光固化成型工艺的基本原理
SLA, DLP,FDM三种成型技术的特点
SLA 、DLP、FDM三种成型技术的特点?SLA 、DLP、FDM这三种都是3D打印机常用到的三种技术。
FDM：全称叫“熔融沉积”技术，基本原理是通过加热装置将ABS、PLA等丝材加热融化，然后通过挤出头像挤牙膏一样挤出来，一层一层堆积上去，最后成形。
大家如果见过春蚕吐丝，就清楚了（我估计90后多半没见过），类似的也是如此。
蚕体内含有绢丝蛋白质的绢丝液，蚕用嘴挤压吐出，一层一层环绕，这种液体凝固后就成了丝茧。
SLA：全称叫“立体光固化成型”，基本原理是激光束在液态树脂表面勾画出物体的第一层形状，然后制作平台下降一定的距离（0.05-0.025mm之间），再让固化层浸入液态树脂中，如此反复。
使用的树脂是光敏树脂，激光束照射后会形成固态。
DLP：全称叫“数字光投影”技术。
使用的耗材和SLA一样，都是光固化树脂。
那和SLA有什么区别呢？为什么叫数字光投影呢？其实在机械结构方面，DLP与SLA最大的不同在于，DLP用的是投影仪的数字光源（没用用过投影仪？买一个试试，哈哈），SLA用的是激光头。
正因为如此，DLP一扫就是一片，SLA成形只能靠一个激光点。
一些DLP机器还可以打多种材料，例如DLP200台面可以打印多种材料，树脂ABS亚克力。
打印尺寸：FDM > SLA ≈DLPFDM的机器，在架构上灵活多样，有XYZ框架结构的，有三角州结构的，有机械手臂的，因此成形尺寸可以做得很小，也可以做得很大；而而SLA和DLP在成形原理上的限制，暂时就无法做出大型的机器，SLA理论上和FDM一样可以做的无限大的尺寸，只不过速度会慢，SLA也是通过光轴移动来打印的。
而DLP呢？如果做大的话，会牺牲精度，而SLA和FDM不会。
3D打印机有XYZ三个轴来控制精度，Z轴是步进电机精度，就是咱们说的层厚，这个精度FDM、DLP、SLA没什么区别，因为买的都是市面上的步进电机，理论上最小可以到0.01MM。
差别主要是在X、Y轴精度上。
立体光固化成型技术原理
立体光固化成型技术原理嘿，朋友们！今天咱来聊聊立体光固化成型技术原理呀！这玩意儿可神奇啦，就好像是一位超级魔法师，能把我们想象中的东西一点点变出来呢！你看啊，立体光固化成型技术呢，它主要就是靠一种神奇的液体材料。
这液体就像是充满魔力的胶水，能在特定的光线照射下，一下子就凝固起来啦！那光线就像是一把神奇的钥匙，轻轻一照，“啪”，液体就固化啦！就好比我们小时候玩泥巴，我们把泥巴捏成各种形状，这立体光固化成型技术就像是把那泥巴变成了更加精细、更加神奇的东西。
只不过它用的不是我们的小手，而是那厉害的光线和特殊的液体。
那这光线到底是怎么工作的呢？嘿嘿，它可挑剔啦！它只对特定的区域进行照射，就好像是一个非常精准的小画家，只在它该画的地方画上一笔。
这样就能一层一层地把我们想要的东西给堆积起来啦。
你想想啊，一层又一层的，多神奇呀！就好像是盖房子一样，一块砖一块砖地往上垒。
只不过这里的“砖”是那固化的液体材料呀！而且哦，这个技术还特别精细呢！它能做出非常非常小的细节，小到让你惊叹不已！比如说，你想做一个小小的模型人儿，那它连人儿脸上的小表情都能给你做出来呢，是不是很厉害？那这技术都能用在哪些地方呢？哎呀呀，那可多了去啦！像什么医疗器械呀，能做出特别适合病人的东西呢。
还有那些精美的工艺品，哇，那做出来的简直跟真的一样！甚至在航空航天领域也有它的身影呢，你说牛不牛？咱再回过头来想想，要是没有这立体光固化成型技术，那我们得错过多少好玩的、好用的东西呀！这技术真的是给我们的生活带来了太多的惊喜和便利啦！所以说呀，立体光固化成型技术真的是太了不起啦！它就像是一个隐藏在科技世界里的宝藏，等着我们去不断挖掘和发现它的神奇之处呢！我们可得好好珍惜和利用这个厉害的技术呀，让它为我们创造出更多更美好的东西来！怎么样，朋友们，你们是不是也觉得这立体光固化成型技术超厉害的呢？。
