光敏树脂液相固化成型技术
光固化成型的步骤
光固化成型的步骤光固化成型是一种利用紫外线或可见光照射固化树脂的工艺，广泛应用于3D打印、光刻、涂层等领域。
以下是光固化成型的一般步骤，共分为前期准备、加料、涂布、光照固化和后期处理五个步骤。
1. 前期准备：在进行光固化成型之前，需要进行一些前期准备工作。
首先，准备好所需的光敏树脂材料，根据具体要求选择合适的树脂类型。
然后，根据设计要求准备好相应的模具或制作底板，保证光固化成型的精度和形状。
最后，确保光源和光固化设备的正常运行，以及工作环境的安全性。
2. 加料：将准备好的光敏树脂材料注入到模具中，或者直接倒在制作底板上。
在加料的过程中，需要控制好树脂的用量和均匀性，以确保成型品的质量。
同时，还可以根据需要添加一些颜料或填充剂，以调整成型品的特性或性能。
3. 涂布：如果是在底板上进行光固化成型，需要使用刮刀或刷子将树脂均匀涂布在底板表面，以确保成型品的平整度和光固化的均匀性。
在涂布过程中，要注意控制涂布厚度和涂布速度，避免出现过厚或不均匀的情况。
4. 光照固化：将涂布好的树脂放置在光固化设备中，通过紫外线或可见光照射树脂表面，引发光敏固化剂的活化，使树脂快速固化和硬化。
光照时间和光照强度需要根据具体的树脂类型和厚度来确定，通常需要一定的时间来确保树脂完全固化。
在光照固化的过程中，要注意保持光源和固化设备的稳定，以及确保光照的均匀性和一致性。
此外，要注意避免树脂表面产生氧化或污染，以免影响光固化效果和成型品的质量。
5. 后期处理：光固化后，可以根据需要对成型品进行后期处理。
例如，可以进行表面修整、去除多余的残留物、打磨或喷涂等，以获得最终的成品。
同时，还可以进行相关测试和检查，确保成型品的质量和性能符合要求。
需要注意的是，不同的光固化成型工艺可能会有一些特殊的步骤或要求。
因此，在具体操作过程中，应根据所使用的材料和设备的要求，遵循相应的操作规范和注意事项。
只有正确使用光固化成型技术，才能获得高质量的成型品和满意的成形效果。
立体光固化成型原理
立体光固化成型原理立体光固化成型（stereolithography，SLA）是一种聚合物3D打印技术，其原理是利用紫外线光源固化液态光敏树脂。
SLA是最早的商业化3D打印技术之一，其能将百万级零件制造到数天内，是高精度、高速度的打印技术之一。
SLA的原理简单来说是，通过把一层液态光敏树脂放置在建造平台上，利用逐层递增的方法将树脂被照射到随后的固化过程中。
然后，创造出的骨架被下降到接触涂层树脂中一层，将继续过程，并固化到下一层，最终产生一个立体复制品。
这种方法可实现高精度的3D打印零件，具有高表面质量的特点，结构可以非常复杂，同时可以实现非常精细的内部结构。
具体来说，SLA技术由三个主要的组成部分组成：液态树脂材料、光源和建造平台。
液态树脂材料是整个打印过程中的主要材料，它是在紫外线光的作用下固化成固态的材料；光源通常是一个固定的紫外线激光器，其通过数字坐标机器（DCM）获取并控制光的属性和位置；建造平台则提供了一个打印区域，用于固定和移动树脂瓶，并用于建立3D零件的缩放、旋转和位置。
总体来说，SLA技术是一种高度精确的3D打印方法，其在行业中具有一定的优势。
它可以制造出非常复杂的结构，具有很高的表面质量和准确度，并可以在非常短的时间内生产出零件。
此外，SLA技术还可以打印出精细的内部结构，这通常是其他3D打印方法难以准确实现的。
SLA技术也存在一些缺点。
由于材料本身的限制，其打印出的零件通常比其他3D打印技术弱一些，经常需要进一步的处理和处理。
此外，SLA技术通常比其他3D打印技术更昂贵，需要更高的能源和更多的材料，因此成本也更高。
总之，SLA技术是一种高度精确的3D打印技术，可以用于制造复杂的结构和精细的内部结构。
它在许多不同的行业中得到了广泛应用，包括医疗、汽车、航空航天等等。
随着技术的不断发展，SLA技术已经变得越来越成熟和成熟，为行业中的很多领域带来了巨大的变革。
光固化成形技术
光固化成形技术光固化成形技术，这就像是3D打印世界里的魔法小精灵。
你想啊，它就像一个超级精细的厨师，只不过这个厨师不用锅碗瓢盆，而是用光来做菜。
它的原理呢，就像是用光线来编织一个梦幻的网。
