3DP - 树脂
3D打印的SLA、CLIP和3DP三大技术详细动图详解
3D打印的SLA、CLIP和3DP三大技术详细动图详解
3D打印是制造业领域的一项新兴技术，被称为“具有工业革命意义的制造技术”。
近年来，随着工业技术的进步，3D打印技术得到迅速发展并得到媒体的广泛关注，各类3D打印技术被纷纷报道。
面对众多的3D打印技术，各位小伙伴是不是有点hold不住了？没关系，下面小编为大家整理十大3D打印技术，用动图的方式生动呈现出其原理，把高大上的3D打印技术拉下神坛！
本期，给大家分享的是3D打印原理高分子篇，主要介绍SLA、CLIP和3DP三大技术。
1
SLA（StereoLithography）
SLA即光固化成型技术，指利用紫外光照射液态光敏树脂发生聚合反应，来逐层固化并生成三维实体的成型方式，SLA制备的工件尺度精度高，是商业化的最早3D打印技术。
以下是SLA工艺工程：
紫外激光源
光固化反应
逐层扫描成型
2
CLIP（ContinuousLiquid Interface Production technology）
CLIP即连续液体界面提取技术，是在Carbon 3D公司在SLA技术的基础上开发的具有革命性的3D打印技术，将3D打印的速度提高了100倍！
CLIP从底部投影，使光敏树脂固化，不需要固化的部分通过控制氧气，形成死区，抑制光固化反应而保持稳定的液态区域，这样就保证了固化的连续性。
光固化反应
氧气抑制光固化过程。
3dp打印成型原理
3dp打印成型原理
3D打印成型原理是指使用计算机辅助设计(CAD)软件将三维模型转换为可供3D打印机读取的数字化文件格式，然后通过3D打印机将该数字文件转换为实际物体的过程。
3D打印机通常使用以下几种成型原理：
1. 喷射成型：喷射成型是指通过喷头将熔化的材料喷射到建造平台上，随后熔化的材料会很快降温并凝固成为实际物体。
这种成型原理通常适用于使用熔化的塑料材料进行打印的3D打印机。
2. 光固化成型：光固化成型是指使用紫外线光源将液态光敏树脂曝光，随后树脂会固化成为实际物体。
这种成型原理通常适用于
3D打印机使用光敏树脂进行打印的情况。
3. 熔融层叠成型：熔融层叠成型是指将熔化的材料通过喷头喷出，在建造平台上逐层堆叠，随后逐渐冷却凝固成为实际物体。
这种成型原理通常适用于使用熔化的金属或合金材料进行打印的3D打印机。
以上几种成型原理都有其优缺点，因此需要根据具体的打印需求进行选择。
无论采用何种成型原理，3D打印技术的出现已经极大地改变了制造业的生产方式，为生产和设计带来了更多的便利和选择。
- 1 -。
快速成型技术
其在处理速度上都可以很好的满足需求，而且时间跨度不大，有利于实现产品开发的高速闭环反馈。 其二：集成化，快速成型技术使得设计环节和制造环节达到了很好的统一，我们知道在快速 成型的操作过程中，计算机中
的CAD模型数据会通过软件转化的方式，自动生成数控指令，依据数据的转化实现对于部件的合理加工。由此看来设计和 制造之间的鸿沟不再存在，达到了高度的集约化。 其三：适用性，快速成型技术，适翻分层技术制造工艺，将复杂的三维切成二维来处理，极大的简化了加工流程，在不存 在三维刀具的干涉的前提下，高效的处理好复杂的中空结构。无论是从理论上来讲，还是从实践上来讲，其技术的适用性 可以应对任何的复杂构件制造。 其四：可调整性，快速成型技术，即真正意义上的数字化系统，是制造业中的利器，我们操作员仅仅需要合理设置一下相 关的参数和属性， 就可以有针对性的处理好各种产品的样品制造和小批量生产；而且在此过程中，保证了成型过程的柔韧 性。 其五：自动化，快速成型技术，实现了完全的自动化成型，只要操作人员输入相关的参数,在不需要多少干涉的情况下，实 现整个过程的自动运行。
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。
3DP打印用呋喃树脂及配套产品开发与应用分析
3DP打印用呋喃树脂及配套产品开发与应用分析发表时间：2020-08-05T08:05:34.080Z 来源：《中国科技人才》2020年第8期作者：黄道伟[导读] 3DP打印专用的呋喃树脂，应该具备气味小、强度高、固化速度快、发气量低、喷头腐蚀性小、尺寸精度高、清洗剂溶解树脂迅速等优势。