四种典型的快速成型技术的成型原理
四种典型的快速成型技术的成型原理一、激光烧结成型原理激光烧结成型（Selective Laser Sintering，简称SLS）是一种快速成型技术，其成型原理是利用激光束对粉末材料进行烧结，逐层堆积形成所需的三维实体。
激光烧结成型的过程主要包括以下几个步骤：首先，利用计算机辅助设计（CAD）软件将待制造的物体进行三维建模，并将模型数据转化为机器能够识别的格式。
然后，将烧结材料粉末均匀地铺在工作台上，使其表面平整。
接下来，利用激光束控制系统，将激光束按照预定的路径和参数扫描在粉末层表面，使其局部熔融烧结。
激光束的能量使粉末颗粒之间发生熔融和烧结，形成一层固体物质。
再次铺上一层新的粉末材料，重复上述步骤，逐层堆积，直至形成整个三维实体。
最后，将成品从未熔融的粉末中清理出来，并进行后续处理，如热处理或表面处理。
激光烧结成型技术具有成型速度快、制作精度高、制造复杂度高等优点。
由于其成型过程中无需使用支撑材料，可以制造出具有复杂内部结构的零件，因此被广泛应用于航空航天、汽车、医疗器械等领域。
二、光固化成型原理光固化成型（Stereolithography，简称SLA）是一种常见的快速成型技术，其成型原理是利用紫外线激光束对光固化树脂进行逐层固化，最终形成所需的三维实体。
光固化成型的过程主要包括以下几个步骤：首先，利用计算机辅助设计（CAD）软件将待制造的物体进行三维建模，并将模型数据转化为机器能够识别的格式。
然后，将液态光固化树脂均匀地铺在工作台上。
接下来，利用紫外线激光束扫描器，将激光束按照预定的路径和参数照射在树脂表面，使其局部固化。
激光束的能量使树脂中的光敏物质发生聚合反应，从而使树脂由液态变为固态。
再次涂覆一层新的液态光固化树脂，重复上述步骤，逐层固化，最终形成整个三维实体。
最后，将成品从未固化的树脂中清洗出来，并进行后续处理，如烘干或光刻。
光固化成型技术具有成型速度快、制造精度高、制造复杂度高等优点。
光固化快速成型工艺
上海联泰科技有限公司: RS系列
第2章 光固化快速成型工艺
2.2 SLA设备
材 料 及 设 备
第一台RP商品化设备： 3D Systems公司的SLA250机型
第2章 光固化快速成型工艺
2.2 SLA设备
材 料 及 设 备
SLA5000机型
加工尺寸：508×508×584mm 激光扫描速度：5m/s 最小层厚：0.05mm
第2章 光固化快速成型工艺
2.2
CPS快速成型机
设备结构简介
材 1.机械结构 料 (3)树脂循环系统
及 保证在制作过程中树脂液面位置不变，以保证聚焦光斑大 设 小恒定。
备 利用树脂恒定补充，动态溢流的原理保持树脂液而不变。
基本结构: 树脂内槽、树脂外槽、排液口、液轮、 内流电机、溢流槽。
第2章 光固化快速成型工艺
有台阶不平及不同层面间的曲面不平；适合做小件及 精细、复杂件。
第2章 光固化快速成型工艺
缺点
2.1 1、需要专门实验室环境，维护费用高昂。
基 2、成型件需要后处理，二次固化，防潮处理等工序。 本 3、光敏树脂固化后较脆，易断裂，可加工性不好；工作温 原 度不能超过100℃，成形件易吸湿膨胀，抗腐蚀能力不强。
材
料
整套设备分为两部分，即成型 室部分和电器控制部分。
及
安装时，两部分合为一起保持
设
设备的整体性，分体的结构便
备
于包装和运输。
第2章 光固化快速成型工艺
2.2
材 料 及 设 备
CPS快速成型机 设备结构简介
1.机械结构 (1) Z轴升降工作台
完成托板的升降运动。 在制作过程中，进行每一层的步进， 制作完成后，实现工作台快速提升出 树脂液面，以方便零件的取出。