那些液态的光敏树脂就像是一群听话的小绵羊，光线一照过来，就像是牧羊人的鞭子轻轻一挥，小绵羊们就乖乖地按照光线的指令，一层一层地排好队，组合成各种奇妙的形状。
这感觉就像是在玩一个超级高级的堆积木游戏，只不过积木是由光塑造出来的。
光固化成形技术做出来的东西，精度那叫一个高。
如果说传统制造工艺做出的东西像用粗线条画出来的简笔画，那光固化做出来的就是用最细的笔尖描绘的工笔画。
它能做出那些精致得让你忍不住大呼小叫的小玩意儿，就像把微观世界里的宝藏直接搬到了现实中。
而且啊，这个技术的速度有时候快得就像闪电侠在赶工。
当然啦，这是在和其他一些慢吞吞的制造技术相比。
不过要是遇到特别复杂的形状，它偶尔也会像个思考人生的哲学家，稍微停顿一下，不过这丝毫不影响它的魅力。
在医疗领域，光固化成形技术就像是一个超级英雄。
它能制造出非常贴合人体结构的医疗器械或者模型，就像是给病人量身定制的魔法盔甲。
那些人造骨骼之类的东西，就像是从光的世界里直接召唤出来，完美地填补到人体需要的地方。
在创意产业里，它更是像一个创意无限的魔术师。
设计师们就像拿着魔法棒的魔法师，光固化技术就是他们的魔法源泉。
只要他们脑袋里有奇思妙想，这个技术就能像变戏法一样把那些想法变成实实在在可以触摸的东西，不管是奇形怪状的小摆件还是超级酷炫的概念模型。
要是把传统制造技术比作马车的话，光固化成形技术那就是火箭。
它带着创新和精确的燃料，一路向着未来的制造世界狂飙突进。
不过呢，这个技术也有它小小的傲娇之处。
就像一个娇贵的小公主，对环境和材料的要求有点挑剔。
但这就像美女有点小脾气一样，完全可以被它的众多优点所掩盖。
光固化成形技术，就是这么一个充满魔力、让人又爱又惊叹的存在。
它就像打开未来制造大门的一把闪闪发光的钥匙，让我们在这个充满无限可能的制造世界里畅游，不断发现新的惊喜。
光固化成型工艺的基本原理
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。
光固化成型原理
光固化成型原理光固化成型（SLA）是一种采用光引发聚合反应来形成三维物体的制造技术，利用计算机辅助设计（CAD）软件生成的三维模型，经过光固化成型设备处理后，快速制造出三维实体模型。
光固化成型设备的工作原理是利用紫外光线（UV）激活液态光敏树脂，使其固化，建立一个薄层薄膜，再次通过逐层递增的方式形成三维物体。
光固化成型将树脂材料发光，由聚合发芽的一系列化学反应产生。
光源发射的紫外光线在液体树脂表面形成一层模型的，模型厚度可调节，然后以横向移动的方式进行成型。
在固化及横向移动的过程中，呈层状结构的物体逐层像遍及复印一样被从下到上递增生长，直至完全形成。
在操作过程中，首先需要建立所需的三维模型，这可以通过计算机辅助设计（CAD）软件完成。
然后将三维模型上传到光固化成型设备中，并进行树脂选择和调整，以确保所需的颜色、强度和材料特性。
光固化成型设备将液态树脂材料逐层递增地固化成形，包括固化、平台下降、新层形成等步骤，直至形成所需的三维物体。
固化过程既可以使用单一光源（SLA），也可以使用多光源（DLP）。
光固化成型的优点是速度快、精度高，可以制造出复杂的结构和内部空间，还可以同时制造多个物体。
与传统的制造方式相比，光固化成型费用较低，并且可以制造出高质量的样品或原型。
它在建筑、医疗、航空、汽车、消费品和舞台装置等多个领域得到了广泛的应用，其中最重要的应用之一是在医学领域制造医疗器械、牙模、假肢等。
光固化成型还可以用于生产小批量产品或定制件，从而实现快速生产，减少了研发时间和成本。
光固化成型技术优势较多，它的制造速度快、成效高、精度高、生产性别高、耗材成本较低、能制造特殊形状和结构的器件等优点，使其成为诸多制造业的首选，并在规模化生产中占据着重要地位。
然而，光固化生产在工艺流程和材料性能方面还存在一些问题，如层与层之间的结合强度不够强，较大尺寸的元件在水平方向上强度会变差，需要进行后整理、表面处理以及装配件设计等。
光固化法(sl)基本原理是基于液态光敏树脂的光聚合原理
光固化法(sl)基本原理是基于液态光敏树脂的光聚合原理光固化法（SL）是一种三维打印技术，在此技术中，基于光敏树脂的淀粉产生树脂加固。
SL依赖于基于光聚合原理的液态光敏树脂。
