3D打印技术：3D打印成型技术PPT教学课件.pptx

3D打印

模块三3D打印成型技术

学习单元一光固化快速成型技术

学习单元一一、光固化快速成型概述光固化快速成型即立体光固化成型（SLA），属于液态树脂光固化成型这一大类。SLA用的是紫外光源，其耗材一般为液态光敏树脂。世界上第一台3D打印机采用的是SLA工艺，该技术最早由美国麻省理工学院的CharlesHull在1986年研制成功，并于1987年获得专利。SLA是最早出现的、技术最成熟和应用最广泛的3D打印技术，Hull由此于1986年创办了3DSystems公司。SLA的材料是液态的，不存在颗粒的东西，因此可以做得很精细，不过它的材料比SLS贵得多，目前用于打印薄壁的、精度较高的零件，适用于制作中小型工件，能直接得到塑料产品。

学习单元一二、光固化快速成型的工作原理SLA技术采用液态光敏树脂原料，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；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，当一层加工完毕后，生成零件的一个截面。然后，升降台下降一定高度，固化层上覆盖另一层液态树脂，再进行第二层扫描，第二固化层牢固地黏结在前一固化层上。这样一层层叠加就形成了三维工件原型，如图3-1所示。

学习单元一二、光固化快速成型的工作原理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满足要求的产品。具体的工作步骤如下：（1）将液态的光敏树脂材料注满打印池。（2）打印平台升起，直到距离液体表面一个层厚的位置时停下。（3）水平刮板沿固定方向移动，将液体表面刮成水平面。（4）激光器生成激光束，通过透镜进行聚焦后照射在偏振镜上，此时偏振镜根据切片截面路径自动产生偏移，这样光束就会持续地依照模型数据有选择性地扫描在液面，由于树脂的光敏特性，被照射到的液态树脂逐渐固化。（5）在固化完成后，打印平板自动降低一个固定的高度，水平刮板再次将液面刮平，激光再次照射固化，如此反复，直至整个模型打印完成。

学习单元一三、光固化快速成型的特点光固化快速成型的优势在于成型速度快、原型精度高，非常适合制作精度要求高、结构复杂的小尺寸工件。在使用光固化快速成型的工业级3D打印机领域，比较著名的是Object公司。该公司为SLA3D打印机提供100种以上的感光材料，是目前支持材料最多的3D打印设备。同时，Object系列打印机支持的最小层厚已达16μm在所有3D打印技术中，SLA打印成品具备最高的精度、最好的表面光洁度等优势。

学习单元一三、光固化快速成型的特点但是光固化快速成型也有两个不足。首先，光敏树脂原料具有一定的毒性，操作人员在使用时必须采用防护措施。其次，光固化快速成型的成品在整体外观方面表现非常好，但是其材料强度方面尚不能与真正的制成品相比，这在很大程度上限制了该技术的发展，使得其应用领域限制于原型设计验证方面，后续需要通过一系列处理工序才能将其转化为工业级产品。此外，SLA技术的设备成本、维护成本和材料成本都远远高于熔融沉积成型（FDM）等技术。因此，基于SLA技术的3D打印机主要应用于专业领域，桌面级应用尚处于启动阶段，相信不久的将来会有更多低成本的SLA桌面3D打印机面世。

学习单元一三、光固化快速成型的特点1.SLA技术的优势具体来讲，SLA技术的优势主要有以下几个方面：（1）SLA技术出现时间早，经过多年的发展，技术成熟度高。（2）打印速度快，光敏反应过程便捷，产品生产周期短，无须切削工具与模具。（3）打印精度高，可以表现准确的表面和平滑的效果，精度可达到每层厚度0.05～0.15mm，可打印外形结构复杂或传统技术难以制作的原型和模具。（4）上位机软件功能完善，可联机操作及远程控制，有利于生产的自动化。

学习单元一三、光固化快速成型的特点2.SLA技术的缺陷相比其他打印技术而言，SLA技术的主要缺陷有以下几个方面。（1）SLA设备普遍价格高昂，使用和维护成本很高。（2）需要对毒性液体进行精密操作，对工作环境要求苛刻。（3）可以使用的材料有限并且不能多色成型，可使用的材料多为树脂类，使得打印成品的强度、刚度及耐热性能都非常有限，并且不利于长时间保存。（4）由于树脂固化过程中会产生收缩，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。（5）核心技术被少数公司所垄断，技术和市场潜力未能全部被挖掘。

学习单元一四、光固化快速成型技术的必威体育精装版进展当前SLA技术的进展主要体现在以下几个方面：1.软件技术随着越来越多的原型要在快速成型机上加工，RP软件的性能在提高工