光固化成型sla原理
光固化成型sla原理
光固化成型（Stereolithography, SLA）是一种三维打印技术，其原
理是在光敏树脂表面照射激光束，使树脂逐层固化形成固体模型。
具体原
理如下：
1.建模。
首先，使用3D建模软件创建模型，并将模型文件传输到3D打印机中。
2.涂覆光敏树脂。
在打印时，打印平台会下降一层，然后将一层光敏树脂涂敷在平台上。
3.激光照射。
激光束根据模型文件寻找对应的路径，然后精确地照射光敏树脂的表面。
照射后，树脂会被局部固化，形成一层薄片的模型。
4.平台下降。
打印平台会下降一层，将涂敷在上面的固化层和未固化的涂层分离开。
5.重复建模。
打印机会重复上述步骤，直到所有层次都被打印完成。
最终形成的固
体模型，就是一个高精度的三维打印品。
总之，SLA光固化成型技术使用激光束逐层照射光敏树脂的表面，将
其局部固化来制造三维模型，可制造出各种高精度、复杂性的工业零件、
医疗器械、齿科产品、艺术品等。
第二章_光固化快速成型工艺
（4）节省能量。 各种光源的效率都高于烘箱。
（5）可使用单组分，无配置问题，使用周期长。 （6）可以实现自动化操作及固化，提高生产的自动化程度，从而提高生产效率和经济效益。
第二节 光固化快速成型材料及设备
第二节 光固化快速成型材料及设备
❖ 2.2.1 光固化快速成型材料
1. 光固化材料优点及分类
光固化材料是一种既古老又崭新的材料，与一般固化材料比较，光固化材料 具有下列优点：
（1）固化快 可在几秒钟内固化，可应用于要求立刻固化的场合。
（2）不需要加热 这一点对于某些不能耐热的塑料、光学、电子零件来说十分有用。
图2-4 树脂对激光的吸收特性
第二节 光固化快速成型材料及设备
3.光固化成型材料介绍
下面分别介绍Vantico公司、3D Systems公司以及DSM公司的光固 化快速成型材料的性能、适用场合以及选择方案等。
（1）Vantico公司的SL系列
下表给出了Vantico公司提供的光固化树脂在各种3D Systems公司光 固化快速成型系统和原型不同的使用性能和要求情况下的光固化成型材 料的选择方案。
第二节 光固化快速成型材料及设备
2. 光敏树脂的组成及其光固化特性分析 （1）光敏树脂 用于光固化快速成型的材料为液态光敏树脂，主要由齐聚物、光引 发剂、稀释剂组成。 齐聚物是光敏树脂的主体，是一种含有不饱和官能团的基料，它的 末端有可以聚合的活性基团，一旦有了活性种，就可以继续聚合长大， 一经聚合，分子量上升极快，很快就可成为固体。 光引发剂是激发光敏树脂交联反应的特殊基团，当受到特定波长的 光子作用时，会变成具有高度活性的自由基团，作用于基料的高分子聚 合物，使其产生交联反应，由原来的线状聚合物变为网状聚合物，从而 呈现为固态。光引发剂的性能决定了光敏树脂的固化程度和固化速度。
光固化成型-PPT
光固化快速成型工艺原理图
1 材料的选择
• 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。
b)为了保证加工顺利进行，分层厚度要 小于最大固化深度。由于激光能量必须穿透 当前层，才能使相邻两层粘结。
c)光束扫描间距要小于最大固化线幅。 相邻的扫描固化线条必须有一定的重叠，才 能使液态树脂所固化的部分具有一定的强度
。
d)要合理地控制扫描速度和扫描间距。 扫描速度越低，则最大固化线幅越大，相邻 的固化线条重合大，可导致制件内部应力集 中；相反，如果扫描速度过大，与扫描间距 配合不当，制件内部尚未固化的树脂在后固 化过程中固化，进而产生变形，引起误差。
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.