它使用光敏树脂，该树脂在接受紫外线（UV）光线的作用下，能够产生化学反应，加固树脂。
SL技术的基本原理是，通过使用激光或DLP光源照射具有银离子或类似物质的液态光敏树脂，使其固化而形成所需物体。
在打印过程中，光敏树脂被涂在一个平台上，并通过一个墨水喷枪形成一个薄层。
接下来，激光光源沿着该层移动，并照射出薄层中的某些区域，使其固化。
然后移动该层并重复过程，以形成3D对象。
SL技术之所以受欢迎，是因为它可以用于制造高精度、复杂的结构。
此外，在SL打印过程中，不需要支撑结构，因为太阳杯固化后支撑结构可以直接从打印出的行李提取，这减少了制造过程中的成本和时间。
液态光敏树脂通常分为两种类型：单组分液态光敏树脂和双组分液态光敏树脂。
单组分液态光敏树脂是一种反应速率非常快的单一化合物。
在SL技术中，这些树脂被称为自固化树脂，因为它们可以自我聚合，形成3D结构。
另一方面，双组分液态光敏树脂由两个单体组成，称为成形树脂和固化引发剂。
在打印过程中，这些化合物在特定比例下混合并被用于制造精细结构。
在SL技术中，光源是至关重要的，因为它控制了光敏树脂的固化速度和空间解析度。
通常使用紫外线（UV）激光或数字灯处理（DLP）光源，它可以控制固化速度和固化的3D细节和精度。
总体而言，SL基于光敏树脂的光聚合原理而设计，它使用液态光敏树脂产生树脂加固，以实现精细的3D结构打印。
这种技术被广泛应用于制造高精度、复杂的手术中使用的器具、金属铸造母模、眼球接受器、尽头端电信等领域。
光固化法（SL）是一种基于液态光敏树脂的三维打印技术，主要基于光聚合原理。
SL技术通过使用激光或数字灯处理（DLP）光源照射涂在平台上的光敏树脂，使其固化而形成所需物体。
SL技术可以制造高精度、复杂的结构，并且成本较低。
光固化成形
特点
1)光固化成形是最早出现的快速原型制造工艺，成熟度高，已经过时间的检验。 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形的原型和模具。 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。
不足
1)SLA系统造价高昂，使川和维护成本过高。 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)成形件多为树脂类，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所熟悉。 6)立体光固化成形技术被单一公司所垄断。
光固化成形
快速成形工艺种类01 简介03 不足 Nhomakorabea5 分类
目录
02 特点 04 应用
光固化成形，又称为光敏液相固化法、立体印刷和立体光刻。在液槽内盛有液态的光敏树脂,在紫外光照射下 产生固化，工作平台位于液面之下。成形作业时,聚焦后的激光束或紫外光光点在液面上按计算机指令由点到线， 由线到面的逐点扫描，扫描到的地方光敏树脂液被固化，未被扫描的地方仍然是液态树脂。当一个层面扫描完成 后,升降台下降-个层片厚度的距离，重新覆盖一层液态光敏树脂，再次进行第二层扫描，新固化的一一层牢固地 粘接在前一层上，如此重复直至整个三维零件制作完毕。
约束液面式与自由液面式的方法正好相反：光从下面往上照射，成形件倒置于基板上，即最先成形的层片位 于最上方，每层加工完之后，Z轴向上移动一层距离，液态树脂充盈于刚加工的层片与底板之间，光继续从下方照 射，最后完成加工过程。
液态树脂光固化3d打印技术原理
液态树脂光固化3d打印技术原理
液态树脂光固化3D打印技术，也称为光固化3D打印或SLA （Stereolithography）技术，是一种基于液态光敏树脂的3D打
印技术。
以下是液态树脂光固化3D打印技术的原理：
1. 光敏树脂：使用光敏树脂作为材料。
这种树脂可以通过紫外线照射引发光化学反应，使其固化成实体物体。
2. 光源：使用紫外线激光器或LED光源作为光固化的源。
这
些光源会发射具有特定波长（一般为365 nm至405 nm）的紫
外线光束。
3. 光固化过程：当液态光敏树脂受到紫外线照射时，树脂中的光敏分子被活化，发生光化学反应。
