“01”编码为“2”、“10”编码为“3”、“11”编码为“4”，得到含水印信息序列Q2；步骤三、数字水印序列校验与修正权　利　要　求　书1/2页 2 CN 109903213 A

光固化实验指导书

先进制造技术实验指导书中国计量学院工程训练中心编

目录实验一激光快速成型零件的三维实体设计实验 (4) 实验二激光快速成型的数据准备实验 (5) 实验三复杂零件激光快速成型实验 (10) 实验四零件的硅橡胶模具实验 (13)

一、课程教学与实验教学计划学时比 40/8、 36/8 二、适用专业机械类研究生和机械设计制造及其自动化本科生三、实验目的与基本要求（一）实验目的快速成型（Rapid Prototyping）技术是20世纪80年代后期发展起来的一种新型制造技术，是近20年制造技术领域的一次重大突破。通过实验使学生对快速成型技术的成型过程有较生动的理解，以及了解快速成型技术的应用-制作硅橡胶模具。（二）基本要求（1）在主讲教师提示要进行实验后，课代表或班长要及时与实验教师取得联系；（2）根据自己本班同学们的课程安排和实验室的实验安排，与实验教师妥善的协调好实验的时间和分组；（3）将实验时间和分组情况，及时地反馈给主讲教师和有关同学；（4）参加实验的同学在实验前要做好本次实验的预习并写出预习报告；（5）上实验课时，要提前十分钟进实验室，以便做好实验前的准备工作；

（6）认真地听好实验指导教师的安排和要求，要独立认真地完成各项实验任务；（7）在实验的过程当中，要遵守实验室的各种规章制度；爱护仪器设备；注意节约原材料；不要做与实验无关的事情；（8）若确定有特殊情况不能按时参加试验的同学，要及时地与实验指导教师联系，并在规定的时间内完成实验；（9）各项实验设备在使用前要详细地进行检查，实验做完后要及时切断电源，将仪器设备工具等整理摆放好。发现丢失或损坏应立即报告；（10）要遵守设备仪器的操作规程，注意人身和设备的安全；（11）要保持实验室内和仪器设备的情节和整齐美观。工作台面要干净并要搞好室内卫生；（12）在离开实验室前，要主动要求指导教师查验仪器设备等，并有指导教师在有关的实验数据的记录纸上签字，以求确认对设备仪器的完好和已完成了在实验室内应完成的工作；（13）对实验结果要进行分析，整理和计算，认真填写实验报告；（14）按要求及时递交实验报告。四、实验内容

快速成型技术与试题-答案

试卷一、填空题 1.快速成型技术是由计算机辅助设计及制造技术、逆向工程技术、分层制造技术(SFF)、材料去除成形(MPR)、材料增加成形(MAP)技术等若干先进技术集成的； 2. 3.快速成型技术的主要优点包括成本低，制造速度快，环保节能，适用于新产品开发和单间零件生产等 4.光固化树脂成型（SLA）的成型效率主要与扫描速度，扫描间隙，激光功率等因素有关 5.快速成型技术的英文名称为：Rapid Prototyping Manufacturing（RPM），其目前也被称为：3D打印，增材制造； 6.选择性激光烧结成型工艺（SLS）可成型的材料包括塑料，陶瓷，金属等； 7.选择性激光烧结成型工艺（SLS）工艺参数主要包括分层厚度，扫描速度，体积成型率，聚焦光斑直径等； 8.快速成型过程总体上分为三个步骤，包括：数据前处理，分层叠加成型（自由成型），后处理； 9.快速成型技术的特点主要包括原型的复制性、互换性高，加工周期短，成本低，高度技术集成等； 10.快速成型技术的未来发展趋势包括：开发性能好的快速成型材料，改善快速成形系统的可靠性，提高其生产率和制作大件能力，优化设备结构，开发新的成形能源，快速成形方法和工艺的改进和创新，提高网络化服务的研究力度，实现远程控制等； 11.光固化快速成型工艺中，其中前处理施加支撑工艺需要添加支撑结构，支撑结构的主要作用是防止翘曲变形，作为支撑保证形状；二、术语解释 1.STL数据模型是由3D SYSTEMS 公司于1988 年制定的一个接口协议，是一种为快速原型制造技术服务的三维图形文件格式。STL 文件由多个三角形面片的定义组成，每个三角形面片的定义包括三角形各个定点的三维坐标及三角形面片的法矢量。stl 文件是在计算机图形应用系统中，用于表示三角形网格的一种文件格式。它的文件格式非常简单，应用很广泛。STL是最多快速原型系统所应用的标准文件类型。STL是用三角网格来表现3D CAD模型。STL只能用来表示封闭的面或者体，stl文件有两种：一种是ASCII明码格式，另一种是二进制格式。 2.快速成型精度包括哪几部分原型的精度一般包括形状精度，尺寸精度和表面精度，即光固化成型件在形状、尺寸和表面相互位置三个方面与设计要求的符合程度。形状误差主要有：翘曲、扭曲变形、椭圆度误差及局部缺陷等；尺寸误差是指成型件与CAD模型相比，在x、y、z三个方向上尺寸相差值；表面精度主要包括由叠层累加产生的台阶误差及表面粗糙度等。 3.阶梯误差由于快速成型技术的成型原理是逐层叠加成型，因此不可避免地会产生台阶效应，使得零件的表面只是原CAD模型表面的一个阶梯近似（除水平和垂直表面外），导致原型产生形状和尺寸上的误差。