目录
• 光固化成型的概念 • 光固化成型的原理 • 光固化成型的应用 • 光固化成型的优势与缺憾 • 光固化成型的发展前景
光固化技术资料
11、光固化产品基本组成
环氧丙烯酸酯 聚氨酯丙烯酸酯 聚酯丙烯酸酯 ……
50－80% wt 常用十余种
流平 消泡 润湿 消光 填充 ……
HDDA TMPTA TPGDA HEMA ……
20－50% wt 降低粘度 适于涂装
Darocur1173 Irgacure184 Irgacure651 BP ITX TPO ……
UV固化高档面漆
UV固化航行器保护涂层
UV固化面漆修理
UV固化隐形涂层
空军UV固化项目
高档UV固化飞行器粉末涂层 Researchers develop environmentally
friendly coatings for military
金属附着力好
applications
耐候性，耐盐雾性能优异
化妆品 包装瓶
UV保护面漆 金属镀层 UV底漆
灯罩基体
26、塑胶涂料
塑料软管涂装（化妆品包装）
PVC扣板、角扣涂装保护
27、手机、DC、LCD、空调、冰箱、电器外壳涂装
28、光刻胶：微电子芯片、PCB、LED芯片列阵等
29、UV固化汽车涂料与修补漆
2001巴塞尔 (第一辆UV赛车)
30、UV固化自洁抗污涂层
16、辐射固化技术特点
生态平衡－无溶剂（VOC排放）配方；100%固体组份，配方环保，少污染； 节省能源－室温固化，能耗低，约为热固化耗能的1/5-1/10)； 经济效率高－固化速度快（0.1-10秒）； 设备容易操作，设计紧凑，比热固化少占90%空间； 产品性能优异可加工热敏材料。
17、光固化技术 ― 耀眼的低碳明星
20、光固化技术应用简介
涂料UV固化技术悄然进入生活。
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光固化快速成型作为增材制造技术中的一种，主旨也是基于离散堆积的思想，以液态光敏树脂作为成型原料，其成型原理如图２－１所示。
首先，在主液槽中填充适量的液态光敏树脂。
然后，特定波长的激光在计算机的控制下沿分层切片所得的截面信息逐点进行扫描，当聚焦光斑扫描处的液态光敏树脂吸收的能量满足式２－１之后，便会发生聚合反应。
一层截面完成固化之后，便形成制件的一个截面薄层。
此时，工作台再下降一个层高的高度，使得先前固化的薄层表面被新的一层光敏树脂覆盖。
之后，由于树脂黏度较大和先前已固化薄层表面张力的影响，新涂敷的光敏树脂实际上是不平整的，需要专用刮板将之刮平，以便进行下一层的扫描固化，使得新固化的层片牢固的粘结在前一层之上。
反复上述步骤，层片即在计算机的控制下依次堆积，最终形成完整的成型制件，再去除支撑，进行相应的后处理，即可获得所需的产品。
从光固化快速成型的原理和它所使用的材料来看，光固化快速成型主要有如下一些特点：（1）光固化快速成型技术是最早出现的快速成型制造工艺，成熟度最高，经过时间的检
验；
（2）成型速度较快，系统工作相对稳定；
（3）可以打印的尺寸也比较大，有可以做到2m的大件，关于后期处理特别是上色都比较容易；
（4）尺寸精度高，可以做到微米级别；
（5）表面质量较好，比较适合做小件及较精细件。
光固化快速成型的不足之处在于：
（1）设备造价高昂，使用和维护成本高。
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；
（2）成型件多为树脂类，材料价格贵，强度、刚度、耐热性有限，不利于长时间保存；（3）这种成型产品对贮藏环境有很高的要求，温度过高会熔化，工作温度不能超过HXTC。
光敏树脂固化后较脆，易断裂，可加工性不好。
成型件易吸湿膨胀，抗腐蚀能力弱；（4）需要设计工件的支撑结构，以便确保在成型过程中制作的每一个结构部位都能可靠定位，支撑结构需在未完全固化时手工去除，容易破坏成型件。