这个反应会引发单体分子或聚合物链之间的交联反应，使树脂分子逐渐固化成固体结构。
4. 建立物体层：3D打印机中有一个平台，将液态光敏树脂倒
入其中。
平台会缓慢地被往上移动，将光源的光束照射到树脂层上。
当光束照射到树脂上时，被照射到的部分会固化成固体。
然后，平台会再次下降，准备下一层的打印。
5. 循环重复：持续不断地重复上述步骤，直到整个物体被打印完成。
每一层都是通过照射和固化液态树脂完成的，通过叠加这些层逐渐建立起最终的3D打印物体。
液态树脂光固化3D打印技术具有高精度、细节丰富和快速的特点。
它在快速原型制作、医疗器械、珠宝、工业设计等领域有广泛应用。
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光敏树脂液相固化成型技术
董帅江
摘要：光敏树脂液相固化成形（Stereolithgraphy，简称SL）属于先进制造技术
范畴，机械工程学科非传统加工工艺(或称为特种加工)。
它通过叠加成型方法可以自动而迅速地将设计的三维CAD模型转化为具有一定结构和功能的原型或直接制造零件。
与传统的制造方法相比，它具有生产周期短，成本低的优势，并且可以灵活地改变设计方案，实现柔性生产，在新产品的开发中具有广阔的应用前景。
关键字：光敏液相固化法，概述，工艺原理，系统组成，工艺特点
1、光敏液相固化工艺——概述
光敏树脂液相固化成形，也称立体光刻（SLA）或光固化立体造型，于1984年由Charles Hull提出并获美国专利。
1988年美国3D System公司推出世界上第一台商品化快速成形设备SLA-250。
，由激光器发出的紫外光,经光学系统汇集成一支细光束,该光束在计算机控制下，有选择地扫描液体光敏树脂表面,利用光敏树脂遇紫外光凝固的机理.一层一层地固化光敏树脂,每固化一层后,工作台下降一精确距离,并按新一层表面几何信息使激光扫描器对液面进行扫描,使新一层树脂固化并粘在前一层已固化的树脂上,如此反复.直至制作生成该零件实体模型。
能够自动制作出各种加工方法难以制作的复杂立体形状，在制造领域具有划时代的意义。
2、光敏液相固化——工艺原理
SLA工艺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（λ=325nm）和功率（P=30MW）的紫外光照射下能迅速发生光聚合反应，分子量急剧增大，材料就从液态转变成固态。
3、光敏液相固化——系统组成
由激光器、激光束扫描装置、光敏树脂、液槽、升降台和控制系统等组成。
(1)激光器大多采用紫外光式
两种类型：一种是氦-镉（He-Cd）激光器。
一种低功率激光，以氦气和镉蒸气的复合气体作为工作物质，生成可见紫外激光射线，输出功率15~50mW，波长325nm，激光器寿命2000h；另一种是氩离子（Ar+）激光器，低功率激光光源，氩气为工作物质，输出功率100～500MW，波长351～365nm。
激光束光斑直径一般为0.05～3.00nm，激光位置精度可达0.008nm，重复精度可达0.13mm。
(2)激光束扫描装置
数字控制的激光束扫描装置有两种形式：一种是电流计驱动式的扫描镜方式，最高扫描速度达15m/s，适合于制造尺寸较小的原型件；另一种是 X－Y绘图仪方式，激光束在整个扫描过程中与树脂表面垂直，适合于制造大尺寸的原型件。
(3)光敏树脂
①SLA工艺的成形材料是液态光敏树脂，如环氧树脂、乙烯酸树脂、丙烯酸
树脂等。
②要求SLA树脂在一定频率的单色光照射下迅速固化，并具有较小的临界曝
光和较大的固化穿透深度。
为保证原型精度，固化时树脂的收缩率要小，并应保证固化后的原型有足够的强度和良好的表面粗糙度，且成形时毒性要小。
③光敏树脂材料中主要包括齐聚物、反应性稀释剂及光引发剂。
根据光引发
剂的引发机理，光敏树脂可分为三类：自由基型光敏树脂、阳离子型光敏树脂、混杂型光敏树脂。
(4)液槽
①液槽采用不锈钢制作，其尺寸大小取决于成形系统设计的最大尺寸原型件
或零件。
②升降工作台由步进电动机控制，最小步距应在0.02mm以下，在225nm位移
的工作范围内位置精度为±0.05mm。
③刮平器保证新一层的光敏树脂能够迅速、均匀地涂敷在已固化层上，保持
每一层厚度的一致性，从而提高原型件的精度。
(5)控制系统
