2020年 3月25日,南极熊 从国外媒体 获悉 ,2019年 12月 ,北京化工大学 的研究 人员 发表 了一篇 学术论文 《光固化 三维打印 技术 及其 挑战 》,分析 了当前 流行 的光固化 三维打印 技术 (SLA、DLP 、LCD 、CL IP 和MJP)。光固化 三维打印 技术 非常 普遍 ,具有 速度快 、精度高 、表面质量 好等优点 。
在牙科 等领域 有很好 的应用 。 然而 ,由于 光敏树脂 的使用 ,仍然 存在 许多 挑战 ,例如 零件 和原型 可能 变得 易碎 、变形 、耐候性 差和生物相容性 差。
本文 研究 和比较 了相对 成熟 的商业 光固化 三维打印 技术 ,并讨论 了其优缺点 和未来 的潜在 应用 。SLA技术 。CharlesHull发明 的立体 平版印刷 术(SLA)是世界上最早的3D打印 技术 之一 。
赫尔 的3D打印 半身像 和赫尔 的第一台 3D打印 机SLA-1。
研究 人员 在论文 中说 :“一般 情况 下,SLA3D 打印机使用的紫外光波长为35 5nm,光源 位于 树脂 槽上方 ,曝光 方向 从顶部 开始 ,用激光束 扫描 液态 树脂 会固化 。 固化 一层 树脂 后,平台 下降 一定 距离 (与打印 层的厚度 一致 ),一层 一层 重复 固化 ,直到 打印 出3D 立体 物体 。
研究 人员 还指出 ,由于 激光束 可以 覆盖 相对 较大 的空间 ,因此 可以 大规模 打印 大型 模型 。 然而 ,有一个 缺点 ,因为 当构建 大小 增加 时,速度 会降低 。SLA的其他 缺点 包括 树脂 量有限 和分辨率 低。 但是 对于 牙科 ,模具 ,汽车 ,航天 零部件 还是 很有用 的。
DLP技术。数字 光处理 (DLP )3D打印 的光源 来自 投影仪 ,已经 存在 了20年左右 。 以创新 的DLP 芯片 为核心 ,用户 可以 高精度 地创建 小对象 。DLP 通常 使用 自由基 光敏树脂 。 虽然 可以 保证 精度 和准确度 ,但由于 尺寸 限制 和DLP 3D打印 机价格昂贵 ,它也有 缺点 。 研究 人员 建议 将其用于 珠宝 铸造 和牙科 应用 。
液晶 技术3D打印 (LCD )以LCD 为核心 ,为用户 提供 高分辨率 的显示 。
研究者 在文章 中说 :“在电场 转换 过程 中,少量 的液晶 分子 不能 重新排列 ,从而 导致 弱漏光 ,这使得 LCD 打印 技术 没有 DLP 精确 。”DLP 与LCD 3D打印 的主要 区别 在于 打印 精度 ,而光照强度 则不同 。 光强 是光聚合 的一个 重要 因素 ,它决定 着印刷 的速度 和固化 的程度 。 所以 ,只有 在增加 光引发剂 或延长 曝光时间 的情况 下,才能 在激光激光3D打印 中使用 感光 树脂 。
液晶显示器 价格低廉 ,分辨率 高。 然而 ,LCD 光源 必须 定期维护 和更换 。 光线 很弱 ,有可能出现 漏光 ,必须 经常 清洗 水箱 。
然而 ,作者 建议 使用 液晶显示器 来制造 玩具 、珠宝 和牙科 产品 。cli 技术 。以CL IP 技术 而著称 的Carbon 连续 液体 界面 (CL IP )技术 ,实际上 现在 已改名 为“数字 LightSynthesis ”。该技术 的基本原理 并不复杂 ,底部 紫外线 投射 可使感光 树脂 固化 ,而液槽底部 的液态 树脂 因能 抑制 氧气 而保持稳定 的液面 ,保证 了固化 的连续性 。 研究者 说:“底部 的特殊 窗口 让光和氧可以 通过 。CL IP 技术 最大 的优势 之一 是打印 速度 的成倍增长 (从25 到100 倍),而且 打印 的潜力 比DLP 快1000 倍。
多目标 编程技术多射流 印刷 (MJP)已经 有20 多年 的历史 ,它为工业 用户 提供 了一种 越来越 高效 的系统 ,具有 多个 射流 树脂 喷射器 。 可同时 打印 多种 颜色 、多种 材料 ,而且 非常 精确 。
不止 这些 ,印刷尺寸 没有 限制 ! 但其缺点 包括 设备 和材料 承受力 不足 。
今天 研究者 建议 MJP用于 精密 医学 应用 和珠宝 铸造 。光固化 3D打印 具有 不同 的特点 。总而言之 ,研究者 指出 :“光敏树脂 的有限 性能 和3D打印 技术 的瓶颈 限制 了光固化 3D打印 的应用 。 光固化 3D打印 一旦 解决了诸如 快速 固化 、大尺寸 高粘度 树脂 打印 以及 高性能 材料 、生物相容性 材料 和可降解材料的发展 等技术难题 ,将会有 广阔 的发展前景 。