光固化3D打印機是一種使用光敏樹脂材料,通過光照固化方式逐層構建三維物體的先進制造設備。主要利用立體光固化(SLA)技術,該技術通過紫外線激光或投影儀對光敏樹脂進行照射,使其逐點或逐層固化形成硬塑料。具體來說,液態光敏樹脂在特定波長和強度的紫外光照射下會迅速發生光聚合反應,分子量急劇增大,材料從液態轉變成固態。這種液態材料累加為固態成形件的過程,就構成了3D打印的基礎。
1、高精度與高分辨率
層厚精細:可實現10-100微米(μm)的層厚,部分高d機型可達5μm,遠高于FDM技術。
XY方向精度高:
SLA:使用聚焦激光點掃描,精度可達±0.05mm。
DLP:通過數字微鏡投影整層圖像,分辨率由DMD芯片決定(如1920×1080)。
LCD/MSLA:使用LCD屏幕作為掩膜,分辨率由屏幕像素密度決定(如2K、4K),成本低但壽命有限。
細節還原能力強:能精確打印微小特征、復雜曲面、鏤空結構和精細紋理。
2、優異的表面質量
表面光滑:成型件表面平整,幾乎無層紋,表面粗糙度(Ra)低,通常無需或僅需輕微后處理即可達到高光潔度。
邊緣清晰:棱角分明,幾何精度高,適合外觀模型和精密零件。
3、材料性能多樣
專用光敏樹脂:材料種類豐富,可根據需求選擇:
標準樹脂:通用型,成本低。
工程樹脂:具備高韌性、耐高溫、耐化學腐蝕等性能(如ABS-like、PP-like)。
柔性/彈性樹脂:模擬橡膠特性。
透明樹脂:用于光學部件、流體模型。
生物相容樹脂:通過醫療認證,用于牙科、醫療器械。
鑄造樹脂:低灰分,適用于失蠟鑄造。
材料局限:相比FDM的熱塑性塑料,光敏樹脂長期穩定性(如老化、變黃)、機械強度和耐溫性相對較弱。
4、成型速度快(相對)
DLP/LCD技術:整層同時曝光,打印速度與模型數量無關,批量打印小件效率高。
SLA技術:逐點掃描,速度相對較慢,但精度最高。
整體效率:對于高精度小件,光固化通常比FDM更快。
5、后處理要求較高
清洗:打印完成后需用異丙醇(IPA)或專用清洗液浸泡并攪拌,去除未固化的樹脂。
二次固化:清洗后需在UV烤箱或陽光下進行后固化,使樹脂完q交聯,達到最終機械性能。
支撐去除:需手動去除支撐結構,可能留下支撐點痕跡,需打磨。
6、設備與使用特點
封閉式結構:多數為封閉式設計,減少UV光泄漏和樹脂氣味擴散。
液體材料:需小心處理液態樹脂,避免皮膚接觸和環境污染。
維護需求:定期清潔樹脂槽、更換FEP離型膜(LCD機型)、清理刮刀等。
成本:設備價格中等偏高,樹脂材料成本高于FDM耗材。
7、支持復雜結構制造
無需支撐的懸垂結構:通過合理設計,可減少支撐使用。
中空與嵌套結構:可打印內部空腔、活動鉸鏈等復雜一體化結構。