光固化成型技术(SLA),是世界上最早出现并实现商品化的一种快速成形技术,也是研究最深入、应用最广泛的快速成形技术之一。其主要是使用光敏树脂作为原材料,利用液态光敏树脂在紫外激光束照射下会快速固化的特性。光敏树脂一般为液态,它在一定波长的紫外光(250 nm~400 nm)照射下立刻引起聚合反应,完成固化。SLA通过特定波长与强度的紫外光聚焦到光固化材料表面,使之由点到线、由线到面的顺序凝固,从而完成一个层截面的绘制工作。

SLA工艺打印过程
一、控制打印网板下沉到树脂液面下一定高度,使网板上覆盖一层材料。
二、电脑控制激光器和振镜,利用UV激光扫描当前需打印的零件截面,把需要打印的部分材料从液体固化为固体。
三、扫描完成后,网板下沉一定高度,刮刀涂铺一层材料(主要作用是刮平和大平面材料填充),重复以上步骤二直至打印完成。
四、打印完成后,取出打印产品,需要无水乙醇清洗和紫外光二次固化。
SLA工艺的特征
SLA的打印材料为液态树脂,在固化过程中,组成液态树脂的单体碳链会被UV激光激活并变为固态,从而在彼此之间形成牢固的不可破坏的键。光聚合过程是不可逆的,因此无法将SLA零件转换回液态,加热时它们会燃烧而不是熔化。
SLA工艺中的打印层高在25到100微米之间。较低的层高度可以更准确地捕获弯曲的几何形状,但会增加构建时间(和成本)以及打印失败的可能性。100微米的层高适用于大多数常见应用。
构建面积是对设计师很重要的另一个参数。构建大小取决于SLA机器的类型。我们郑州3D打印公司的供应链体系几乎拥有市场上全部类型的SLA设备,构建面积(打印尺寸)、打印材料实现全覆盖。
SLA工艺的支撑结构
SLA的打印工艺原理决定了打印过程中一定需要支撑结构。支撑结构使用与零件相同的材料打印,并且在打印后需要手动移除。零件打印的方向决定了支撑的位置和数量。打印摆放是要对零件合理定向,使视觉关键表面不要与支撑结构接触。
立体光固化成型(SLA)插图自下而上和自上而下的SLA打印机使用支持的方式有所不同:
在自上而下的SLA打印机中,需要使用支撑来精确打印悬垂和桥(临界悬垂角通常为30 度)。零件可以在任何位置进行定向,但不同的定向方式,会导致打印时间和产品质量的不同,通常将它们打印成平坦的形状,以最大程度地减少支撑量和总层数。
在自下向上的SLA打印机中,情况更加复杂。仍然需要支撑悬垂物和桥,但是最小化每层的横截面积是最关键的考虑因素,在剥离步骤中施加到零件上的力可能导致零件从构建平台上脱离。这些力与每一层的横截面积成正比,因此,零件以一定角度定向,减少支撑成为主要问题。
SLA工艺的优点和局限性
主要优点:
(1)SLA可以生产尺寸精度很高且细节复杂的零件。
(2)SLA零件具有非常光滑的表面光洁度,使其成为视觉原型的理想选择。
(3)可以使用特殊的SLA材料,例如透明,柔性和可浇铸的树脂。
主要缺点:
(1)SLA零件通常很脆,不适合功能原型。
(2)当零件暴露在阳光下时,SLA零件的机械性能和视觉外观会随着时间的流逝而降低。
(对于以上两个缺点,一般情况可以根据产品的性能需求,选择特种材料来实现打印,专业工程师会根据您的需求参数,提供专业解决方案。)
(3)始终需要支撑结构,并且必须进行后处理才能去除SLA零件上留下的视觉标记。
(这个缺点是SLA工艺原理导致的,不可避免,但我们专业的工程师会结合产品的使用需求提供最优的打印摆放定向和支撑结构设计,最大程度上的减小支撑带来的影响。)