广东峰华卓立科技股份有限公司 528000摘要：3DP打印专用的呋喃树脂，应该具备气味小、强度高、固化速度快、发气量低、喷头腐蚀性小、尺寸精度高、清洗剂溶解树脂迅速等优势。
本文对3DP打印用呋喃树脂及配套产品的概念进行了简单介绍，围绕3DP打印用呋喃树脂的性能优化分析过程、3DP打印用呋喃树脂配套产品的性能比对等简述了其开发与应用过程，以供参考。
关键词：3DP打印；呋喃树脂；配套产品；性能优化引言：3DP工艺即为3D打印工艺，由美国麻省理工学院的Emanual Sachs教授带领其团队研发而成，中文直译名称为“三维印刷”，是非成形材料微滴喷射成形范畴的核心专利之一。
此种技术的主要原理为采用粉末材料成形，在周而复始的送粉、铺粉、微滴喷射粘结的过程中，完成三维粉体的粘结，即完成3D打印。
1.3DP打印用呋喃树脂及配套产品概念简述呋喃树脂是指以具有呋喃环的糠醇、糠醛作为主要原料，生产出的一系列树脂类材料的总称。
此类物质受到强酸的作用时，能够发生固化作用，从而形成不溶于水、不会熔化的固体形态。
目前，常用的呋喃树脂种类有脲醛改性呋喃树脂、酚醛改性呋喃树脂、酮醛改性呋喃树脂、脲醛酚醛改性呋喃树脂等。
3DP打印用呋喃树脂是指能够用于3D打印机制造砂芯、砂型，含氮量低（或者不含氮）、水分低、粘度低，检测不到甲醛和苯酚，由于自硬砂的拉伸强度较高而提升3D打印质量的呋喃树脂。
近年来，随着技术的提升，呋喃树脂的新特性被人们发现——将之应用于机械工业的铸造工艺中，用于制作砂芯粘结剂，在大规模、大批量的机械制造中，能够极大地提升产品性能。
华东理工大学华昌聚合物-刘坐镇 《高性能环氧树脂》6.3新材料与精细化工
华东理工大学华昌聚合物有限公司
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3、高性能环氧树脂复合材料在航空的应用
·项目名称： 碳纤维复合材料用高性能环氧树脂及碳纤维预浸料的关键技术 ·参与者： 华昌公司牵头，联合上海石化、上飞公司、华东理工、上海交大、东华 大学六家团队
MERICAN 3768环氧树脂应用：升降舵、前后缘舱、方向舵、扰 流板、整流罩等次承力结构
*固化条件：180℃3h 华东理工大学华昌聚合物有限公司
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3、MERICAN 3768/T300碳纤维复合材料
上飞公司在制作升降舵壁板肋
树脂：MERICAN 3768环氧树脂 碳纤维布：上海石化12K-70-P平纹布 纤维体积含量：55% 华东理工大学华昌聚合物有限公司
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3、液体成型MERICAN 3768高性能环氧树脂
树脂浇铸体性能
项 目 拉伸强度，MPa 拉伸模量，MPa 断裂伸长率，% 弯曲强度，MPa 弯曲模量，MPa Tg(E',干态),℃ Tg(tan,干态),℃ Tg(E',湿态),℃ Tg（tan,湿态）,℃ MERICAN 3768 73.6 3142 3.02 150 3307 197 216 175 216 进口树脂 68 3194 2.33 140 3250 194 215 180 215 进口树脂说明书 指 标 70 3100 6.3 140 3200 191 210 169 210
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MERICAN 3768 750 65 700 62 1010 64 89 4.4 85
3d打印的四种成型工艺【大全】
今天为大家介绍下如今主流的四种3D打印技术，有FDM、SLA、SLS和3DP他们的成型技术过程。
1. 熔融沉积成型（Fused deposition modeling FMD）FMD可能是目前应用最广泛的一种工艺，很多消费级的3D打印机都是采用的这种工艺，因为它实现起来相对容易。
FMD加热头把热熔性材料（ABS，PA,POM）加热到临界状态，使其呈现半流体状态，然后加热头会在软件控制下沿CAD确认的二维几何轨迹运动，同时喷头将半流动状态的材料挤压出来，材料瞬时凝固形成有轮廓形状的薄层.这个过程与二维打印机的打印过程很相似，只不过从打印头出来的不是油墨，而是ABS树脂等材料的熔融物，同时由于3D打印机的打印头或底座能够在垂直方向移动，所以它能让材料逐层进行快速堆积，并每层都是CAD模型确定的轨迹打印出形状，所以最终能够打印出设计好的三维物体。