主要由工控机、分层处理软件和控制软件等组成。
激光器光束反射镜扫描驱动器、X－Y扫描系统、工作台Z方向上下移动和刮刀的往复移动都由控制软件来控制。
4、光敏液相固化——成形工艺过程
(1)模型及支撑设计
①模型设计是应用三维CAD软件进行几何建模，并输出为STL格式文件。
目
前典型的商品化CAD系统都有STL文件输出的数据接口，可以很方便地将CAD 系统构造的三维模型转换成STL格式文件，并在屏幕上显示转换后的STL模型，它是由一系列小三角形组成的三维模型。
②在成形过程中，由于未被激光束照射的部分材料仍为液态，它不能使制件
截面上的孤立轮廓和悬臂轮廓定位。
因此，必须设计和制作一些细柱状或肋状支撑结构，以便确保制件的每一结构部分都能可靠固定，同时也有助于减少制件的翘曲变形。
③成形完成后应小心地除去上述支撑结构，从而得到最终所需的工件。
(2)分层处理
①采用专用分层软件对CAD模型的STL格式文件进行分层处理，得到每一层
截面图形及其有关的网格矢量数据，用于控制激光中的扫描轨迹。
②分层处理还包括层厚、建立模式、固化深度、扫描速度、网格间距、线宽
补偿值、收缩补偿因子的选择与确定。
(3)原型制作：
在计算机控制下，对液态光敏树脂逐层扫描、固化，完成原型的制作。
(4)后处理
①原型制作完毕，需进行剥离，以便去除废料和支撑结构，有时还需进行后
固化、修补、打磨、抛光、表面涂覆、表面强化处理等，这些工序统称为后处理。
②由于刚制作的原型强度较低，需要通过进一步固化处理，才能达到需要的
性能。
后固化工序是采用很强的紫外光源使刚刚成形的原型件充分固化，这一工序可以在紫外烘干箱中进行。
固化时间根据制件的尺寸大小、形状和树脂特性而定，一般不少于30min。
5、光敏液相固化——工艺特点
(1)尺寸精度高SLA原型的尺寸精度可达±0.lmm。
(2)表面质量好。
(3)成形过程自动化程度高SLA系统非常稳定，加工开始后，成形过程可以完全自动化，直至原型制作完成。
(4)原材料利用率高原材料的利用率将近100%。
(5)能制造形状特别复杂（如空心零件）、特别精细（如首饰、工艺品等）的零件。
(6)制作出来的原型件，可快速翻制各种模具。
(7)缺点：成形过程中需要支撑，否则会引起制件变形；
设备运转及维护成本高等。
Stereolithgraphy Technology
Dong ShuaiJiang
Abstract：Stereolithgraphy Technology(SLT)—will belong to the advanced manufacturing Technology category, mechanical engineering discipline non-traditional machining process (or called special processing). It can be automatically by superposition shaping method and rapidly will design 3d CAD model into certain structural and functional prototypes or direct fabrication parts. Compared with the traditional manufacturing methods, which has production cycle is short, low cost advantage, and can design flexibility to change, realize flexible production, in the development of new products of the broad application prospect. Key words: Stereolithgraphy, summary, Process principle, System composition, Process characteristics
参考文献
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