加载中…3D打印技术之SLA（立体光固化成型法）
(2015-06-15 15:46:03)
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3d打印sla立体光固化成型法 |
分类： 3D打印 |
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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 使CAD数字模型直观化，降低错误修复的成本。
- 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。
- 可联机操作，可远程控制，利于生产的自动化。
- SLA系统造价高昂，使用和维护成本过高。
- 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。
- 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。
- 预处理软件与驱动软件运算量大，与加工效果关联性太高。
- 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。
简单解读:
光固化(SLA)，不能算是新鲜事。有些物质加热之后会硬化，有些物质遇冷会硬化，以此类推，有些物质见了光会发生硬化，这个现象称作“光固化(SLA)”。
光固化物质制成的材料，称作“光敏树脂”（Photopolymer），它是由聚合物单体与预聚体组成，一般为液态，加有光引发剂（光敏剂），经过一定波长的UV光（例如，250-300
nM波长）照射后,，引起聚合反应，完成固化（如图）。
http://s12/mw690/001YwobPgy6TrigIgn97b&690
光敏树脂，可用在半导体产业，例如当作光阻剂，也可用在印刷业，例如印刷门牌及标志。与各位最贴身的应用，或许是当牙医为你补牙的时候，先用光敏树脂当成填充物，然后用UV光照射充填物将其硬化，完成补牙的动作。
近几年，“3D打印”不定期的占据新闻版面，有人打印了车子（美国），有人打印房子（中国大陆），NASA还想要把3D打印机送上太空，好应付航天员的不时之需。这些深植人心的3D打印应用，大多属于FDM技术（Fused
Deposition
Modeling）。可以把它想象成类似在蛋糕上用奶油挤出花纹的手法，只不过精密度高些。“FDM”属于3d打印里始祖级的商业化技术之一。
其实，另一个更早的始祖级商业化的技术，就是利用前面所述“光固化”的原理，因为没有那么平易近人，加上材料是液体，溼答答的，总是比较不容易处理。所以，除了因工作需要而使用过的人，一般人其实不清楚它的存在。将“光固化”原理，运用到3D打印，并且将它商品化的代表人物，是Chuck
Hull先生。他在1980年代，成立了总部位于美国南卡罗来纳州的3D Systems公司 。3D
Systems公司至今是3D打印界的龙头之一，当初该公司制定的“stl”格式，仍然是现今3D打印界广泛使用的模型档格式。光固化式的3D打印，是3D
Systems公司的基础技术，现今，仍执该技术的牛耳，地位无人能及。
“光固化”技术3D打印设备的概念，使用能量光源（例如，激光），并利用光敏树脂受光硬化的特性，产生物体的剖面层；3D打印便是想办法将每一个剖面层堆积并且黏合在一起，组成想要的成品。工作台的上下与能量光源的配合由计算机控制。这一层层的剖面厚度，视精密度需求，约在0.05－0.10mm左右。如图所示http://s15/mw690/001YwobPgy6TriYkSHc6e&690
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