2．光固化立体成型（Stereolithography，SLA）据维基百科记载，1984年的第一台快速成形设备采用的就是光固化立体造型工艺，现在的快速成型设备中，以SLA的研究最为深入运用也最为广泛。
平时我们通常将这种工艺简称“光固化”，该工艺的基础是能在紫外光照射下产生聚合反应的光敏树脂与其它3D 打印工艺一样，SLA 光固化设备也会在开始“打印”物体前，将物体的三维数字模型切片。
然后在电脑控制下，紫外激光会沿着零件各分层截面轮廓，对液态树脂进行逐点扫描。
被扫描到的树脂薄层会产生聚合反应，由点逐渐形成线，最终形成零件的一个薄层的固化截面，而未被扫描到的树脂保持原来的液态。
当一层固化完毕，升降工作台移动一个层片厚度的距离，在上一层已经固化的树脂表面再覆盖一层新的液态树脂，用以进行再一次的扫描固化。
新固化的一层牢固地粘合在前一层上，如此循环往复，直到整个零件原型制造完毕。
SLA 工艺的特点是，能够呈现较高的精度和较好的表面质量，并能制造形状特别复杂（如空心零件）和特别精细（如工艺品、首饰等）的零件。
3DP-粉末粘结技术的缺陷
学习内容 4．零时间交付。
学习内容
5.设计空间无限。
学习内容 6.零技能制造。
学习内容 7.不占空间、便携制造。
学习内容 8.减少废弃副产品。
学习内容 9.材料无限组合。
学习内容 10.精确的实体复制。
学习内容 二、3DP-粉末粘结技术的缺陷
1.强度问题：房子、车子固然能“打印”出来，但是否能抵挡 得住风雨，是否能在路上顺利跑起来？
2.精度问题：由于分层制造存在 “台阶效应”，每个层次虽然 很薄，但在一定微观尺度下，仍会形成具有一定厚度的一级级 “台阶”，如果需要制造的对象表面是圆弧形，那么就会造成精 度上的偏差；
3.材料的局限性：目前供3D打印机使用的材料非常有限，无外 乎石膏、无机粉料、光敏树脂、塑料等。能够应用于3D打印的材 料还是很单一，以塑料为主，并且打印机对单一材料也非常挑剔。
粉末粘结技术的优势与缺陷
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嘉兴技师学院 张建国
学习目标
初步掌握3DYP-粉末粘结技术的优势与缺陷
学习内容
一、3DP-粉末粘结技术的 优势
1.制造复杂物品不增加成本。
学习内容 2．产品多样化不增加成本。
给我十个小时，我 可以建成一座城堡
学习内容 3.无须组装。
学习内容
三、常用3D打印对比
学习内容
三、常用3D打印对比Fra bibliotek习内容三、常用3D打印对比
问题与思考
1、本次课主要内容有哪些？ 2、通过本次课的学习有哪些收获? 3、你认为本次课的内容有哪些不足，怎样改善？ 4、你对这种学习方式有何建议？
课后练习
一、选择
1、用3DP打印复杂零件比传统制造要（
快速成型：SLA、LOM、SLS、3DP、FDM
快速成型：SLA、LOM、SLS、3DP、FDM快速成型技术根据成型方法可分为两类：基于激光及其他光源的成型技术Laser Technology，例如：光固化成型SLA、分层实体制造LOM、选域激光粉末烧结SLS、形状沉积成型SDM 等；基于喷射的成型技术Jetting Technoloy，例如：熔融沉积成型FDM、三维印刷3DP、多相喷射沉积MJD光造型工艺SLASLA，Stereolithogrphy Apparatus工艺，也称光造型或立体光刻，由Charles Hul 于 1984 年获美国专利。
SLA 技术是基于液态光敏树脂的光聚合原理工作的。
这种液态材料在一定波长和强度的紫外光照射下能迅速发生光聚合反应，分子量急剧增大，材料也就从液态转变成固态。
SLA工作原理SLA工作原理：液槽中盛满液态光固化树脂激光束在偏转镜作用下，能在液态表而上扫描，扫描的轨迹及光线的有无均由计算机控制，光点打到的地方，液体就固化。
成型开始时，工作平台在液面下一个确定的深度．聚焦后的光斑在液面上按计算机的指令逐点扫描，即逐点固化。
当一层扫描完成后．未被照射的地方仍是液态树脂。
