2.3、光聚合成型技術(shù)

 

　?。?）SLA

 

　　SLA的主要實現(xiàn)途徑是用于生產(chǎn)固件部件的光固化成型技術(shù)。SLA技術(shù)最早由美國3DSystems公司成功實現(xiàn)商業(yè)化，其生產(chǎn)的Projet系列和iPro系列3D打印設(shè)備均采用了SLA技術(shù)。該技術(shù)由于具有成型過程自動化程度高、制作原型表面質(zhì)量好、尺寸精度高以及能夠?qū)崿F(xiàn)比較精細的成型尺寸等特點，因而成為廣泛應(yīng)用的快速成型工藝方法。但SLA系統(tǒng)的缺點是對液態(tài)光敏聚合物進行操作的精密設(shè)備，對工作環(huán)境要求苛刻，同時，成型件多為樹脂類，強度、剛度和耐熱性有限，不利于長期保存。

 

　　Objet公司的PolyJet系統(tǒng)是一種噴頭打印技術(shù)，目前已實現(xiàn)以16～30μm的超薄層噴射光敏聚合物材料，并層層構(gòu)建到托盤上，直至部件制作完成。每一層光敏聚合物在噴射時即采用紫外線光固化，打印出的物件即為完全凝固的模型，無需后固化。被設(shè)計用來支撐復雜幾何形狀的凝膠體支撐材料，通過手剝和水洗即可除去。

 

　?。?）DLP

 

　　在數(shù)字光處理技術(shù)中，大桶的物體聚合物被暴露在數(shù)字光處理投影機的安全燈環(huán)境下，暴露的液體聚合物快速變硬，然后設(shè)備的構(gòu)建盤以較小的增量向下移動，液體聚合物再次暴露在光線下。這個過程不斷重復，直到模型建成。最后排出桶中的液體聚合物，留下實體模型。采用DLP技術(shù)的代表設(shè)備是德國EnvisionTec公司的Ultra3D打印數(shù)字光處理快速成型系統(tǒng)。

 

　　DLP激光成型技術(shù)和SLA立體平版印刷技術(shù)比較相似，也是采用光敏樹脂作為打印材料，不同的是SLA的光線是聚成一點在面上移動，而DLP在打印平臺的頂部放置一臺高分辨率的數(shù)字光處理器（DLP）投影儀，將光打在一個面上來固化液態(tài)光聚合物，逐層的進行光固化，因此速度比同類型的SLA立體平版印刷技術(shù)速度更快。

 

　　DLP的應(yīng)用非常廣泛，該技術(shù)最早是由德州儀器開發(fā)的，它至今仍然是此項技術(shù)的主要供應(yīng)商。最近幾年該技術(shù)放入3D打印中，利用機器上的紫外光（白光燈），照出一個截面的圖像，把液態(tài)的光敏樹脂固化。該技術(shù)成型精度高，在材料屬性、細節(jié)和表面光潔度方面可匹敵注塑成型的耐用塑料部件。

 

　　SLA與DLP打印所需的液態(tài)光敏樹脂材料也因生產(chǎn)商家和機型的不同而各有特點，比如EnvisionTec的各類機型都可以使用EC-500型蠟基液體樹脂材料制造各類精致飾品模型以用于失蠟法鑄造，但其每千克材料成本高達幾千元。其民用代表機型有B9Creator（2500美元），F(xiàn)orm1（3300美金）等。

 

　　2.4、3DP三維噴繪打印技術(shù)

 

　　3DP是一種基于微噴射原理（從噴嘴噴射出液態(tài)微滴），按一定路徑逐層打印堆積成形的打印技術(shù)，這種技術(shù)和平面打印非常相似。3DP打印機主要部件為儲粉缸和成形室工作臺。打印時首先在成形室工作臺上均勻地鋪上一層粉末材料，接著打印頭按照零件截面形狀，將粘結(jié)材料有選擇性地打印到已鋪好的粉末層上，使零件截面有實體區(qū)域內(nèi)的粉末材料粘接在一起，形成截面輪廓，一層打印完后工作臺下移一定高度，然后重復上述過程。如此循環(huán)逐層打印直至工件完成，再經(jīng)后處理，得到成形制件。

 

　　同立體印刷、疊層實體制造和選擇性激光燒結(jié)快速成形技術(shù)相比，3DP不需要昂貴的激光系統(tǒng)，具有設(shè)備價格便宜、運行和維護成本低的優(yōu)勢。與熔融沉積快速成形技術(shù)相比，3DP可以在常溫下操作，具有運行可靠，成形材料種類多和價格低的優(yōu)勢。此外，與其它RP系統(tǒng)相比，3DP還有操作簡單、成形速度快、制件精度高、成形過程無污染，適合辦公室環(huán)境使用等優(yōu)點。