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光固化打印机介绍https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzkwMjc0MTE3Mw==&mid=2247484073&idx=1&sn=0d0fd026b373b06cd7c340ec8f56a006&chksm=c0a1af73f7d62665a632baebbde4e5e00ffb9c6bd31bf547b4a86855d5524535619a6175a428#rd    光固化打印机是一种先进的数字化制造设备，其利用光源（通常是紫外线）采用光固化技术将液态材料逐层固化，逐步构建生产出三维物体。以这种方式进行打印的模型以其高精度和细致的表面效果，被广泛普及并应用于多个行业。现有的光固化3D打印机常见的有SLA（立体光刻）、DLP（数字光处理）和LCD（液晶显示）三种类型，而本文将会分别介绍上述技术的工作原理。

    在介绍各类型打印机的工作原理之前，需要了解“光固化”这种3D打印工艺的工作原理。顾名思义，其就是利用光来实现打印材料的固化，从而打印出三维模型。

    那么，光是如何实现让材料固化进行打印的呢？现今常见的光固化3D打印机主要采用的材料是光敏树脂，未固化的时候是液体。这种材料中含有光敏剂，这是保证材料可以固化的关键，其可以通过特定波长的紫外线（一般波长为365nm~405nm）照射就会被激活，进行一系列化学反应，使液体树脂迅速固化。

    然而，使用光对材料进行照射时，只会对其照射表面进行固化。所以可以通过对模型进行切片，逐层固化打印，最终完成三维模型的打印。而对于每一层怎么去照射，则是打印机的关键技术之一，对于上述三种类型的打印机，其工作原理的不同其实就是对每一层照射方式的不同。接下来将以图文的形式进行详细介绍。

SLA（立体光刻）

    SLA打印机利用激光束逐层固化光敏树脂。其通过控制激光在树脂表面上来回移动，根据切片数据逐层固化树脂，也就是说在每一层扫出要打印的图案。每完成一层，打印平台便进行移动，准备打印下一层。

    SLA设备体积通常较大，一般用于打印大型零件和模型，特别是工业级的SLA设备，由于需要复杂的光学系统和激光器，设备的体积和成本都会比较高。组成大体如下图所示（不同型号的机器可能会存在差异）。

DLP（数字光处理）

    DLP打印机使用数字投影技术，通过微镜反射光线形成图像，打印时投影照射出每一层整体的图案。

    能产生投影的原因其内部使用了数字微镜设备（DMD芯片），其由数百万个微小的镜子组成，这些镜子可以迅速倾斜以反射从光源照射出来的光，形成投影图像。通过投影仪将一层图像直接投射到树脂表面，一次固化整层树脂，实现快速打印。

    因为是光束投影，所以DLP打印机的精度一方面取决于投影系统的光学精度；另一方面取决于图像分辨率，而图像分辨率与投影面积有关。投影面积越大，各个光束将会分散，分辨率降低，影响精度，但这种影响不是很大，即使在大尺寸打印中，DLP也能保持良好的锐度。当然，DLP的打印效果在小型精细模型中会更加锐利和清晰，尤其是曲面和细节丰富的部分。

LCD（液晶显示）

    LCD使用的屏幕技术较为成熟，且相较于SLA和DLP的一般成本较低，尤其是桌面级LCD 3D打印机，在价格相对便宜的同时也能保证一定精度，故适合个人用户和小型企业使用。

     LCD的光源通常是UV LED光源，通过控制LCD屏幕显示模型每层切片的黑白图像，使光透过设定好的图像使树脂在显示区域固化，然后打印平台进行移动，实现逐层打印，最终打印好完整模型。

    所以，对于LCD打印机的精度取决于LCD屏幕的分辨率，高的分辨率会保证一定的打印精度。由于其也是一次固化整层图像，而不是逐点固化，因此打印速度较SLA快。而且LCD屏幕显示的图像是固定的，光源通过屏幕直接照射到树脂上，因此速度不会随模型尺寸有明显波动，尤其是均匀分布的大面积打印时，LCD更能保持稳定的速度。

    当然，由于光线需要通过LCD屏幕传递，所以一方面由于LCD屏幕会长期受到UV光的照射，屏幕寿命相对较短，LCD面板可能在长时间使用后出现老化现象，导致分辨率和打印精度下降；另一方面，光线在穿过LCD屏幕时也会有一定损耗，所以光线强度可能不如DLP那么集中和均匀。故需要考虑LCD屏幕的更换，但上述情况在要求不高时可以不用过多考虑。

    对于目前市面上常见的DLP和LCD技术的打印方式一般都是自下而上的，即打印模型通常是倒挂的。打印平台从液态树脂中逐层升起，这意味着模型在打印时“悬挂”在打印平台上，存在脱落风险。在倒挂式打印中，随着每层打印完成，打印平台会上升，使固化层与底部分离。由于这个过程涉及分离模型，有时较大或复杂的模型，特别是支撑结构不足时可能会产生部分脱落或分离问题。为了防止这种问题的出现，可以使用适当的支撑结构来确保模型在打印过程中牢固附着，也可调整打印机的设置，如降低分离力、减小层厚以减轻应力，还可以优化模型的设计，使重心平衡、避免长时间悬挂。

END

    总之，本文简述了光固化3D打印的基础原理，介绍了三种类型的打印机，各有特色，希望本文对您有所帮助！✨

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