然后升降台带动平台下降一层高度，已成型的层面上又布满一层树脂，刮板将粘度较大的树脂液面刮平，然后再进行下一层的扫描，新周化的一层牢周地粘在前一层上，如此重复直到整个零件制造完毕，得到一个三维实体模型。
SLA 方法是目前快速成型技术领域中研究得最多的方法．也是技术上最为成熟的方法。
S LA 工艺成型的零件精度较高，加工精度一般可达到 0.1 mm ，原材料利用率近 100 ％。
但这种方法也有白身的局限性，比如需要支撑、树脂收缩导致精度下降、光固化树脂有一定的毒性等。
叠层实体制造工艺LOMLOM，Laminated Object Manufacturing，LOM工艺称叠层实体制造或分层实体制造，由美国Helisys公司的Michael Feygin于1986 年研制成功。
3D打印耗材总体分为几类
目前的耗材总体分为几类:一类是粉末类耗材，用于激光烧结成型；SLS原理一类是光敏类耗材，用于光固化成型；SLA原理一类是熔融丝料类耗材，用于熔融堆积成型；FDM原理还有纸张耗材、喷塑耗材等。
3DP原理SLA原理SLA"Stereo lithography Appearanee"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•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；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。
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。
3D Systems 推出的Viper Pro SLA systemSLA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1SLA系统造价高昂，使用和维护成本过高•2SLA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SLS原理选择性激光烧结（以下简称SLS技术最初是由美国德克萨斯大学奥斯汀分校的Carl ckard于1989年在其硕士论文中提出的。
快速成型技术-第二章(2.4 3DP-2.5LOM)
2.5 分层实体制造成型工艺（LOM）
前 处 理 分 层 叠 加
STL文件
切片处理
设置工艺参数
激光 加热 切片 切碎 切割 辊温 软件 网格 速度 度 精度 尺寸
基底制作
原型制作
后 处 理
余料去除
表面质量处理
在叠层实体快速成型机上，截面轮廓被切割和叠合后所成的制品如下图所示。 其中，所需的工件被废料小方格包围，剔除这些小方格之后，便可得到三维工件。
截面轮廓及网格废料
2.5 分层实体制造成型工艺（LOM）
2.5.2 使用材料
LOM工艺使用的成型材料是为单面涂覆有热熔性黏结剂的片状材料，由基体材料和 粘结剂组成。常用于LOM工艺的基体材料有纸片材、金属片材、陶瓷片材和复合材料 片材等，因为涂覆纸价格较为便宜，所以目前的LOM基体材料主要为纸材。 基于LOM工艺所用材料特点，采用该工艺成型时必须注意以下问题： （1）由于主要采用纸片材作为基体，又需要剥离废料，因此制作复杂的薄壁件非常 困难，需要注意提高制件的强度和刚度 。 （2）需保证成形材料能够被可靠地送入设备。 （3）热熔胶涂覆纸厚薄往往不均匀，制件高度方向上的精度较难以保证。 （4）使用涂覆纸材料成型的制件容易吸潮变形，要注意调节环境的湿度，或进行防 潮后处理。
Voxeljet公司制造的砂模以及用该砂模铸造的金属零件
第一节 三维喷涂粘结快速成型工艺
a) 结构陶瓷制品
b) 注射模具
图6-2 采用3DP工艺制作的结构陶瓷制品和注射模具
图6-3 经过3DP工艺制作的金属制件
2.5 分层实体制造成型工艺（LOM）
分层实体制造技术（Laminated Object Manufacturing，LOM）是几 种最成熟的快速成型制造技术之一。这种制造方法和设备自1991年问世 以来，得到迅速发展。由于叠层实体制造技术多使用纸材，成本低廉， 制件精度高，而且制造出来的木质原型具有外在的美感性和一些特殊的 品质，因此受到了较为广泛的关注，在产品概念设计可视化、造型设计 评估、装配检验、熔模铸造型芯、砂型铸造木模、快速制模母模以及直 接制模等方面得到了迅速应用。
