光敏樹脂3D打印機是一種基于光固化原理的高精度3D打印設備,通過紫外光照射液態光敏樹脂,使其逐層固化成型,無需模具即可直接制造三維實體。其核心原理在于光敏樹脂中的光引發劑在特定波長(250-400nm)紫外光照射下,引發聚合物單體與預聚體發生聚合反應,實現液態到固態的快速轉變。
光敏樹脂3D打印機主要分為SLA(立體光固化)和DLP(數字光處理)兩種。SLA技術采用紫外激光束,按模型切片路徑逐點掃描樹脂表面,實現從線到面的固化;DLP技術則通過投影儀將整層模型圖像一次性投射到樹脂液中,實現面固化,打印速度更快。兩者均通過升降臺逐層下降,使固化層與新樹脂液接觸,最終堆疊成完整三維物體。
1、超高打印精度與表面質量
微米級分辨率:這是光固化技術z突出的優勢。
SLA(激光掃描):XY平面分辨率可達25-100μm,Z軸層厚可低至10-50μm。
DLP(面投影):單層曝光,分辨率由DMD芯片決定,通常為35-100μm。
優異的表面光潔度:打印件表面光滑,幾乎無層紋,接近注塑件的表面質量,大幅減少后期打磨工作量。
精細細節還原能力:能夠w美呈現復雜的幾何形狀、微小特征(如文字、紋理、薄壁、鏤空結構)。
2、多樣化的光敏樹脂材料
材料種類豐富:針對不同應用開發了多種專用樹脂,包括:
標準樹脂:通用型,性價比高。
高強度/工程樹脂:模擬ABS、PP等工程塑料性能。
韌性樹脂:具有類似聚丙烯的抗沖擊和彎曲性能。
耐高溫樹脂:可在較高溫度下保持尺寸穩定。
透明樹脂:用于制作燈罩、導光件、流體模型。
生物相容性樹脂:通過醫療認證(如ISO 10993),用于牙科模型、手術導板、助聽器等。
鑄造樹脂:灰分極低,燒結后無殘留,專用于珠寶失蠟鑄造。
柔性/彈性樹脂:模擬橡膠特性。
材料性能可調:通過調整樹脂配方,可實現從硬脆到高彈、從透明到有色的各種物理和光學性能。
3、兩種主流技術路徑
SLA(Stereolithography Apparatus):
原理:使用聚焦的紫外激光束在樹脂液面逐點掃描,固化每一層。
優點:精度高,適合打印超精細、小尺寸零件;技術成熟穩定。
DLP(Digital Light Processing):
原理:利用DMD(數字微鏡器件)芯片將整層圖像投影到樹脂液面,一次性固化一整層。
優點:打印速度極快(與層復雜度無關);設備結構相對簡單,成本較低。
4、高效的打印速度(尤其DLP)
由于是面曝光(DLP)或快速掃描(SLA),相比FDM(熔融沉積)等技術,光固化打印單層時間極短。
特別是DLP技術,打印速度主要取決于層厚和固化時間,與模型復雜度關系不大,適合批量打印。
5、支撐結構與后處理
支撐結構:打印懸空或倒扣結構時需要生成支撐,以防止塌陷。支撐通常較細,但需手動去除。
后處理是關鍵:
清洗:打印完成后,需用異丙醇(IPA)或專用清洗液徹d清洗零件,去除表面未固化的樹脂。
二次固化(后固化):清洗后的零件需在紫外光固化箱中進行充分后固化,以達到最終的機械性能和穩定性。
支撐去除與打磨:小心去除支撐,并對支撐點進行打磨拋光。
6、封閉式與安全設計
封閉腔體:防止紫外光泄漏(對皮膚和眼睛有害)和樹脂氣味擴散。
液位控制系統:確保每層打印前樹脂液面高度精確。
溫控系統:部分高d機型配備樹脂槽加熱,保持樹脂粘度穩定,提高打印成功率。
7、軟件與工作流程集成
切片軟件:專業軟件用于模型擺放、支撐生成、層圖像生成和打印參數設置。
網絡連接:支持Wi-Fi、USB、SD卡等多種文件傳輸方式。
狀態監控:部分機型配備攝像頭,可遠程監控打印進度。