3-光固化技术

3D打印技术类型—光固化3D打印李建新旅顺职业中专01光固化3D打印技术介绍授课内容02光固化3D打印技术发展03光固化3D打印技术应用01光固化技术介绍PARTONE一、SLA技术（立体光固化成型）1、SLA、DLP打印技术SLA打印技术概念：SLA是StereolithographyAppearance的缩写形式，即立体光固化成型法。其工作原理是使特定波长与强度的激光聚焦到光固化材料表面，被聚焦的地方形成固体未被聚焦的地方依旧是光敏树脂液体形态。以此往复，直至最终成品出现。1、SLA、DLP打印技术立体光固化成型的原理如下:在打印槽中盛满液态光敏树脂，它在紫外激光束的照射下会快速固化。成型过程开始时，可升降的工作台（Platform）处于液面下一个截面层厚的高度，激光束在计算机控制下按照截面轮廓的要求沿液面进行扫描，使被扫描区域的树脂固化，从而得到该截面轮廓的树脂薄片。然后，工作台下降一层薄片的高度，以固化的树脂薄片就被一层新的液态树脂所覆盖，以便进行第二层激光扫描固化，新固化的一层牢粘结在前一层上，如此重复不已，直到整个产品成型完毕。最后升降台升出液体树脂表面，取出工件，进行清洗、去除支撑、二次固化以及表面光洁处理等。1、SLA、DLP打印技术12341、SLA、DLP打印技术光固化技术的优点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、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。3、加工精度高光固化技术的缺点1、SLA系统造价高昂，使用和维护成本过高。2、SLA技术要求使用光敏树脂为原料，价格高，不易保存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。1、SLA、DLP打印技术台阶效应FDM台阶效应SLA台阶效应1、SLA、DLP打印技术1、SLA、DLP打印技术二、DLP技术（数字光处理）1、SLA、DLP打印技术技术概念：数字光处理（DigitalLightProcessing，缩写：DLP）主要是通过投影仪投射可见光，来逐层固化光敏聚合物液体，从而创建出3D打印对象。技术最早是由德州仪器开发，1、SLA、DLP打印技术1、SLA、DLP打印技术数字光处理技术原理：DLP设备中包含一个可以容纳树脂的液槽，用于盛放可被特定波长的紫外光照射后固化的树脂，DLP成像系统置于液槽下方，其成像面正好位于液槽底部，通过能量及图形控制，每次可固化一定厚度及形状的薄层树脂（该层树脂与前面切分所得的截面外形完全相同）。液槽上方设置一个提拉机构，每次截面曝光完成后向上提拉一定高度（该高度与分层厚度一致），使得当前固化完成的固态树脂与液槽底面分离并粘接在提拉板或上一次成型的树脂层上，这样，通过逐层曝光并提升来生成三维实体1、SLA、DLP打印技术DLP3D打印机和SLA3D打印机的区别：1、光源不同：SLA采用激光点聚焦到液态光聚合物，而DLP成型技术是采用数字光处理器（通常采用高分辨率投影仪）来照射固化光聚合物。2、成像技术不同：SLA在成型时一般都是点到线、线到面，采用镭射光绘制图层，而DLP则是一面一面地成型，采用投影绘制图层。因此，DLP成型技术要比SLA成型技术要快。1、SLA、DLP打印技术适用场合：DLP3D打印机不适合打印满板的高分辨率部件。例如，DLP打印机能够打印一个完好精细的戒指，并且比SLA打印机还要更快。然而，如要一次打印许多精细的戒指，就会需要一台SLA3D打印机，才能够在整个打印区域中保持一致的高分辨率。DLP适用于：快速打印没有太多细节的小型对象。DLP更多的作为桌面级机器使用。SLA适用于：一次打印多个精细的大型对象。SLA技术通常使用于工业级大尺寸零件1、SLA、DLP打印技术02光固化技术发展PARTTWO2、光固化技术发展1984年美国人查尔斯·胡尔（CharlesW.Hull）发明了SLA（StereoLithographyAppearance），即立体平板印刷技术。原理：用光来催化光敏树脂，然后成型。后人把胡尔成为“3D打印技术之父”1986年胡尔成立了3DSystems公司，研发了STL文件格式。将CAD模型进行三角化处理，成为CAD/CAM系统接口文件格式的工业标准之一。STL文件是在计算机图形应用系统中，用于表示三角形网格的一种文件格式。它的文件格式简单，只能描述三维物体的几何信息，不支持颜色材质等信息。是计算机图形学CG模型,数字几何CAD模型,最常见文件格式。STL文件有两种:一种是ASCII明码格式，一种是二进制格式。2、光固化技术发展CLIP打印技术全名是连续液体界面提取技术。CLIP打印技术原理大致如下：打印装置中有一个非常重要的部分，既可以通氧气，又可以通光线，类似隐形眼镜。光的作用是引发聚合成型（固化），而氧气的重要作用是阻止不需要打印的部分不聚合成型（不固化），通过特殊的精确控制技术，让需要固化的部分固化，不需要固化的部分被氧气得到阻止，打印最终完美呈现出产品。与SLA\DLP相似技术2、光固化技术发展C-CAT打印技术C-CAT技术能够以每小时60厘米的速度3D打印物体，而其他DLP设备每小时仅能打印2-3厘米。这种生产速度比2016年4月进入商业市场的由Carbon3D研发的全新的革命性3D打印技术---连续液面制造（CLIP）技术快了30％。2、光固化技术发展CPWC打印技术全名叫：连续生产和波前转换技术。它的打印速度是普通DLP技术速度(20毫米-30毫米/小时)的20-30倍，甚至比美国Carbon公司的连续液面制造(CLIP)技术还快30%。它与普通DLP一样采用的是光敏树脂类材料，也一样会在液面上直接投射出对象的投影。但不同的是，它会通过“对光辐射的波前转化”重新分配施加在打印层上的辐射能量，而这正是它能实现高速打印的原因所在。2、光固化技术发展面投影微立体光刻（PμSL）该工艺是由中国摩方材料公司自主研发。微立体光刻是在传统3D打印工艺——立体光固化成型(stereolithography，SL)基础上发展起来的一种新型微细加工技术，与传统的SL工艺相比，它采用更小的激光光斑(几个微米)，树脂在非常小的面积发生光固化反应，微立体光刻采用的层厚通常是1~10um模型尺寸0.8mm*0.8mm*3mm2、光固化技术发展全息影像打印技术这种方法涉及激光全息投影，简单来说就是用3束激光从XYZ方向同时照射光敏树脂，在其中生成物体的全息图，从而让树脂直接在空间中实现固化，完成打印。由于不是传统的分层打印在堆积方式，这种新方法速度极快，短短10秒就能打印出一个物体。(目前只能打印简单的物体)2、光固化技术发展03SLA、DLP技术应用领域PARTTHREE3、光固化3D打印技术应用领域光敏树脂材料介绍即是UV树脂，由聚合物单体与预聚体组成，其中加有光(紫外光)引发剂(或称为光敏剂)。在一定波长的紫外光(250-300纳米)照射下立刻引起聚合反应，完成固化。光敏树脂一般为液态，一般用于制作高强度、耐高温、防水等的材料。电子产品外壳模型珠宝原型件3、光固化3D打印技术应用领域工业产品内部分析精密模型原型蜡模3、光固化3D打印技术应用领域手办模型医疗模型3、光固化3D打印技术应用领域思考：1、查找光固化技术最新发展