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3DP技术（树脂型）
1原理和特点
1.1原理
3DP技术（树脂型）主要有2家公司在使用，一是Stratasys公司（原本是Objet公司，后与Stratasys公司合并。
）的Polyjet技术，二是3D Systems公司的Multijet Printing（MJP）技术。
本文统一称为PolyJet技术。
PolyJet聚合物喷射技术是以色列Objet公司于2000年初推出的专利技术，PolyJet技术也是当前最为先进的3D打印技术之一，它的成型原理与3DP（粘结剂型）有点类似，不过喷射的不是粘合剂而是聚合成型材料，如图所示为PolyJet 聚合物喷射系统的结构：
图1.1 3DP（树脂型）技术原理
PolyJet的喷射打印头沿X轴方向来回运动，工作原理与喷墨打印机十分类似，不同的是喷头喷射的不是墨水而是光敏聚合物。
当光敏聚合材料被喷射到工作台上后，UV紫外光灯将沿着喷头工作的方向发射出UV紫外光对光敏聚合材料进行固化。
完成一层的喷射打印和固化后，设备内置的工作台会极其精准地下降一个成型层厚，喷头继续喷射光敏聚合材料进行下一层的打印和固化。
就这样一层接一层，直到整个工件打印制作完成。
工件成型的过程中将使用两种不同类型的光敏树脂材料，一种是用来生成实际的模型的材料，另一种是类似胶状的用来作为支撑的树脂材料。
这种支撑材料由过程控制被精确的添加到复杂成型结构模型的所需位置，例如是一些悬空、凹槽、复杂细节和薄壁等等的结构。
当完成整个打印成型过程后，只需要使用水枪就可以把这些支撑材料去除，而最后留下的是拥有整洁光滑表面的成型工件。
使用PolyJet聚合物喷射技术成型的工件精度非常高，最薄层厚能达到16微米。
设
备提供封闭的成型工作环境，适合于普通的办公室环境。
此外，PolyJet技术还支持多种不同性质的材料同时成型，能够制作非常复杂的模型。
2特点
2.1优点：
高质量：引领市场的16µm超薄层厚确保获得平滑、精确、高细节的零部件和模型。
高精度：精确的喷射出的成型件具有高细节展现，在几何结构中薄壁的厚度最低可做到0.2mm－0.5mm，由具体的几何结构而定。
清洁：适合办公室环境，在装载/卸载时不接触到树脂，支持物易清除、便于更换喷头。
快速：速加工，由于在整个宽度上高速的栅条状喷射、可以同时喷射多个模型，没有或者很少的后期固化处理。
彩色：可以实现彩色样件打印。
2.2缺点
成本高：目前该技术的设备、材料及维护费用均较高。
打印速度慢：与SLA等技术相比，以打印体积进行比较，速度较慢；
材料利用率相对较低：为避免堵头问题，打印零件时必须打印辅助件，造成了一定浪费。
3工艺过程
工艺过程也一般分为数据前处理、打印过程、后处理三大阶段。
数据前处理：软件自动根据 3D CAD 文件计算光敏树脂和支撑材料的位置打印： 3D 打印机喷射细小光敏树脂液滴并立即使用紫外线将其固化。
薄层聚集在构建托盘上，形成精确的 3D 模型或零件。
3D 打印机会在悬垂部分或形状复杂需要支撑处喷射可去除的凝胶状支撑材料。
支撑去除：用户可轻松地用手或水去除支撑材料。
可直接对 3D 打印机生成的模型和零件进行处理和使用，无需后续固化。
4设备和材料
4.1设备
目前采用3DP（树脂）技术最重要的厂家有2个：使用MJP技术的美国3D Systems公司，以及采用PolyJet技术的美国Stratasys公司的Objet系列产品。
图3.1 Objet设备
图3.2 3D Systems公司的MJP设备
目前可以使用的打印耗材是光敏树脂，根据功能不同可以分为实体和支撑材料2种。
以Objet设备为例，树脂有满足多种场合需求的类型，如：透明材料，用于细节复杂的透明塑料部件的贴合与成型测试；
橡胶类材料，适用于多种要求防滑或柔软表面的应用；
刚性不透明材料系列，包括白色、灰色、蓝色和黑色等多种颜色；
聚丙烯类材料，用于卡扣配合应用；
数字ABS，模拟ABS级的工程塑料；
高温材料，用于高级功能测试、热空气和水流测试、静态应用和展览模型。
5典型应用
3DP（树脂）技术主要的应用领域是原型验证。
设计师仅用若干小时就可以制作得到一个样件、模型或者是整个的产品样件，适用于广泛的不同用途，主要用于：功能测试、形状和大小验证、快速原型
制作、设计传达、快速制模等。